CuMnNiSi钎料钎焊不锈钢接头组织性能研究

采用bni-2,bni-5这2种镍基钎料真空钎焊1cr18ni9ti不锈钢。利用金相分析,x射线衍射物相分析方法对钎焊接头组织特性、相组成和扩散处理后组织进行了研究。结果表明:在真空钎焊过程中,钎料和母材中元素产生明显扩散;扩散处理能够消除钎缝中化合物相,使接头组织均匀化。

研究了钎焊温度对ni-p系钎料铺展性能及其真空钎焊0cr13不锈钢接头力学性能的影响。结果表明,ni-p系钎料铺展面积随钎焊温度的升高而增大,并且相同温度下不含cr的ni-p钎料铺展面积大于ni-cr-p的铺展面积;钎焊温度从925℃升高到1000℃过程中,ni-p、ni-cr-p钎料钎焊不锈钢接头的室温剪切强度均增大,并且在相同钎焊工艺下,不含cr的ni-p钎料钎焊不锈钢接头室温剪切强度优于ni-cr-p钎焊接头强度30～40mpa;ni-p系钎料钎焊接头高温强度随温度升高而下降,测试温度超过500℃时,相同温度下含cr的钎料能够提高钎焊接头强度0～30mpa。

用金相试验、ｘ射线衍射物相分析和电子探针分析方法，系统地研究了４种镍基钎料钎焊１ｃｒ１８ｎｉ９ｔｉ的钎缝组织特征和相组成及其随热处理时间的变化规律。研究结果表明，用ｂｎｉ１ａ和ｂｎｉ２钎料钎焊（１１２０℃，１０ｍｉｎ）的缝宽为０．１０ｍｍ的钎缝由αｎｉ、ｎｉ５ｓｉ２，ｃｒｂ和ｆｅ４．５ｎｉ１８．５ｂ６组成，近缝区扩散层由αｆｅ，γｆｅ和ｆｅ２ｂ组成。用ｂｎｉ５钎料钎焊（１１７５℃，１０ｍｉｎ）的缝宽为０．０５ｍｍ的钎缝由αｎｉ，ｎｉ５ｓｉ２和ｎｉ１６ｃｒ６ｓｉ７组成。用ｂｎｉ７钎料钎焊（１０５０℃，１０ｍｉｎ）的缝宽为０．０５ｍｍ的钎缝由αｎｉ，ｎｉ２ｐ和（ｆｅ，ｎｉ）３ｐ组成。

BNi-2+BNi-5复合钎料钎焊不锈钢填缝能力及其组织性能研究

综合性能很高的双相不锈钢,在其力学性能十分突出的同时也具备级高的耐腐蚀性,因此,被广泛使用在各行各业中用于代替一般的不锈钢,如生物工程、食品药品等行业,在实际使用中,为节约成本,提升经济效果,在很大程度上发挥多种材料性能,大多会用多相不锈钢与其他合金相互焊接结合使用,很大程度上降低了材料的使用性能.但是,由于不同的合金元素比例都会存在很大的差别,使得不同种类的材料焊接在一起相对困难,假如技术不高,在焊接中可能会产生很大概率的焊缝稀释率,且最大的缺点就是在焊缝处容易出现气孔或者裂痕等情况.因此,本文使用2205双相钢和q345r低合金钢为实验材料来进行焊接工艺及接头组织性能研究.

镍基钎料钎焊不锈钢的钎缝组织及工艺的研究

BAg25CuZn钎料钎焊不锈钢的钎缝组织研究

利用金相试验和差热分析方法，系统地研究了用镍基钎料钎焊１ｃｒ１８ｎｉ９ｔｉ时钎缝的重熔温度随钎焊工艺变化的规律。研究结果表明，熔化钎料与母材间的相互扩散是影响钎缝重熔温度的主要因素。当通过扩散使钎缝组织变成纯固溶体时，钎缝的重熔温度将大幅度提高。ｂｎｉ１ａ、ｂｎｉ２和ｂｎｉ５钎缝的重熔温度可分别提高到１２３５℃，１２３０℃和１３９７℃。ｂｎｉ７钎缝的重熔温度提高幅度较小，在试验条件下仅提高到９４５℃

采用znal15和alsi12药芯焊丝成功实现了铝合金/不锈钢异种金属间的熔钎焊.结果表明,焊态下采用znal15药芯焊丝所得接头抗拉强度达121mpa;而alsi12药芯焊丝所得接头抗拉强度最高可达162mpa.接头经280℃保温30min焊后热处理后,采用znal15药芯焊丝所得接头抗拉强度为180mpa,比焊态下接头抗拉强度高出将近一倍;采用alsi12药芯焊丝所得接头强度可提高至166mpa.对焊缝与钢之间的界面层进行成分分析发现,znal15药芯焊丝所得接头界面层主要由fe2al5和feal3等脆性化合物及锌固溶体组成,而alsi12药芯焊丝所得接头界面层由τ5-al7.4fe2si三元相组成,两种焊丝所得接头界面层厚度均不超过10μm.

采用先在钎缝间隙中预填合金粉，然后在钎缝外置放钎料进行钎焊的方法，解决不锈钢接头宽间隙的钎焊问题.当钎缝内预填３１６粉（或１ｃｒ１８ｎｉ９粉）及用ｂｎｉ－１ａ（或ｂｎｉ－２）钎料钎焊时，预填粉不熔化，焊后保持原来的形状。钎料中的硼沿晶界向预填粉中扩散，在晶界处与铁结合形成ｆｅ２ｂ，钎料获得固溶体组织。用ｂｎｉ－１ａ钎料钎焊钎缝内预填３１６粉时，钎绀缝强度高达５０４．７ｍｐａ。用ｂｎｉ－５钎料钎焊针缝内预填３１６粉时，针缝组织内的固溶体相中夹带少量的化合物相，钎缝的重熔温度高达１３２５℃。对同一种钎料而言，宽间隙针缝的抗拉强度与重熔温度有较好的对应性，即重熔温度高，抗拉强度也高。

使用质量比为6:4的混合镍基钎料bni-2与bni-5对316l不锈钢进行真空钎焊。由于钎缝间隙对钎焊接头组织性能有重要影响,所以在钎焊温度1140℃,保温时间10min的钎焊参数下,分别对钎缝间隙为30,60和100μm进行了钎焊实验。主要通过光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析仪、电子探针显微分析仪以及显微硬度计等对钎焊接头界面组织特征进行分析。结果表明,分布于钎焊接头中心连续共晶组织是导致裂纹扩展的主要通道。另外,研究发现当进行完整的等温凝固过程时,只有γ-ni固溶体相存在于钎焊接头中,但在钎缝与母材边界的沿晶界区域仍存在第二相的金属间化合物。

采用填加或不填加1cr18ni9ti焊丝,对1cr18ni9ti奥氏体不锈钢和1cr13马氏体不锈钢进行直流钨极氩弧焊试验。采用金相显微镜、万能拉伸试验机和显微硬度仪、扫描电子显微镜等分析测试手段研究了焊接接头各区域的显微组织、接头的力学性能、断口形貌特征等。并通过对两种材料所形成的同种组织焊接接头组织和性能的对比,确定了不锈钢板的焊接工艺。

采用20%co2+80%ar气体保护mag焊和焊条电弧焊对316l不锈钢进行焊接,通过对焊接接头进行拉伸、弯曲、硬度试验和显微组织观察,研究了焊接接头组织性能。结果表明,焊条电弧焊接头的抗拉强度和显微硬度比mag焊接头的抗拉强度和显微硬度高;焊条电弧焊焊缝金属中δ铁素体含量比mag焊焊缝金属中δ铁素体含量高;mag焊焊缝金属含有少量的mc型碳化物;拉伸时,焊条电弧焊接头断裂在热影响区,而mag焊接头断裂在焊缝中心位置;焊接接头的弯曲试验均合格。

对3mm厚304奥氏体不锈钢板进行了熔化极气体保护焊接(mig)试验。在焊接中发现,在适当范围内提高焊接速度有利于减小焊缝和热影响区宽度,增加接头强度的稳定性;但是焊接速度过快会导致焊缝区气孔的产生,从而降低接头强度的稳定性和耐蚀性。通过控制焊接速度可以保证304奥氏体不锈钢焊接接头具有良好的力学性能和良好的耐腐蚀性能。

以18-8不锈钢为研究材料,采用tig焊方法,仅改变焊接速度来观察接头组织形态的变化。研究发现:在固态相变区中,焊接速度越大,该区残留的δ-铁素体愈多且在晶内按一定方向平行分布。在1150℃以下接近1150℃的热影响区中,仅在晶界出现δ-铁素体,焊接速度越大,该区晶粒越小,晶界δ-铁素体数量愈多。焊接速度对焊缝中δ-铁素体形态有影响,但不太明显。

以高cr、ni合金粉为填加材料,采用nd∶yag脉冲激光对0.1mm+0.8mm+0.1mm双面超薄不锈钢复合板进行对接焊,对焊接接头的组织、抗拉强度、焊缝区显微硬度以及焊缝表面耐腐蚀性能进行了研究。结果表明,激光焊接的表面成形性好、变形小、无缺陷,焊缝金属与覆层不锈钢及基层碳钢连接良好;焊缝中心为晶粒取向不规律的细小等轴晶,其他区域为柱状晶,几乎看不到热影响区,焊缝表面为奥氏体+少量铁素体+少量马氏体组织;焊接接头的抗拉强度达到了母材的92%,伸长率为母材的25%;焊缝区显微硬度与母材相比有显著提高;不锈钢复合板焊缝表面和母材覆层抗电化学腐蚀性能接近。

本文采用微型脉冲激光实现了0．3mm厚321不锈钢片的对接焊，通过正交优化设计对工艺参数进行了优化，利用光学显微镜，电子精密拉伸机等分析测试手段，研究了工艺参数对焊接接头微观形貌及组织的影响。结果表明，焊接接头获得最大抗拉强度的最优工艺参数是脉；中功率百分比为18、脉冲宽度为4ms、脉冲频率为2hz，此时焊接接头的承载能力达到母材的98％。分析了功率密度对焊缝成形和力学性能的影响。承载能力较高的焊接接头其显微组织是由焊缝中心区的等轴晶和焊缝边缘粗大的柱状晶组成，并且焊接接头的显微硬度高于母材。

采用四号锰基钎料真空钎焊2cr13不锈钢,研究了钎焊温度对其接头组织和室温及高温剪切强度的影响,并与ni-cr-p钎料钎焊不锈钢接头进行了对比。结果表明:四号锰基钎料钎焊接头组织由mn-ni基的单相mn-ni-cu-fe-cr-co固溶体组成,接头室温剪切强度随着钎焊温度的升高逐渐增加;ni-cr-p钎料钎焊接头组织由ni-fe基固溶体和ni(cr,fe)-p化合物组成,接头室温剪切强度低于四号锰基钎料钎焊接头的室温剪切强度。当测试温度超过500℃时,ni-cr-p钎料钎焊接头的高温剪切强度降低幅度不大,四号锰基钎料钎焊接头降低明显,但仍高于ni-cr-p钎料钎焊接头的高温剪切强度。

利用agcu-1.8ti和agcu-4.4ti两种钎料对nb与0cr17ni4cu4nb不锈钢进行润湿性研究,并钎焊nb与0cr17ni4cu4nb接头。agcu-1.8ti在nb与0cr17ni4cu4nb上的润湿角均小于agcu-4.4ti。分析接头组织发现,agcu-4.4ti钎料接头中在靠近不锈钢侧存在约50μm宽的富ti层,而agcu-1.8ti钎料接头中未发现该富ti层。利用氩弧焊将tc4与nb预先焊好后再用两种钎料钎焊nb和不锈钢,测定tc4/nb/0cr17ni4cu4nb接头的室温拉伸强度。数据显示,agcu-1.8ti钎料接头的室温拉伸强度平均值达到222.2mpa,而agcu-4.4ti钎料接头强度仅有133.8mpa,所有接头均断于nb与0cr17ni4cu4nb界面。

以al-si共晶合金箔作为钎料扩散钎焊连接6063铝合金与1cr18ni9ti不锈钢,首先在真空条件下加热至al-si合金熔点,待其熔化后迅速降到al-si合金共晶温度以下进行保温,以期减少焊缝中fe-al金属间化合物的含量。研究结果表明:低温扩散温度越高,加热时间越长,不锈钢一侧界面的fe-al金属间化合物厚度明显增厚,甚至沿fe-al金属间化合物或不锈钢与fe-al金属间化合物界面产生裂纹。

不锈钢软钎焊用钎料和钎剂的研究 (2)

陶瓷与金属直接钎接的关键问题是钎料的选择,采用活性钎料进行陶瓷与的直接钎接,并对接头进行了机械拉伸试验和金相分析,结果表明,钎料的选择是成功的,还介绍了钎料的冶炼工艺。