SiCp/Al复合材料的钎焊性及其钎焊连接研究进展

综述了近年来发展起来的SiCp/Al复合材料的特性以及钎焊性,重点介绍了其目前国内常用的钎焊方法-真空钎焊和保护气氛炉中钎焊,并阐述了其钎焊过程中的存在的问题.     

高体积比SiC_P/Al复合材料真空钎焊工艺研究

在三个不同温度和三个不同保温时间下,用Al66-Si5-Cu26-Zn2-Ti1钎料真空钎焊表面镀镍的65%体积比SiCP/Al复合材料。通过剪切强度测试、显微组织分析、能谱分析等手段研究了钎焊接头的组织和性能,对比出最佳钎焊工艺。结果表明:镍层在钎焊过程中起到了桥梁作用,改善母材的焊接性,钎料透过镍层进入母材,镍层向母材中扩散,达到了母材与母材的钎焊而不是镍层之间焊接;570℃保温30 min下钎焊效果最好,结合实际生产要求高效率和低能耗,575℃保温20 min的工艺方法效率更高更适于实际生产。     

铝基复合材料激光焊工艺参数对焊缝成形和熔深的影响

为系统研究焊接参数的变化对焊缝成形和熔深的影响规律，探索脉冲激光焊接最佳工艺参数，采用脉冲激光工艺对SiCp/6061Al复合材料进行焊接试验研究。结果表明，脉冲激光焊接过程中，激光功率、脉冲频率、焊接速度、离焦量等参数的变化，均能对焊缝成形和熔深产生显著影响，进而影响焊缝的微观组织和宏观的拉伸强度。其中激光功率和焊接速度是最主要的影响因素。     

Sn3.0Ag0.5Cu3.0Bi钎料对化学镀镍SiCp/6063Al复合材料真空钎焊接头组织和性能的影响

采用Sn3.0Ag0.5Cu3.0Bi软钎料对镀镍后的两种不同体积比SiC_p/6063Al复合材料进行真空钎焊。通过SEM、剪切试验等方法分析了化学镀镍后SiC_p/6063Al复合材料真空钎焊接头的显微组织以及保温时间对接头性能的影响。结果表明:两种不同体积比SiC_p/6063Al复合材料真空钎焊后的焊缝组织致密,钎料对镀镍复合材料的润湿性良好;在270℃、保温35min的钎焊工艺下,钎焊接头的剪切强度最大值为38.3 MPa;钎料中的Sn、Cu元素能够与复合材料表面的Ni层发生化学反应,实现钎料与母材的冶金结合;镀镍后SiC_p/6063Al复合材料真空钎焊接头断裂形式为韧性断裂为主的混合断裂,断裂主要发生在钎料内部,部分发生在镀镍层与钎料的结合处。     

激光焊接铝基复合材料钛的原位增强作用

本文采用激光焊接SiC_p/6063铝基复合材料,并利用Ti对焊缝进行原位增强。研究结果表明,焊缝和热影响区均较窄,焊缝中观察不到孔洞存在。对焊缝中心的微观组织分析表明,焊缝基体的晶粒非常细小,呈等轴结晶方式,焊缝组织非常致密,没有明显的微观气孔和裂纹。焊缝中已经观察不到SiC颗粒与基体在熔焊条件下发生反应生成的针状反应物Al_4C_3,而是尺寸更为细小的TiC颗粒,近似呈球形,在焊缝中分布比较均匀。整个焊接区域转变为母材是SiC颗粒增强的Al基复合材料,而焊缝主要是以TiC颗粒增强相以Ti为基体的局部区域。研究结果表明,用钛作为合金化元素通过使用原位焊缝合金化/脉冲激光焊接SiC_p/6063复合材料可以达到完全抑制在焊缝中心区形成Al_4C_3,焊缝接头强度由于快速固化的TiC等相而得到提高。     

激光焊接SiCP/LD2复合材料的接头性能

采用CO2激光器焊接SiCP/LD2复合材料,分析激光焊条件下接头的性能损失影响因素。研究结果表明,对于该种复合材料,在激光焊条件下,引起焊接接头性能损失的因素是多方面的。比如,脆性的反应物Al4C3相的生成,焊缝中由于较高的粘度而产生的孔洞与未熔合,以及蜂窝状气孔、氧化膜的存在等。其中对接头的性能损失影响最大的同时也是最难以消除的是铝碳界面相的生成。并提出了避免缺陷产生和改善接头性能的措施。     

SiC_p/ZL101复合材料与可伐合金4J29钎焊的分析

以增强相体积分数为55%的SiCp/ZL101复合材料和可伐合金4J29为母材,首先在复合材料表面电镀镍,然后在420℃保温7min的条件下,采用Zn-Cd-Ag钎料对SiCp/ZL101复合材料与可伐合金进行了保护气氛钎焊试验.利用扫描电镜及EDS能谱分析的方法对接头的界面组织及断口形貌进行了研究.结果表明,经过镀镍提高了钎料对复合材料的润湿性,钎焊过程中钎料与可伐合金、钎料与镀层界面处均形成了过渡层,镀层与复合材料通过扩散形成了冶金结合.断口分析表明,钎焊接头的断口位于复合材料内部,但离镀层较近.     

低温封接玻璃的研究现状及发展趋势

低温封接玻璃能在400～700℃的温度范围内,实现玻璃、陶瓷、金属合金乃至各类新型复合材料等的完美连接.随着低温封接玻璃无铅化的推进,目前主流研究主要集中于具有潜在应用背景的磷系、铋系、钒系以及硼系低温封接玻璃.本文综述了近年来国内外关于低温封接玻璃的研制现状以及未来的发展趋势.低温封接玻璃在无铅、低温的大趋势下,未来还需具备一定的导热性能和向复合化方向发展.     

5A06铝合金焊接残余应力有限元分析

利用热弹塑性有限元方法对5A06铝合金焊接接头的温度场和残余应力场进行模拟.有限元模型中选用三维实体单元,考虑材料物理性能随温度的变化和周边对流、辐射散热的影响.在模型中运用移动的三维双椭球体热源作为输入热源来模拟焊接过程,最终获得了焊接温度场和残余应力场.将有限元计算结果与残余应力的实测结果进行了对比,模拟结果与实测值有较好的一致性.