Si3N4/TC4活性钎焊连接机理与性能

针对Si_3N_4/TC4复合结构钎焊连接问题,研究了钎料和母材中活性元素Ti对Si_3N_4/TC4接头润湿性、界面结合机制和力学性能的影响。进行了润湿、接头显微组织分析和剪切强度试验,结果表明:活性元素Ti对于钎料在陶瓷表面的润湿起主要作用,Ag-Cu钎料通过TC4母材中Ti元素的长程扩散进入Si_3N_4界面虽然实现润湿,但形成的反应产物并不明显,陶瓷/钎料界面成为断裂薄弱区域。Ag-Cu-Ti钎料中Ti元素在Si_3N_4一侧界面富集形成TiN+Ti_5Si_3反应层,对钎料在陶瓷界面润湿性和接头断裂脆性都具有改善作用,接头剪切强度达到267.3 MPa。     

TiAl基合金和42CrMo钢的真空钎焊

采用Ti基快速凝固钎料对TiAl基合金和42CrMo钢的真空钎焊进行研究,对分别在三种工艺条件下获得的接头性能进行了比较。通过扫描电镜和X射线衍射对接头组织进行了分析,确定了快速凝固钎料在界面层中的生成相。     

含Ti钎料钎焊碳纤维复合材料与钛合金的界面微观分析

采用几种钎料对碳纤维复合材料与钛合金进行真空钎焊,重点探讨了含Ti钎料钎焊碳纤维复合材料与钛合金连接界面的微观组织。研究表明,含Ti钎料润湿连接碳纤维复合材料与钛合金TC4的过程可分为五个阶段:钎料与母材的物理接触以及钎料的熔化;原子的扩散;反应层的生成;反应层沉积变厚,润湿复合材料;形成接头。研究结果对于碳纤维复合材料与钛合金的连接及在重要航天器中的应用具有重要参考价值。     

钛合金与不锈钢高频感应钎焊工艺试验研究

采用Ag-Cu-Ti钎料进行了钛合金与不锈钢异种金属组合薄壁小直径管路结构的真空高频感应钎焊工艺试验研究,重点分析了钎焊工艺对钛合金与不锈钢管路真空高频感应钎焊接头质量与性能的影响因素,并观察分析了钎焊接头的微观组织和接头区域成分。研究表明,通过应用本试验研究获得的最佳工艺参数能够获得内外部质量、密封性能和力学性能优良的接头;接头形式是影响钛合金与不锈钢高频感应钎焊接头质量与性能的最主要因素,不锈钢作为外套管形式的钎焊接头性能要远远优于钛合金作为外套管形式的接头性能,此外,装配间隙和搭接长度也会明显影响接头的承载能力。研究结果对于钛合金与不锈钢等异种金属管路焊接结构在卫星等重要航天器中的应用具有重要意义。     

气体介质控制炉中硬钎焊

一、前言 熔化的钎焊料借助毛细管作用在接头间隙中浸透,而形成“钎接接头”是钎焊的基本点,为此熔化的钎焊料必须很好地润湿接合的部件。在钎焊加热循环中全部待钎焊区域、被钎焊部件表面应防止氧化、渗碳或氮化,必须保持清洁。还要根据钎焊料合金元素的成分,来控制其挥发等等,总之控制钎焊气体介质是很必要的。     

炭/炭复合材料表面金属功能涂层研究进展

炭/炭复合材料作为结构功能一体化材料使用,面临着自身及其与其他材料之间的连接、抗氧化抗热震涂层以及抗等离子溅射侵蚀涂层问题。系统介绍了表面金属功能涂层在炭/炭复合材料连接、超高温抗氧化抗热震涂层、高热载荷下抗等离子溅射侵蚀涂层上的应用,分析了金属功能涂层的失效原因,讨论了提高金属功能涂层性能的途径,指出新型钎料与接头抗振动抗疲劳性能、涂层显微结构控制与全温域防氧化抗热震、界面稳定化理论方法与新型界面层材料以及金属功能涂层原位自生防护和拓展应用领域是炭/炭复合材料表面金属功能涂层的发展趋势。     

Ni/Ti中间层部分瞬间液相法连接C/C复合材料和GH3044

采用Ni/Ti中间层,部分瞬间液相法(Partial Transient Liquid-Phase,简称PTLP)连接C/C复合材料和GH3044,通过SEM+EDS对接头的微观结构和元素分布进行了表征,并分析了接头形成机理。研究表明,这种方法可实现C/C复合材料与中间层、中间层与GH3044界面处的良好结合;所得接头截面为GH3044/扩散层/残余Ni层/Ni-Ti金属间化合物层/炭化物反应层/C/C复合材料;随保温时间的延长,接头中金属间化合物Ni3Ti不断生长,同时两侧的Ni、NiTi被逐渐消耗。另外,因为C/C复合材料和GH3044的热膨胀系数(Coefficient of Thermal Expansion,CTE)差别很大,所以冷却过程中产生了较大的热应力,导致C/C复合材料/中间层界面附近出现了大尺寸裂纹,使接头性能下降,其剪切强度仅有9.78 MPa。     

铝合金和不锈钢低温软钎焊工艺试验

通过对环路热管结构中的铝合金和不锈钢异种金属低温软钎焊试验研究,采用锡基钎料配合活性钎剂,将铝合金表面进行预镀镍处理,镀镍层厚度10μm左右,钎焊间隙为0.2～0.5mm,钎焊温度220℃,能够获得质量和传热性能满足要求的热管钎焊结构。     

LF21铝合金氢气保护钎焊工艺研究

本文从微波器件及真空器件要求出发，研究了LF21铝合金波导器件使用微量氟 化物钎剂的氢气保护钎焊工艺，和氮气、氩气及混合气体相比，氢气保护下，铝硅 系共晶钎料在LF21上的铺展、填隙及形成圆角等方面均最佳，钎焊接头的机械 性能、抗腐蚀性能及涂复性能优良，特别是经氢气保护下的钎焊接头不经钎后清 洗可以直接进行表面涂复处理。在本工艺条件下，关于氧化膜的破除机理在文中做 了初步探讨，研究表明本工艺具有较高的经济效益。     

Ti-15Cu-15Ni真空钎焊TiAl合金

在钎焊温度950℃,钎焊时间8～30min条件下,对TiAl/Ti-15Cu-15Ni/TiAl进行了真空钎焊试验,借助SEM、EDS分析和三元相图,探讨了界面微观组织结构,并通过拉伸试验评价了接头强度。研究结果表明,界面反应层由柱状两相区、网状析出区、过渡区、残余钎料区组成。在950℃,15min条件下,接头拉伸强度最高达到295MPa,保温时间延长或缩短,强度下降。     

保温时间对Ti-28Ni钎料钎焊连接Ti60/高铌TiAl合金接头的影响研究

在钎焊温度1 080℃、保温时间0~15min条件下,用Ti-28Ni钎料对Ti60与高铌TiAl合金钎焊连接进行了研究。用SEM,EDS等方法对接头微观组织进行分析,并研究了保温时间对接头连接界面微观组织和力学性能的影响。结果表明:获得的接头无气孔和热裂纹,接头的典型界面结构为Ti60/α+(α+β)/Ti_2Ni+(α+B2)/α+Ti_3Al/Ti_3Al/B2/高铌TiAl合金;当保温时间较短时,断裂发生在钎缝处,钎缝区含大量Ti_2Ni相,随着保温时间的延长,Ti_2Ni相逐渐消失,α+Ti_3Al网状区面积不断增大且向Ti60合金侧偏移,保温时间过长时,接头断裂位置由钎缝区向高铌TiAl合金母材侧偏移,断裂形式为脆性断裂。保温时间10min时,接头平均剪切强度达到最大值139 MPa。     

铝合金真空钎焊用低温铝基钎料的研究

为了避免在铝合金焊接中产生晶粒长大、溶蚀等缺陷,提高铝合金的钎焊质量,本文在Al-Si共晶钎料的基础上加入合金元素Cu和其它微量元素,研制新的低熔点钎料,最后确定新钎料为Al19Cu9Si。该钎料的熔点为543℃,比BAl86.5SiMg钎料的熔点降低了40℃,试验结果表明新钎料具有良好的润湿性、流动性,接头的剪切强度、抗腐蚀性能均满足铝合金钎焊要求。     

铝波导高温炉钎焊工艺探讨

本文介绍铝波导高温炉钎焊工艺，通过对钎剂、钎料和母材成份、性能以及钎焊规范的分析，尤其是对炉温规范，钎料、钎剂熔化时间、零件间隙、定位方法、钎剂和钎料选放位置等问题进行了探讨；文章还包括利用丙酮调附剂固定各方位的钎料，复杂零件的钎焊炉温规范和接头间隙的处理等内容。本文介绍给从事铝合金微波器件制造工作者，供工作中参考。     

固体火箭发动机钢壳体与硅橡胶基外防热涂层间用界面处理剂工艺及性能

为了从本质上提升钢壳体基材与硅橡胶基涂层间的粘接力,基于钢壳体发动机外表面物化特性以及硅橡胶基涂层材料组成、反应特性,研制了以有机硅化合物为主要组分的界面处理剂,采用FT-IR对界面处理剂的化学结构进行了归属。研究了界面处理剂的贮存时间、浓度、固化时间、固化温度以及耐有机溶剂等工艺性能。采用钢粘接试件对界面处理剂涂覆后的钢基材与硅橡胶基外防热涂层间粘接强度进行了研究。界面粘接强度测试结果表明,粘接强度2.0 MPa,大于未涂覆界面处理剂时的粘接强度1.2～1.3 MPa。动态电弧风洞试验结果表明,界面处理剂的涂覆可有效保证钢基材与硅橡胶基外防热涂层间界面粘接可靠性。界面处理剂在某型号发动机上工艺扩大试验表明,涂覆有界面处理剂的涂层体系粘接性能稳定、可靠,满足固体发动机的使用要求。     

铝用氟化物钎剂与氯化物钎剂的比较

通过试验，系统地分析了氯化物钎剂和氟化物钎剂的成分、熔点，对钎料铺展性、流动性的影响，对接头钎着率、剪切强度、涂覆性和耐蚀性的影响。结果表明，就钎缝的内部质量和母材被腐蚀的程度而言，氟化物钎剂远比氯化物钎剂好。     

连续陶瓷纤维增强Ti-Al系金属间化合物复合材料研究进展

综述了Ti_3Al、TiAl及Al_3Ti三种金属间化合物的特性、应用前景并重点阐述了各自力学性能上存在的不足。为了提高Ti-Al系金属间化合物的性能,提出了一种有效的复合机制,即引入连续陶瓷纤维增强体。介绍了连续陶瓷纤维增强Ti-Al系金属间化合物复合材料的制备技术及研究进展,总结了不同制备方法存在的优缺点。对于复合材料,界面是其中重要的组成部分,详述了纤维与金属间化合物基体的界面反应热力学判据及反应机理等问题。提出了基于该类复合材料的一种新型纤维增强金属间化合物层状复合材料,论述了其研究进展、应用前景及目前存在的问题。最后结合连续陶瓷纤维增强Ti-Al系金属间化合物复合材料的发展提出未来重点研究的几个方向,如纤维/基体界面改性、纤维排布等。     

喷管座的焊缝气孔分析及接头型式探讨

TIG焊接30CrMnSiA钢反向喷管座时,O_2、CO_2、H_2O及它们的分解物,都能对高温金属起氧化作用。溶解在金属中的氧与碳作用生成CO,形成氧气孔。氮在氧化气氛中被吸收与NO的形成有关。NO的平衡浓度与空气中氧与氮的比例及温度有关。该钢种由于小冶金产生的氮气析出很小,空气中的氮是促使焊缝产生气孔的主要原因之一。当被焊金属与大气接触的表面积增大、或电弧气氛中氢分压升高时,焊缝主要产生氢气孔。在保证焊缝冶金需要的前提下,克服上述气孔最好的办法是完善高温电弧区的惰气保护。从生产实践中排除焊接故障经验的图例,可演绎出较理想的反向喷管座的接头型式。     

核电站堆内热电偶焊接工艺

核电站堆内装置热电倡传感器的密封接头与铠装传感器集束钎焊,选用氩气保护下的高频钎焊工艺,高频电源GH100-H9 100kW 25～450kHz。钎料Au—Ni合金,其钎焊温度恰与集束件材料OCr18Ni9Ti的热处理温度相同。钎料为φ0.8mm丝材,辅以定量细屑状钎料,焊前准备工作镀镍、清洗,采用中间停电的三工步加热法,使集束件受热均匀,焊后检验,24.52MPa下无渗漏;剖切镜检,焊透率及热影响区合格;热电偶的电性能,包括线电阻、绝缘电阻、热电势的变动均在允许范围内。     

卫星钛导管安装位置感应钎焊试验

针对目前我国安装位置卫星钛导管氩弧焊存在的导管装配精度要求高、焊接周期长,接头焊缝凹陷严重等问题,在远离高频加热装置7米处,进行了模拟卫星安装位置的φ6×1mm钛导管氩气保护感应钎焊试验。试验时使用了可分式钎焊钳和70Ti—15Cu—15Ni钎料。从感应钎焊的钛导管接头的拉伸强度,液压,检漏和振动等试验结果来看,该工艺有可能替代我们目前使用的不添加焊丝的全位置氩弧焊连接工艺。     

波导管钎焊接头工艺探讨

波导法兰盘在波导管上的定位尺寸,直接决定了法兰平面的机加工余量,从而影响到法兰的厚度及钎缝的质量。通过钎接前后实测法兰定位尺寸,探索焊接变形的影响,证实钎接接头形式的可靠性。法兰平面机加工余量的合理选择,确保了钎缝的质量及法兰的厚度。无镉银钎料,不仅熔点低,钎焊性及防腐蚀性亦很好,且消除了有毒镉蒸气对人体的危害。