SiC添加对W/AgCuTi/Cu钎焊接头组织与力学性能的影响/王刚, 等. 焊接学报, 2023, 44(5): 55-61.

摘要：为研究碳化硅(SiC)添加对缓解钨-铜钎焊接头残余应力的作用效果及机理,采用真空钎焊技术获得不同碳化硅含量(质量分数为0～20%)的W/SiC-AgCuTi/Cu钎焊接头,分析焊接接头组织演变及剪切性能变化规律。结果表明,随着SiC含量的增加,钎焊接头剪切强度先提升后降低。当SiC的质量分数为10%时,钎焊接头的剪切强度达到峰值120 MPa,比未添加SiC的焊接接头强度提升45%左右。分析认为,少量(质量分数为0～10%)的SiC硅在W-Cu焊缝组织中较均匀分布,可有效缓解母材热失配带来的焊接残余应力,提升焊接接头强度.但过量(质量分数为20%)的SiC易在焊缝组织中聚集成大尺寸块体,剪切过程中形成应力集中,不利于焊接接头强度进一步提升。

关键词：钨-铜;钎焊;残余应力;碳化硅;接头强度

金属/CFRP异种材料连接技术的研究进展及界面结合机理分析/张婷婷, 等. 焊接学报, 2023, 44(5): 44-54.

摘要：碳纤维复合材料(CFRP)具有质轻高强、高模量和低膨胀优势,在“陆海空天”等领域应用潜力和需求极大。其中热塑性碳纤维复合材料(CFRTP)近年来快速发展,CFRP和CFRTP与金属结构件的连接技术受到国内外学者和工业界的广泛关注。文中综述了金属材料与CFRP连接的主要技术及界面的结合机理;对比分析了不同连接工艺的成形原理,总结了金属与CFRP连接界面的不同作用效果;结合发展现状及未来工程应用需求,对金属/CFRP高质量连接技术瓶颈的突破方向进行了展望。

关键词：金属/碳纤维复合材料;黏接;机械紧固;异种材料连接;界面结合机理

铜/铝磁脉冲半固态辅助钎焊界面扩散过程/余章钦,等. 焊接学报, 2023, 44(4): 120-128.

摘要：结合分子动力学模拟和试验研究,对铜/铝管磁脉冲半固态辅助钎焊界面原子扩散过程进行了研究。结果表明,在铝侧扩散界面原子主要在界面的无序原子层中相互扩散,且各元素的扩散行为不均匀,铝基体原子向钎料的扩散速度远小于钎料原子向铝基体扩散的速度;铜侧界面在模拟设置的冲击速度下,扩散层很薄且厚度变化并不明显。测量不同冲击速度下铝侧界面的扩散层厚度发现,随着冲击速度增加,模拟的扩散层厚度呈线性增加,与试验结果相符。根据模拟与试验结果建立了在相同或相近的冲击速度下,模拟界面扩散层厚度与试验界面扩散层厚度之间的关系,模拟结果能够较好地预测试验界面扩散层厚度,最大误差为2.8%。

关键词：铜/铝管;钎焊;磁脉冲;半固态;分子动力学

不锈钢薄板搭接激光软钎焊接头组织与性能/刘勇, 等. 焊接学报, 2023, 44(4): 45-49.

摘要：采用激光对304不锈钢薄板搭接缝进行软钎焊,并对钎缝组织与力学性能进行了研究。工艺试验结果表明,当激光束倾角为60°和离焦量为300 mm时,能够有效降低激光束的热输入,实现304不锈钢薄板搭接缝的无变形钎焊,填缝深度可达5 mm,钎缝外观成形光滑、饱满,颜色与母材相近,无需涂装。钎焊接头分为不锈钢母材区、钎缝区、不锈钢母材区3个区域,钎缝区和母材区的边界清晰且明显,钎缝组织连续致密,无气孔、裂纹等缺陷。钎缝显微组织主要由黑色固溶体相、大菱形块状白色相和短棒状白色相组成,分析认为3种相分别为锡基固溶体相、SnSb相和Cu6Sn5相。钎料和母材之间形成约1～2 μm金属化合物FeSn2扩散层。钎缝的平均抗剪强度测试结果为39 MPa,能够满足不锈钢薄板搭接缝的工程应用。

关键词：304不锈钢;激光软钎焊;微观组织;剪切性能

啃削量对铝/钢啃削辅助电弧熔钎焊接头组织与性能的影响/谭攀, 等.焊接学报, 2023, 44(4): 98-104.

摘要：基于无钎剂条件下,采用啃削辅助电弧熔钎焊方法研究啃削量对5052铝合金与SUS304不锈钢电弧熔钎焊接头组织与性能的影响。采用扫描电子显微镜、能谱仪和拉伸试验机对接头组织与力学性能进行研究。结果表明,采用啃削头辅助实现了铝/钢接头界面冶金结合;界面金属间化合物层厚度与焊缝中物相颗粒数量与尺寸随着啃削量增加而增大;接头强度随着啃削量增加呈现先增加后减小的趋势;界面形貌随啃削量增加,逐渐由平直状界面向周期性波浪状界面演变,再演变叠层状界面。当啃削量为0.2 mm时,得到了“宏观+微观”尺度的双自锁界面结构,提高了接头力学性能,接头的平均抗拉强度最高达152 MPa。

关键词：异种金属连接;电弧熔钎焊;啃削量;金属间化合物;抗拉强度

低银BAg10CuZnSnInNd钎料组织与性能/余丁坤, 等.焊接学报, 2023, 44(4): 93-97.

摘要：研究了复合添加微量In和Nd元素对低银BAg10CuZnSn钎料熔化特性、润湿性能、显微组织及钎焊接头力学性能的影响。结果表明,In元素的添加可以显著降低钎料的固、液相线温度,而Nd元素对钎料的固、液相线温度没有明显的影响。适量In元素和Nd元素的添加可以显著提高钎料在304不锈钢和紫铜上的铺展面积,同时钎料的显微组织得到了明显细化,过量添加In元素和Nd元素后钎料组织中出现了富铟相和稀土相。当In和Nd元素的添加量分别为2%和0.1%时,304不锈钢/304不锈钢接头的抗剪强度达到最大值430 MPa,而304不锈钢/紫铜的钎焊接头发生断裂,且均断于紫铜处,说明钎焊接头的强度大于紫铜。

关键词：低银BAg10CuZnSnInNd钎料;富铟相;钕元素;显微组织;力学性能

铝/钛异种金属激光/激光-CMT复合熔钎焊工艺及其组织与力学性能/王佳杰, 等. 焊接学报, 2023, 44(2): 54-60.

摘要：选用5A06铝合金和Ti6Al4V钛合金为母材,ER4047焊丝和粉状Nocolok钎剂为填充材料,采用激光熔钎焊和激光-CMT复合熔钎焊两种焊接方法,并对两种焊接接头的微观组织和力学性能进行对比分析。结果表明,激光熔钎焊与激光-CMT复合熔钎焊在合适的焊接工艺下均容易获得连续、稳定的焊接接头。铝/钛激光熔钎焊和激光-CMT复合熔钎焊焊缝中部组织均为α-Al固溶体和Al-Si共晶组织。激光熔钎焊和激光-CMT复合熔钎焊均在钛合金上表面处界面反应层最厚,其厚度分别小于10和6 μm。激光熔钎焊焊缝偏钛侧界面主要为锯齿状,激光-CMT复合熔钎焊焊缝偏钛侧界面主要为层片状。激光熔钎焊和激光-CMT复合熔钎焊焊接接头均断裂在焊缝区,焊接接头平均抗拉强度分别为252和209 MPa,激光熔钎焊比激光-CMT复合熔钎焊接头抗拉强度高20%,而激光-CMT复合熔钎焊比激光熔钎焊焊接效率提升约1.5倍。

关键词：激光熔钎焊;激光-CMT复合熔钎焊;铝/钛异种金属;微观组织;力学性能

Ni含量对304/Sn-8Sb-4Cu-xNi/304钎焊接头组织与剪切性能的影响/韩晓辉, 等. 焊接学报, 2023, 44(2): 117-122.

摘要：研究了Ni含量对Sn-8Sb-4Cu-xNi(x=0, 0.5, 1和2,质量分数)钎料熔点和微观组织的影响,用Sn-8Sb-4Cu-xNi钎料对304不锈钢进行钎焊连接,分析了接头的界面组织与剪切性能。结果表明,添加不同含量的Ni后,Sn-8Sb-4Cu-xNi均为近共晶钎料,其熔点约为245 ℃;Sn-8Sb-4Cu钎料组织由α相基体、Sb2Sn3+Cu6Sn5+Sn复合相和Cu6(Sn,Sb)5相组成。添加Ni元素后,钎料中块状Cu6(Sn,Sb)5转变为细小、均匀分布的(Cu,Ni)6(Sn,Sb)5。当Ni含量小于1%时,随Ni含量的增加,钎料中的复合相和(Cu,Ni)6(Sn,Sb)5相均增加;当Ni含量为2%时,钎料中的复合相和(Cu,Ni)6(Sn,Sb)5相均减少,但(Cu,Ni)6(Sn,Sb)5相中Ni含量增加至与Cu相当;Sn-8Sb-4Cu-xNi/304钎焊界面均形成了一层厚度约1.5 μm的扩散反应层,EDS分析显示,该层为FeSn2化合物。钎缝中全部为Cu6Sn5型化合物,未见Sn-Sb型化合物. Ni元素的添加,提高了304/Sn-8Sb-4Cu-xNi/304钎焊接头的抗剪强度,当Ni含量为0.5%时,接头抗剪强度最大,为67 MPa,与不含Ni钎料相比提高了60%。所有接头的断裂位置均位于钎缝。

关键词：304不锈钢;Sn-8Sb-4Cu钎料;软钎焊;剪切性能

钎焊超薄GH99蜂窝夹层结构力学性能分析/刘亚洲, 等. 焊接学报, 2022, 43(11): 1-7.

摘要：以制造轻量化超薄金属热防护结构为目标,首先采用真空钎焊方式制备了GH99超薄夹层结构;通过光学显微镜及扫描电子显微镜对夹层结构的钎焊界面及母材的微观组织进行了表征;通过万能试验机对夹层结构的界面剥离强度、面内与面外压缩性能进行了测试,并与有限元模拟结果进行对比。结果表明,钎焊前后母材晶粒由退火态孪晶组织转变为等轴组织;钎焊接头主要为Ni(s,s)和Ni3Si的共晶组织,并伴随部分Cr(Mo,Ni)固溶体、Ni2Si及NiSi2相;界面剥离在薄壁面板上失效;夹层结构面内与面外的压缩失效均表现为屈曲失效,模拟结果与试验结果一致。

关键词：GH99;超薄夹层结构;钎焊界面力学行为;结构失效形式

铝合金表面电弧喷涂Ag基涂层及其低温钎焊行为/肖勇, 等. 焊接学报, 2022, 43(12): 27-34.

摘要：在波导器件中,铝合金壳体较差的润湿性制约了其与微带电路板之间大面积、可靠低温钎焊连接。通过电弧喷涂技术在5A06铝合金表面制备了厚度约为80 μm的Ag-15%Ni(质量分数)单一涂层和Ni-5%Al/Ag-15%Ni(质量分数)复合涂层,以提升Sn-Pb钎料在其表面的润湿性。对比研究了两种涂层的显微结构、涂层界面结合性能、低温钎焊行为及钎焊接头剪切失效机制。结果表明,涂层与铝合金基板间形成了良好的界面结合,并且两种涂层均具有较好的低温焊接性。其中,Ag-15%Ni单一涂层与铝合金基板的结合强度为40 MPa,喷涂后铝合金基板与T2紫铜形成的钎焊接头抗剪强度为26 MPa。相较而言,Ni-5%Al/Ag-15%Ni复合涂层展现出更佳的涂层结合强度(42 MPa)和钎焊接头抗剪强度(31 MPa)。

关键词：电弧喷涂;铝合金基板;银合金涂层;低温钎焊;结合强度