基钎料钎焊镁合金接头的显微组织及力学性能

以mgh956合金钎焊接头高温抗拉强度为考察对象进行了正交试验设计。结果表明,考察的3个因素对接头性能影响的主次顺序为:钎料成分﹥保温方式﹥焊缝间隙;对应较优工艺参数为:钎料为kco3,保温方式为:1240℃/10min加1000℃/30min;焊缝间隙为0.02mm。在所进行试验中,1000℃拉伸试验结果最好的焊缝强度接近了母材水平。

采用热补偿电阻点焊方法进行焊接镁合金板试验,并分析了焊接电流、焊接时间及电极压力等焊接参数对生成熔核的尺度与接头抗剪强度的影响。试验结果表明,采用热补偿电阻点焊方法焊接镁合金,能在较低的焊接电流条件下获得具有较大熔核及较高抗剪强度的点焊接头。因而,采用热补偿电阻点焊方法焊接镁合金是有效的。

采用镁合金箔材和板材制备镁合金蜂窝板,研究了其压缩和弯曲力学性能,分析了镁合金蜂窝板的损坏过程和机制。压缩过程经历了蜂窝芯与面板之间树脂胶的局部失稳阶段、蜂窝芯弹塑性屈曲变形阶段、塑性屈曲失稳阶段、破坏扩展阶段四个阶段。弯曲变形过程经历了蜂窝芯局部屈曲、面板压入弯曲、蜂窝芯与面板较大面积脱胶这三个阶段。其变形模式与破坏形式和铝合金蜂窝板相似。

采用dn-100型固定式点焊机、金相显微镜研究了焊接电流对铝合金接头宏观断口和显微断口形貌、组织的影响规律。结果表明:随着焊接电流的增大,断口直径依次增大。拉应力增加,熔核区的硬度均低于母材。

利用快速凝固技术和传统铸造技术分别制备出成分相同的cu-ni-sn-p非晶薄带钎料和普通钎料,将2种钎料在4种钎焊温度(660,670,680,690℃)和3种保温时间(5,10,15min)下与纯铜进行真空钎焊试验,借助dta,xrd,eds和金相显微镜探讨了钎焊接头的界面微观组织结构及断口形貌,并通过拉伸试验评价了接头强度。研究结果表明:在680℃,15min条件下,接头抗拉强度最高,非晶钎料的接头抗拉强度明显优于普通钎料,界面反应层由扩散区、残余钎料区组成。随着保温时间的延长和钎焊温度的升高,扩散深度增加,冶金作用增强,在基体深度方向明显表现为沿晶界优先渗透。

以不同厚度的铜箔、镍箔作为缓解接头残余应力的中间层材料,在钎焊温度820℃,保温时间20min的工艺参数条件下对ti(c,n)基金属陶瓷与45钢进行了钎焊试验。结果表明,无论是采用铜箔还是镍箔,当其厚度从100μm增加到300μm时,接头三点弯曲强度上升趋势平缓;由于铜箔在钎焊过程中大量溶解,削弱了钎料与ti(c,n)基金属陶瓷的化学相容性,降低了界面结合力,从而严重制约了接头强度的提高;使用镍箔的突出特点表现在具有较高的界面强度,与施加铜箔的钎焊接头相比强度显著提高,但其缓解接头残余应力的效果不如铜箔,在靠近钎缝的ti(c,n)基金属陶瓷一侧易引发残余应力集中现象。

采用bпp27钎料实现了k465镍基高温合金的真空电子束钎焊。分析了不同工艺参数对接头抗剪强度的影响,借助扫描电镜(sem)、能谱分析(eds)和相图分析等方法研究了界面结构,确定了界面反应产物及其形态分布。结果表明,在界面反应层中生成五种产物:大量的镍基γ固溶体和(γ′+γ)共晶相,大量的富含钨的ni3b和crb相,以及少量的nbc相;化合物相以细小的块状弥散分布在镍基固溶体中。随着束流和加热时间的增加,接头抗剪强度呈现先升高再降低的趋势。当束流为2.6ma,加热时间为560s,聚焦电流为1800ma时,获得最大抗剪强度为436mpa的钎焊接头。

配合alf3-csf-kf系钎剂,用研制的al-si-cu基低熔点钎料560℃温度下炉中钎焊了6063铝合金厚板.利用扫描电镜、透射电镜及能谱分析等手段对钎焊接头的微观组织进行了观察和分析.借助力学实验仪对厚板钎焊接头的剪切强度进行了测定.结果表明,钎焊接头显微组织由α(al)-cual2共晶及si相组成.由于钎料中加入的ni、re等元素,cual2相为均匀分布的枝状晶,si相经变质处理成球状,细小分散,镶嵌在cual2枝晶中.通过透射电镜观察发现,钎缝组织中有一定量的弥散相,存在亚稳定针状θ″.剪切强度试验结果表明,使用al-si-cu基钎料6063铝合金接头的抗剪切强度平均达到62.5mpa,比使用hl401钎料钎焊接头的抗剪切强度平均高14.5%.

研究了添加2%ga对铸态下mg-x%al-2%ga镁合金的显微组织和力学性能的影响。结果表明,镁铝合金中加入ga,可明显改善铸态组织,使β相由沿晶界呈断续网状分布变为块状分布,β相上的孔洞消失并得到明显细化,且在β相的周围出现较多共晶组织;能谱分析表明,ga主要存在于β相及β相与基体α相交界处,也有少量固溶于α固溶体中;ga的加入,可明显提高铸态下镁铝合金力学性能,mg-8%al-2%ga镁合金抗拉强度可达248.4mpa、塑性可达10.4%。

用光学显微镜、扫描电镜、x射线衍射等分析手段,对高强度za合金钎焊接头的显微组织形态及其特征、性能及界面区的相组成等进行了研究分析。结果表明,用研制的新型高强软钎料钎焊高强度za合金获得的钎焊接头在界面区局部有交互结晶产生;界面区组织构成较复杂,既有cd、sn、zn固溶体,又有少量的细小的mg2sn、mgzn等化合物;固溶体可以提高钎焊接头的强度和韧性,少量细小的化合物可强化基体组织,有利于强度的提高;但连续层状的金属间化合物可引起钎焊接头的脆化,使其性能降低。测试结果表明钎焊接头具有较高的力学性能,延伸率高于母材

采用tig焊和活性tig焊(a-tig)方法对10mm厚的az31镁合金进行焊接。使用光学显微镜、扫描电镜等分析两种焊接方法焊接的接头外观形貌、显微组织等。试验结果表明:两种方法都能获得成形美观的焊缝,但采用活性剂可以获得更好的熔透效果;这两种方法获得的接头晶粒尺寸为焊缝区最大、母材区最小,并且打底焊与封面焊的组织形貌不完全相同;当采用tig焊时,析出相主要在晶界上,而采用a-tig焊时,在晶界与晶粒上都存在析出相;两种方法得到的焊接接头硬度都是焊缝区硬度最高,热影响区最低;两种方法得到的焊接接头强度基本一致,断裂部位在焊缝处。

新设计了ti-zr-cu-ni-co系钛基钎料,相对于bпp16钎料,其zr含量有所提高,而cu,ni,co三种合金元素的总含量低于bпp16钎料中cu,ni的总量。在960℃/10min的真空加热条件下,进行了两种钎料对tc4合金的熔化实验和连接实验。通过sem和xeds分析了接头组织和微区成分。钎焊接头力学性能试验结果表明,使用新钎料对应接头冲击韧性值为31.55j/cm3,比bпp16钎料提高了56%,同时接头的剪切强度提高约20%。

为实现al2o3陶瓷与可伐合金的可靠连接,分析影响接头力学性能的因素,测试了al2o3陶瓷/agcuti/可伐合金钎焊接头的抗剪强度,通过光学显微镜、sem及eds对断口形貌、成分进行分析,确定了断裂路径.研究表明,钎焊温度为900℃,保温时间为5min时,接头抗剪强度最高,达144mpa.此时,断裂大部分发生在al2o3陶瓷/钎料界面处,小部分发生在界面中的tife2、tini3金属间化合物层.钎焊温度升高,保温时间延长时,界面上出现大量的tife2、tini3金属间化合物,界面性能弱化,断裂发生在tife2、tini3金属间化合物层,造成al2o3陶瓷/agcuti/可伐合金接头连接强度降低.

采用不同al元素含量的中温zn-al钎料钎焊3003铝合金,研究了钎焊接头的力学性能及显微组织.结果表明,使用改进的csf-alf3钎剂,zn-al钎料在3003铝合金上具有良好的铺展性能.随着al元素含量的增加,钎料在3003铝合金上的铺展性能明显改善,当al元素含量为15%(质量分数)时铺展面积达到最大,且钎焊接头的抗拉强度最高,继续增加al元素含量,铺展性能下降,同时钎焊接头的抗拉强度降低.钎缝组织分析表明3,003铝合金的zn-al钎料钎焊接头界面由三部分组成:母材、扩散区、界面区,扩散区宽度随al元素含量升高而增大.钎缝主要由铝基固溶体与锌基固溶体构成.钎焊接头强度主要受钎缝内部块状组织的形态及分布影响,与扩散区宽度无关.

非晶镍基钎料钎焊接头性能及微观组织的研究

非晶镍基钎料钎焊接头性能及微观组织的研究

用非晶镍基钎料和普通晶态钎料在不同的温度下真空钎焊不锈钢,分析了接头的力学性能、元素分布和显微组织。研究表明,钎焊接头的焊接质量在1000℃以下随温度升高而增强,采用非晶钎料的接头强度明显好于普通晶态钎料。

采用mag焊接方法制备了不同厚度q345钢平板对接焊件,分别对其进行拉伸、冲击、弯曲力学性能测试,并对焊缝区域进行显微组织观察,最后采用盲孔法测量焊接试样的残余应力。测试结果表明:12mm/12mm焊接试样的综合力学性能明显优于10mm/12mm与10mm/10mm焊接试样。在焊缝中心处10mm/12mm焊件纵向残余应力σx和横向残余应力σy均大于12mm/12mm焊件与10mm/10mm焊件残余应力。

采用光纤激光焊接az91d镁合金,借助金相显微镜、x射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜分别对焊接接头的微观组织结构、相组成、断口形貌进行分析。结果表明:光纤激光焊接az91d镁合金,能够得到无明显缺陷的焊接接头,焊缝组织为细小的柱状晶组织,接头热影响区小。焊缝组织由过饱和α-mg固溶体和al2mg相组成,焊缝金属冷却速度较快,没有β-mg17al12脆性相析出。α-mg晶内和晶界上有少量al2mg析出物,且存在大量位错线和位错胞。断口特征为韧脆混合断裂形式,有微小裂纹存在。

采用直流磁控溅射法在镁合金上沉积铝膜,在高真空下对铝膜进行加热后处理.用x射线衍射仪(xrd)分析膜层为纯铝多晶态,扫描电子显微镜(sem)观察铝膜晶粒细小.采用纳米压痕/划痕仪对铝膜的厚度、临界附着力、硬度和弹性模量进行了测试,并且用辉光放电光谱仪(gds)测试了镁合金表面铝膜的成分和性能随薄膜深度的分布.结果表明,铝膜的厚度随后处理温度的升高而降低,其表面硬度和弹性模量高于镁合金基体并且随深度增加而逐渐降低.铝膜与镁合金基体间存在一个过渡层,结合良好且表现出一定的弹塑性能,有利于镁合金表面的防护.

为了研究az31镁合金的焊接性,对az31镁合金板进行交流钨极氩弧(tig)焊.试验采用x-射线衍射仪、扫描电子显微镜、光学金相显微镜对试样的焊缝显微组织进行分析,并对不同焊接电流下的试样进行抗拉强度和硬度测试.研究发现:随焊接电流的增加,焊缝成形变差,晶粒逐渐粗化,同时易产生气孔和裂纹等缺陷,使接头性能降低;焊缝区由基体α-mg和附集于晶界的β-al12mg17两相组成.结果表明:焊接电流对az31镁合金接头的熔池形状及焊接质量有显著的影响.

锰基钎料钎焊不锈钢接头组织和性能