化学镀表面改性石英纤维复合材料与因瓦合金的真空钎焊

采用化学镀镍方法对石英纤维复合材料进行了表面改性,研究了镀镍工艺对改善石英纤维复合材料焊接性的作用.结果表明,采用Ag-Cu共晶箔片对化学镀镍改性的石英纤维复合材料与因瓦合金在830℃保温10min进行真空钎焊后,形成由(Cu,Ni),Ni(s,s),Ag(s,s)等固溶组织及Ni元素与石英纤维间钉扎作用共同构成的界面连接结构,此时接头室温抗剪强度达到29MPa;这也说明,镀镍层通过扩散反应发挥了增强复合材料表面结构、实现致密冶金连接的作用.     

石英纤维复合材料与因瓦合金的胶接辅助钎焊连接分析

通过表面涂覆活性胶改性的方法,实现了石英纤维复合材料与因瓦合金的胶接辅助钎焊连接.结果表明,含有钛的液态活性胶在焊接加热过程中与石英纤维复合材料表面纤维发生反应,并通过Ag-Cu共晶钎料层、铜中间层与因瓦合金获得致密连接,接头产生TiO,TiC,CuTi,Fe2Ti等化合物,其结构可表示为QFSC/TiO+Si+TiC+Cu(s,s)/CuTi+Cu(s,s)+Ag(s,s)/Cu(s,s)+Ag(s,s)+Fe2Ti/Invar.由不同钎焊温度接头的剪切性能对比试验得出,在850℃保温15min时的接头抗剪强度达到最大值44MPa.表面涂覆活性胶对钎料润湿的促进作用、活性金属元素Ti与复合材料纤维的化学反应及接头焊缝区产生的化合物生成相是影响连接性能的主要因素.     

BNi2+TiH2复合钎料钎焊C/C复合材料与GH99镍基高温合金

采用BNi2+TiH₂复合粉末钎料成功实现C/C复合材料与GH99镍基高温合金的钎焊,对焊后接头界面组织及力学性能进行了分析.结果表明,焊后接头典型界面结构为C/C复合材料/Cr₃C₂+MC+Ni(s,s)/MC+Ni(s,s)/Ni₃Si+Ni(s,s)/Cr₃C₂+MC+Ni(s,s)/GH99高温合金.钎料中加入TiH₂,可促进C/C复合材料母材的溶解,并在钎缝中部形成MC碳化物颗粒.随着TiH₂含量的增加,钎缝中部MC形态由细小弥散向大片状转变.当TiH₂含量为3%时,接头室温及800,1000℃高温抗剪强度最高,分别可达40,19及10 MPa,接头强度高于BNi2钎料钎焊接头强度,并可有效保证接头高温使用性能.     

SiO2陶瓷与TC4钛合金的钎焊研究

采用AgCu共晶钎料钎焊SiO2陶瓷与TC4钛合金,形成了良好接头.通过扫描电镜(SEM),能谱分析(EDS)以及X射线衍射分析(XRD)明确了接头生成物,确定了接头界面结构为TCA/Ti2Cu Ti(s,s)/Ti2Cu/TiCu Ti3Cu4 Ag(s.s)/Ag(s.s) Cu(s.s) TiCu/TiCu Cu2Ti4O/Al2(SiO4)O TiSi2/SiO2.研究了钎焊温度和保温时间对界面的影响,结果表明:当钎焊温度为850℃,保温时间为5min时,接头抗剪强度最高,其值为30MPa.     

Ag-Cu-Sn-Ti活性钎焊Gr/2024Al复合材料与TC4钛合金

采用自制的AgCuSnTi钎料对发汗材料Gr/2024Al复合材料和TC4钛合金进行钎焊,对焊后接头界面组织及力学性能进行了分析.结果表明,接头典型界面组织为Gr/2024Al/Ti₃AlC₂/Ag₂Al+Ag₃Sn+Al₂Cu+Al₅CuTi₂/Al₅CuTi₂+Ag₃Sn/TC4.钎焊时,活性元素Ti与Gr/2024Al复合材料的石墨基体发生活性反应,实现了TC4与Gr/2024Al复合材料的低温连接,保证了复合材料的力学性能及发汗功能.随钎焊温度升高及保温时间延长,钎缝组织中弥散分布的Al₅CuTi₂化合物聚集长大成块状,使接头性能下降.当钎焊温度为680℃,保温时间为10min时接头抗剪强度达到最大值17MPa,其为Gr/2024Al复合材料母材强度的70%.     

具有铼涂层的C/C复合材料与铌的真空钎焊

利用自制的Zr-Ni钎料对具有铼涂层的碳碳复合材料与铌进行真空钎焊,确定了接头典型界面组织为C/C-Re复合材料/(Re)/(Re,Zr,Nb)+NiZr/ NiZr₂+NiZr/ NiZr+Nb/Nb. 结果表明,钎焊过程中,铼涂层厚度变小,向钎缝中扩散,并与钎料元素形成了固溶体组织(Re,Zr,Nb),当钎焊保温时间过长时,Re元素向钎缝大量溶解,铼涂层与C/C复合材料脱离. 随钎焊温度升高及保温时间延长,接头抗剪强度均呈现出先升高后降低的变化趋势. 确定最佳焊接工艺参数为钎焊温度为1 110 ℃,保温时间为20 min,此时钎焊接头室温抗剪强度为19 MPa.