不同银基钎料对钛合金/不锈钢钎焊焊缝的影响

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。

本研究使用al-si钎料对各种铝合金与不锈钢在电阻炉中实施了钎焊。对接头成败、钎焊界面间铝合金、钎料和钎剂成分的元素扩散状况和组织变化进行了edx,epma分析;并用xrd检测了钎剂对不锈钢的影响;还根据试验结果对熔融钎料层的消失即等温凝固时间进行了理论推定;进而将推定结果和al-si与al-zn系重叠扩散的理论解析进行了对比考察、验证。其结果为:铝合金与不锈钢的空气中钎焊要得到强固的接头是很困难的;使用钎剂去除不锈钢的氧化膜并使其产生湿润所需的时间比铝合金要长;接头不能形成的主要原因是钎料在对不锈钢产生润湿前,先与铝合金产生润湿、反应后急速等温凝固;而此等温凝固是由钎剂中的zn扩散到钎料及铝合金母材中所致。

采用金相显微镜、电子显微镜、x射线能谱仪、显微硬度、力学试验等检测手段,对ta17钛合金/ag95cunili/0cr18ni10ti不锈钢钎焊接头的组织特征进行了分析。结果表明:钎缝中不锈钢/钎料一侧,形成了三层金属间化合物钎缝组织;在钛合金/钎料一侧,形成两个组织区域;同时,银沿钛合金晶间扩散;在凝固钎焊接头的钎缝中,靠近不锈钢一侧出现了ti、cu的富集;靠近钛合金一侧cu原子的含量明显升高,钎缝中心区基本上是纯银;钎缝中除不锈钢/钎料扩散层外,其他各微区的显微硬度并没有增加;从钎缝断口分析也证明钎缝中靠近不锈钢一侧是接头最薄弱的位置。

通过分析氧枪喷头的设计结构、使用环境和失效形式,探讨银基钎料的组织和性能,使用eds方法对氧枪喷头钎缝进行研究,认为多元银基钎料中锌、镉总量应小于40%,否则焊缝易形成较多脆性相,将影响性能。此外,提出批量生产氧枪喷头应采用炉内钎焊技术。结果表明,钎缝组织致密、综合性能良好,相比其它方法,具有质量稳定、合格率高、成本低廉等优势。

镍基钎料钎焊不锈钢的钎缝组织及工艺的研究

文中采用bni-2钎料(bni82crsib)对1cr18ni9ti不锈钢进行了真空钎焊,钎焊后对样件进行了拉力试验,并使用扫描电镜对接头组织进行了分析,以研究焊接间隙对钎焊缝性能的影响。研究结果表明,接头组织基本由固溶体、金属间化合物及母材近焊缝区域附近的网状组织组成。随着钎缝间隙的增大,钎缝的组织会出现大量的金属间化合物,钎焊接头的综合性能会随之下降,钎缝的强度也随着钎缝间隙的增大呈现明显的下降趋势。

分别研究了四种银基钎料,参照有关国家标准,评价了其钎焊tb2/不锈钢的钎焊工艺性能,优选出一种钎料并确定了最佳的钎焊工艺参数,同时研究了其钎焊工艺与tb2合金热处理的匹配性。

向al-si钎料中添加锌研制开发了al-si-zn钎料,在评价其工艺性能的同时,研究了不同含锌量钎料、不含锌钎剂对铝合金/不锈钢钎焊接头组织特征、力学性能的影响。结果表明:al-si-zn钎料高温下氧化严重形成致密的氧化膜,熔炼浇注相当困难。解决措施为向al-si钎料中添加氯化钠和氯化钾形成保护膜,锌添加量对al-si-zn钎料和用其钎焊铝合金/不锈钢接头力学性能的影响大于对工艺性能的影响。随锌含量增加,钎料对不锈钢的润湿性虽有所改善,但却促使al-si-zn钎料与铝合金产生润湿且被其吸收的速度加快;加之zn挥发易产生气孔,最终导致接头强度明显下降。这一结果验证了随锌含量增加,al-si-zn钎料等温凝固进程加快的事实。

BAg25CuZn钎料钎焊不锈钢的钎缝组织研究

不锈钢软钎焊用钎料和钎剂的研究 (2)

不锈钢软钎焊用钎料和钎剂的研究

针对al及其合金与不锈钢钎焊中存在的因钎剂的腐蚀性及钎料的润湿性等引起钎焊接头强度下降的问题,研制出一种以lic1-nac1为基,并配以其它成分的al基钎剂。对钎剂的配制机理进行了分析,并用试验的方法对其钎焊性能进行了研究。对钎焊接头及其界面作扫描电镜(sem)、透射电镜(tem)、x射线衍射和拉力试验等分析发现,钎剂对钎料的润湿性能良好,有效地阻止了钎料在钎焊期间的氧化。对接头进行腐蚀性试验,发现焊缝的抗腐蚀性较强,能够满足一般环境的使用要求。

制备了ag95cunili钎料,参照有关的国家标准,评价了钎料的熔化特性、钎料在钛合金和不锈钢上的润湿铺展能力、钎料在钛合金和不锈钢异种金属间的填缝能力,以及钛合金/不锈钢异种金属钎缝的强度。结果表明,该钎料的液相线温度为918℃,对钛合金具有较强的铺展能力,在不锈钢上的铺展性较差,钎料在钛合金和不锈钢异种金属间的漫流距离大于100mm,钛合金/不锈钢异种金属钎缝的抗拉强度达到220mpa。采用金相显微镜、扫描电镜、x射线能谱仪和显微硬度计对钛合金/不锈钢钎缝进行了微观分析。结果表明,钎料与母材冶金结合良好,钎缝致密,在不锈钢一侧形成了三层金属间化合物组织,在钛合金一侧形成了共晶组织。

通过有限元分析的方法对tc4钛合金与1cr18ni9ti不锈钢钎焊接头残余应力场进行分析,计算工艺参数对接头应力分布的影响.结果表明,在tc4、不锈钢母材与钎料接头两侧的界面区附近形成应力集中,并且在距离钛合金母材0.45mm处等效应力达到最大值.钎焊间隙在50μm时应力值最小,钎料的线膨胀系数在12×10-6℃-1时接头内应力达到最小值,连接温度对这些残余应力的集中与分布影响很小.

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。

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。

制备了ag95cunili钎料，研究了该钎料在核动力专用装置工况条件下的均匀腐蚀、点腐蚀和电偶腐蚀性能。均匀腐蚀试验结果表明，1500h后，均匀腐蚀减重趋于稳定，均匀腐蚀速率为7．2mg/(dm^2·m)。点腐蚀试验结果表明，在整个试验过程中，钎料表面表现为均匀腐蚀，点蚀的迹象不明显。电耦腐蚀试验结果表明，钎料-不锈钢耦合电极中，钎料为阴极而得到保护，不锈钢母材为阳极，耦合电流在亚微安级；钎料-钛合金之间的电偶腐蚀中，钛合金母材为阴极而得到保护，钎料为阳极而加速腐蚀，耦合电流稳定在1．2μa，电流密度约为1．5×10^-1μa／cm^2，电偶腐蚀的敏感性不大。

用差热分析、电子探针和金相分析等方法对用bni2钎料真空钎焊不锈钢(1cr18ni9ti)钎缝的相变规律进行了研究,并以fick第二扩散定律为基础,对钎焊过程中硼元素的扩散系数进行了计算。研究结果表明,硼是影响钎缝组织和重熔温度的主要元素,延长钎焊时间或进行焊后扩散处理可以大大改善钎缝的综合性能。通过理论计算得出了在规定钎焊工艺条件下钎缝中不出现低熔化合物相的临界钎焊间隙与焊接时间的关系式,计算结果与试验结果吻合较好,计算精度优于6%。

选用活性钎料agcuti或cuti对陶瓷与不锈钢进行直接钎接。拉伸试验和金相分析结果表明,钎料的选择是成功的。

制备了ag95cunili钎料,研究了该钎料在核动力专用装置工况条件下的均匀腐蚀、点腐蚀和电偶腐蚀性能。均匀腐蚀试验结果表明,1500h后,均匀腐蚀减重趋于稳定,均匀腐蚀速率为7.2mg/(dm2·m)。点腐蚀试验结果表明,在整个试验过程中,钎料表面表现为均匀腐蚀,点蚀的迹象不明显。电耦腐蚀试验结果表明,钎料-不锈钢耦合电极中,钎料为阴极而得到保护,不锈钢母材为阳极,耦合电流在亚微安级;钎料-钛合金之间的电偶腐蚀中,钛合金母材为阴极而得到保护,钎料为阳极而加速腐蚀,耦合电流稳定在1.2μa,电流密度约为1.5×10-1μa/cm2,电偶腐蚀的敏感性不大。

锰基钎料钎焊不锈钢接头组织和性能

采用自制bmn50nicucrco钎料真空钎焊ocr13不锈钢,对其钎焊接头的显微组织和室温及高温力学性能进行了研究.结果表明:接头组织由mn-ni-cu-fe-cr-co固溶体组成,其显微硬度明显高于母材;钎缝室温强度可达275.0mpa,随测试温度升高逐渐降低,在400℃时降至230.5mpa,测试温度进一步升高,强度明显下降,500℃、600℃分别为164.4mpa和96.3mpa.