合金釬焊接頭窄釬縫區(qū)高溫循環(huán)應(yīng)力應(yīng)變分析方法

以mgh956合金釬焊接頭高溫抗拉強(qiáng)度為考察對(duì)象進(jìn)行了正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)。結(jié)果表明,考察的3個(gè)因素對(duì)接頭性能影響的主次順序?yàn)?釬料成分﹥保溫方式﹥焊縫間隙;對(duì)應(yīng)較優(yōu)工藝參數(shù)為:釬料為kco3,保溫方式為:1240℃/10min加1000℃/30min;焊縫間隙為0.02mm。在所進(jìn)行試驗(yàn)中,1000℃拉伸試驗(yàn)結(jié)果最好的焊縫強(qiáng)度接近了母材水平。

采用金相顯微鏡、掃描電鏡、硬度計(jì)等測(cè)量方法,觀察分析了鋁鋰合金釬焊前后母材和釬焊接頭的顯微組織變化,通過分析測(cè)試釬焊接頭的顯微硬度和斷口微區(qū)的化學(xué)成分,研究分析了釬焊接頭強(qiáng)度的變化規(guī)律。結(jié)果表明,焊后母材中的強(qiáng)化相由質(zhì)點(diǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)榘鍡l狀;氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下,釬焊接頭未見氣孔、夾雜、裂紋等缺陷,釬焊接頭存在一定的擴(kuò)散區(qū),從而有效地提高了釬焊接頭的強(qiáng)度;無氮?dú)獗Ｗo(hù)的條件下,釬焊接頭有大量的缺陷存在,這些缺陷的存在嚴(yán)重影響了釬焊接頭的強(qiáng)度。

綜述了鈦及鈦合金高溫釬焊結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代工業(yè)中的應(yīng)用。在分析了鈦基釬料應(yīng)用和發(fā)展的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)分析了釬焊接頭的組織與接頭性能的關(guān)系以及影響因素。指明接頭組織中脆性金屬間化合物相的存在形態(tài)是決定接頭性能的主要因素,接頭間隙和釬焊時(shí)間決定了接頭的組織形態(tài),從而影響接頭的性能。鈦及鈦合金高溫釬焊接頭的拉伸性能、高溫性能和疲勞性能是優(yōu)越的,而接頭氧化后的性能急劇下降。并展望了鈦基材料連接的發(fā)展方向。

SMT軟釬焊接頭熱循環(huán)力學(xué)行為研究

采用ansys有限元數(shù)值模擬軟件,運(yùn)用瞬態(tài)非線性分析的方法,模擬出以ag-cu-ti為釬料的金剛石與硬質(zhì)合金釬焊接頭的焊后應(yīng)力場(chǎng),并預(yù)報(bào)出釬縫厚度對(duì)釬焊接頭應(yīng)力大小和分布的影響,從而分別得出焊后金剛石層、釬料層與硬質(zhì)合金區(qū)域的應(yīng)力場(chǎng)分布,通過對(duì)應(yīng)力場(chǎng)彩云圖以及數(shù)據(jù)組的綜合分析,找到焊后應(yīng)力集中的危險(xiǎn)區(qū)域;在數(shù)控真空釬焊爐中進(jìn)行釬焊試驗(yàn),由于施加壓力的不同,得出釬縫厚度不同的焊接試件。而后進(jìn)行抗剪強(qiáng)度試驗(yàn),得出了釬料層厚度并不是越厚越好,而是存在一個(gè)最佳值的規(guī)律,計(jì)算所得規(guī)律與試驗(yàn)結(jié)果基本吻合。

用光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡、x射線衍射等分析手段,對(duì)高強(qiáng)度za合金釬焊接頭的顯微組織形態(tài)及其特征、性能及界面區(qū)的相組成等進(jìn)行了研究分析。結(jié)果表明,用研制的新型高強(qiáng)軟釬料釬焊高強(qiáng)度za合金獲得的釬焊接頭在界面區(qū)局部有交互結(jié)晶產(chǎn)生;界面區(qū)組織構(gòu)成較復(fù)雜,既有cd、sn、zn固溶體,又有少量的細(xì)小的mg2sn、mgzn等化合物;固溶體可以提高釬焊接頭的強(qiáng)度和韌性,少量細(xì)小的化合物可強(qiáng)化基體組織,有利于強(qiáng)度的提高;但連續(xù)層狀的金屬間化合物可引起釬焊接頭的脆化,使其性能降低。測(cè)試結(jié)果表明釬焊接頭具有較高的力學(xué)性能,延伸率高于母材

Cu基釬料電弧釬焊接頭強(qiáng)度及斷口分析

鎳基釬料釬焊接頭MB值的提高C

利用自行改制的數(shù)控交流電阻焊機(jī),采用cuni薄帶釬料,配合改進(jìn)型釬劑實(shí)現(xiàn)了tini形狀記憶合金電阻釬焊連接。借助于光學(xué)顯微鏡、sem及edx對(duì)釬縫的組織進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,試驗(yàn)采用的電阻釬焊工藝對(duì)母材的熱影響極小,接頭中沒有明顯的熱影響區(qū);在釬縫中存在的ti3ni4化合物相是tini合金產(chǎn)生雙程及全程形狀記憶效應(yīng)的主要因素

通過有限元分析的方法對(duì)tc4鈦合金與1cr18ni9ti不銹鋼釬焊接頭殘余應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行分析,計(jì)算工藝參數(shù)對(duì)接頭應(yīng)力分布的影響.結(jié)果表明,在tc4、不銹鋼母材與釬料接頭兩側(cè)的界面區(qū)附近形成應(yīng)力集中,并且在距離鈦合金母材0.45mm處等效應(yīng)力達(dá)到最大值.釬焊間隙在50μm時(shí)應(yīng)力值最小,釬料的線膨脹系數(shù)在12×10-6℃-1時(shí)接頭內(nèi)應(yīng)力達(dá)到最小值,連接溫度對(duì)這些殘余應(yīng)力的集中與分布影響很小.

用鎳基釬料真空釬焊鎳基合金時(shí)釬焊溫度對(duì)釬料中si、b等元素的擴(kuò)散有重要作用,因此采用3種釬焊溫度對(duì)其進(jìn)行真空釬焊,研究了1080、1110和1140℃釬焊溫度下釬縫的微觀組織、元素分布及顯微硬度等。結(jié)果表明,隨著釬焊溫度的升高,釬料中元素向母材擴(kuò)散越充分,釬焊溫度為1140℃時(shí),釬縫組織基本為固溶體。

對(duì)6063鋁合金釬焊接頭金相試樣進(jìn)行手工磨平、磨光和機(jī)械拋光,再以不同的侵蝕劑分別侵蝕不同的試樣表面,然后進(jìn)行宏觀、微觀分析比較,結(jié)果發(fā)現(xiàn)經(jīng)0.5%氫氟酸溶液和混合酸水溶液侵蝕后的試樣,均能清晰地顯示釬焊接頭顯微組織,效果較好。值得一提的是試樣的磨平、磨光、拋光及侵蝕過程須一氣呵成。

不同釬料對(duì)tial基合金與40cr釬焊接頭強(qiáng)度的影響 北京航空航天大學(xué)(100083)　　　　　　劉景峰　朱　穎　康　慧　曲　平 江蘇淮海鹽化廠(濰陽市　223007)　　張　悅 摘要　tial基合金是一種具有廣泛發(fā)展前途的結(jié)構(gòu)材料,采用鈦基釬料和銀基釬料對(duì)tial基合金與40cr鋼 進(jìn)行了真空釬焊試驗(yàn)。接頭的剪切強(qiáng)度分別為110mpa和105mpa。顯微組織分析表明,采用ti基釬料時(shí)焊接區(qū) 域存在脆性金屬間化合物ti-cu相和ti-ni相以及采用ag基釬料時(shí)產(chǎn)生的層狀組織可能與接頭的低強(qiáng)度有 關(guān)。 關(guān)鍵詞:　真空釬焊　tial基合金　40cr　剪切強(qiáng)度 effectoffillermetalsonshearstrengthofti-albased alloya

研究了ti3al基合金真空釬焊及接頭組織性能;分析了不同釬料對(duì)接頭界面組織和剪切強(qiáng)度的影響,初步優(yōu)選了釬料,優(yōu)化了釬焊連接規(guī)范參數(shù);利用電子探針、掃描電鏡和x射線衍射等方法對(duì)接頭進(jìn)行了定性和定量分析。結(jié)果表明:采用nicrsib釬料連接時(shí),在界面處有金屬間化合物tial3、alni2ti和ni基固溶體生成,tial3和alni2ti的生成降低了接頭的剪切強(qiáng)度;采用tizrnicu釬料連接時(shí),在界面處有金屬間化合物ti2ni、ti(cu,al)2和ti基固溶體生成,ti2ni和ti(cu,al)2的形成降低了接頭的剪切強(qiáng)度;采用agcuzn釬料連接時(shí),在界面處生成ticu、ti(cu,al)2和ag基固溶體,ticu和ti(cu,al)2的生成是降低接頭剪切強(qiáng)度的主要原因;采用cup釬料連接時(shí),在界面處生成了cu3p、ticu和cu基固溶體,cu3p和ticu使接頭的剪切強(qiáng)度降低;對(duì)于nicrsib釬料,當(dāng)連接溫度為1373k,連接時(shí)間為5min時(shí),接頭的剪切強(qiáng)度最高為2196mpa;對(duì)于tizrnicu釬料,當(dāng)連接溫度為1323k,連接時(shí)間為5min時(shí),接頭的最高剪切強(qiáng)度為2596mpa;對(duì)于agcuzn釬料,當(dāng)連接溫度為1173k,連接時(shí)間為5min時(shí),接頭的最高剪切強(qiáng)度為1254mpa;對(duì)于cup釬料,當(dāng)連接溫度為1223k,連接時(shí)間為5min時(shí),接頭的最高剪切強(qiáng)度為986mpa;采用tizrnicu

第22卷第2期 2007年2月 航空動(dòng)力學(xué)報(bào) journalofaerospacepower vol.22no.2 feb.2007 文章編號(hào):100028055(2007)0220327205 高溫合金焊接接頭應(yīng)力分析與 疲勞壽命預(yù)測(cè) 羅　剛1,范引鶴1,梁尤疆2 (1.南京航空航天大學(xué)能源與動(dòng)力學(xué)院,南京210016; 2.沈陽航空發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)研究所,沈陽110015) 摘　　　要:針對(duì)航空噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣上安裝座的焊接結(jié)構(gòu),建立了對(duì)接焊、錯(cuò)位對(duì)接焊、不等厚對(duì)接焊、新 材料對(duì)接焊等4種焊接結(jié)構(gòu)的有限元分析模型,利用ansys軟件進(jìn)行了應(yīng)力分析,得到了4種焊接接頭的 應(yīng)力集中系數(shù);用“成組對(duì)比實(shí)驗(yàn)方法”進(jìn)行了上述4種焊接結(jié)構(gòu)的應(yīng)力疲勞試驗(yàn)驗(yàn)證,預(yù)測(cè)了它們的壽命區(qū) 間.疲勞試件的掃描電鏡

非晶鎳基釬料釬焊接頭性能及微觀組織的研究

鋁基釬料真空釬焊接頭的腐蝕性 陳學(xué)定1,　宋　強(qiáng)2,　俞偉元1,　宋　　1 (1.甘肅工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,蘭州　730050;2.山東盛大納米材料有限公司,山東泰安　271000) 摘　要:采用nacl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%的溶液對(duì)四種al-si-cu釬料的真空釬焊接頭 進(jìn)行全浸試驗(yàn),對(duì)腐蝕后的釬焊接頭進(jìn)行觀察,分析接頭的腐蝕類型,研究接頭的腐蝕 機(jī)理,對(duì)cu的晶界偏析及擴(kuò)散進(jìn)行了討論。結(jié)果表明,鋁基釬料真空釬焊后的接頭仍 然存在腐蝕問題,腐蝕產(chǎn)物為alcl3、al(oh)3、al(oh)2cl,腐蝕類型有點(diǎn)蝕和晶間腐蝕; 并且隨著cu含量的增加腐蝕加重,cu的偏析與擴(kuò)散對(duì)接頭腐蝕行為產(chǎn)生重要的影響, 在晶界形成al2cu,使晶界周圍形成貧cu區(qū),與晶粒內(nèi)部

以co2激光為熱源,以alsi12焊絲為填充材料,對(duì)ti-6al-4v鈦合金和5056鋁合金異種材料激光熔釬焊進(jìn)行研究,采用sem、eds、xrd和金相顯微鏡分析接頭的微觀結(jié)構(gòu)特征,通過拉伸實(shí)驗(yàn)評(píng)定接頭的力學(xué)性能。研究結(jié)果表明:所得接頭具有熔焊和釬焊雙重性質(zhì),即鋁母材局部熔化,為熔化焊,而鈦母材與焊縫金屬之間存在金屬間化合物層釬焊界面;釬焊界面上部的金屬間化合物層組成復(fù)雜,可分為2層,即呈針狀或芽狀的ti-al-si系金屬間化合物層和以ti-al系金屬間化合物為主的連續(xù)層;釬焊界面下部的金屬間化合物層較薄;拉伸試樣斷裂傾向于發(fā)生在緊鄰釬焊界面的焊縫上,平均抗拉強(qiáng)度為298.5mpa。

研制了釬焊鋅鋁合金的cd-sn-zn釬料、zncl2-nh4cl-kf釬劑,研究了鋅鋁合金爐中釬焊及火焰釬焊的工藝參數(shù),并使用tem,sem和xr-ay對(duì)釬焊接頭進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,經(jīng)優(yōu)化的爐中釬焊工藝參數(shù)為:加熱溫度320℃、保溫時(shí)間15min、釬焊間隙0.14mm。釬焊接頭界面區(qū)出現(xiàn)了大量的硬質(zhì)點(diǎn)相,cd與mg2cu6al5之間存在(102)cd//(111)mg2cu6al5,(220)mg2cu6al5//(010)cd,(224)mg2cu6al5//(211)cd的相結(jié)構(gòu)關(guān)系,提高了接頭的結(jié)合強(qiáng)度;界面區(qū)包含了母材和釬料中的所有物相且有一定寬度,界面區(qū)的zn含量高且sn分布均勻,表明釬料與母材發(fā)生了劇烈的擴(kuò)散。

采用有限元數(shù)值模擬方法模擬了不同緩沖層和緩沖層厚度對(duì)接頭殘余應(yīng)力的影響,結(jié)果表明,對(duì)于同一種緩沖層,厚度不一樣,減少應(yīng)力的效果不一樣,都存在一個(gè)最佳厚度;使用cu箔、ni箔、ti箔對(duì)緩解殘余應(yīng)力非常有效,而使用mo箔作為應(yīng)力緩沖層可以調(diào)整殘余應(yīng)力場(chǎng)的分布狀態(tài)。

采用4種成分的銀基釬料制備了鈦合金/不銹鋼釬焊接頭,用力學(xué)性能試驗(yàn)、金相試驗(yàn)、掃描電鏡分析及電子探針分析方法,測(cè)量了釬縫強(qiáng)度,分析了斷口形貌和釬縫界面組織。研究表明:不銹鋼/ag95cunili/鈦合金釬縫強(qiáng)度可達(dá)220mpa,在不銹鋼/ag95cunili擴(kuò)散區(qū)形成了脆性相;不銹鋼/ag88al10mnsi/鈦合金釬縫強(qiáng)度為242mpa,不銹鋼/ag88al10mnsi一側(cè)的釬縫區(qū)易形成裂紋;不銹鋼/ag85al8sn/鈦合金釬縫強(qiáng)度只有123mpa;不銹鋼/ag85al8snni/鈦合金釬縫強(qiáng)度可達(dá)280mpa,釬料與母材冶金結(jié)合較好。

采用熱彈塑性有限元方法,在考慮了材料性能參數(shù)隨溫度變化的情況下,分析了采用ag-cu-ti釬料釬焊al2o3陶瓷與鎳金屬絲的釬焊接頭,在釬焊和隨后再次加熱過程中產(chǎn)生的應(yīng)力大小和分布情況,計(jì)算中著重考慮了釬料對(duì)接頭殘余應(yīng)力的影響。結(jié)果表明,在釬料與陶瓷的界面處存在著較大的殘余拉應(yīng)力,影響了釬焊接頭的連接強(qiáng)度,并可能在界面的陶瓷側(cè)產(chǎn)生裂紋。通過試驗(yàn)對(duì)比,認(rèn)為在此類連接結(jié)構(gòu)中,釬料是造成接頭形成較大殘余應(yīng)力的主要因素。并指出釬料性能參數(shù)是決定有限元計(jì)算精度的主要因素,要使計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況盡量符合,釬料性能參數(shù)的正確選擇是關(guān)鍵。