铝硅合金瞬间液相扩散连接接头组织与力学性能研究

来源 :第十六届全国钎焊及特种连接技术交流会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dragonlumeng
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采用扫描电镜、X射线衍射、能谱仪及电子拉伸试验机等测试方法系统研究了Cu作为中间层铝硅合金(Al-Si)瞬间液相扩散连接(TLP)接头的组织和力学性能.结果表明,中间层Cu与Al-Si合金母材发生共晶反应形成液相,而Si相对Al与Cu的相互作用有一定的阻碍.接头主要由α-Al固溶体、单晶Si及金属间化合物CuAl2和Al4Cu9组成,连接时间对接头的微观组织和力学性能有显著的影响.连接温度为560℃时,随着连接时间的增加CuAl2和Al4Cu9有减少的趋势,液相层宽度先增大后减小;接头的剪切强度先增大后减小,在120min时达到最大值70.2MPa,接头沿着界面/基体处断裂,断口表面形貌由脆性转变为脆性和韧性共存的混合型断裂特征.
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本文研究了钛基钎料,在不同保温时间内对Ti3Al基合金钎焊接头剪切强度的影响.结果表明;相同钎焊温度下,随保温时间延长,接头强度降低.初步分析认为保温时间的延长使接头内生成的金属间化合物Ti2Ni、Cu3Ti和TiNi2Cu增多,从而降低了接头的剪切强度.
采用自制BMn5ONiCuCrCo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,96.3 MPa.
研究了4种Al-Si-Cu-Ni-Re钎料的熔化特性,在6063铝合金上的润湿性和填缝性能.及其6063铝合金钎焊接头的抗剪切性能.试验结果表明;4号钎料固相线最低为519.5℃,其它三种钎料的熔点也在520-525℃之间,比AI-Si共晶钎料熔点降低了60℃左右.四种钎料在6063上均具有优异的润湿性,其中3号钎料的铺展面积最大,达552 mm2.2号钎料匹配自制的无腐蚀钎剂.钎焊6063铝合金
由于铜价的持续攀升和铜的资源性枯竭,以铝代铜成为工业生产中极为迫切的要求.以铝代铜的应用中,铜铝的焊接甚为关键,摩擦压力焊、爆炸焊、钎焊是传统的焊接工艺方法,各种焊接方法的经济性有显著差异.本文提出了用价值工程的方法选择焊接工艺,重点研究了各种焊接方法的工艺特点和成本结构.研究结果表明;铜铝焊接的技术经济性是建立在焊接对象上的系统工程.应用情况证实;摩擦压力焊适宜于单件大批量的生产,钎焊适宜于复杂
本文对A;2O3陶瓷与金属的活性连接方法作了综述,着重讨论了活性钎焊技术的发展、常用的活性钎料,在活性钎焊机理方面,分析了陶瓷/金属润湿性的有关理论、界面反应及其对活性钎焊接头质量的影响.
本文选用高温强度和抗氧化性好的BNi-5钎料钎焊连接了EGR冷却器芯体的冷却管材料奥氏体不锈钢304L,详细研究了钎焊接头的界面行为,分析了母材与钎料之间的溶解及扩散.通过分析;BNi-5钎料由于钎焊温度过高,使不锈钢母材在钎料中有一定量的溶解,造成不锈钢管壁变薄,疲劳寿命缩短.并且母材的溶解厚度随钎焊温度、保温时间及钎焊间隙的增加而增加.
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