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新利18登陆 复合材料TLP扩散焊接头的组织及性能
来源:新利18登陆 |添加时间:2014-10-28 08:55

  新利18登陆 复合材料TLP扩散焊接头的组织及性能,新利18登陆 复合材料具有很多优良的性能,如低密度、耐磨、耐腐蚀、尺寸稳定性好、高比强度和比刚度等特点,在航空、机械、电力等工业领域得到了广泛应用。目前对新利18登陆 复合材料的连接已做了大量的研究工作,而关于高体积分数颗粒增强新利18登陆 复合材料焊接的研究还比较少,其连接难度更大。瞬时液相扩散焊接头组织性能好,是先进材料连接的有效方法。18luckportal 使用钎料加入活性元素作为中间层,用TLP方法对高体积分数颗粒增强新利18登陆 复合材料进行焊接,通过分析焊缝的组织形貌、成分及元素的分布情况,研究钎料与新利18登陆 复合材料界面结合情况,以期为高体积分数颗粒增强新利18登陆 复合材料的焊接提供技术支持。
 

新利18登陆
复合材料
 

  一、实验材料与方法
 

  实验用新利18登陆 复合材料。新利18登陆 复合材料的液固两相区的温度范围为630-660℃。选用厚度为50-80um的箔状合金作中间层。新利18登陆 复合材料焊前用丙酮清洗干净,在开房环境下用TLP焊机进行不同温度的焊接,用氩气保护。焊接初始压力为5MPa,保温时间为6min,焊后空冷。新利18登陆 试件加工成30mm*10mm*2mm的薄片,搭接长度为15mm。焊后垂直于焊缝截取新利18登陆 金相试样,用氢氟酸、盐酸、硝酸、水溶液对新利18登陆 金相试样进行腐蚀,在光学显微镜和扫描电镜上观察新利18登陆 试样的组织、进行能谱分析。测试了接头的剪切强度,用数字显微硬度计进行硬度测试。
 

  二、实验结果及分析
 

  1.金相显微镜下的新利18登陆 焊接接头的组织分析
 

  不同焊接温度下新利18登陆 焊接接头的金相显微组织,白色的线条组织即为焊缝,焊缝宽窄不均匀。焊接温度为550℃,可看出焊缝宽度为40-50um左右,宽度和使用中间层厚度相近。焊接温度为560℃,焊缝宽度为8-10um,中间层减薄十分明显;焊接温度分别为570和580℃,焊缝区域进一步变窄,焊缝两侧母材碳化物接触在一起。可见,随着焊接温度的升高,焊缝变得越来越窄,在580℃焊接的接头没有明显的连接界面,说明在高温下焊接形式的接头质量较好,几乎能够使待焊接的新利18登陆 母材熔为一体,焊缝整体上比较均匀,中间层与新利18登陆 母材熔合比较好。随着焊接温度的升高,中间层能够充分的熔化,润湿新利18登陆 母材使焊缝两侧的新利18登陆 母材相互接触并充分扩散,在压力作用下紧密结合并相互扩展。
 

  2.新利18登陆 焊接接头显微硬度分析
 

  对新利18登陆 焊接接头界面附近进行显微硬度测定,每个试样取四个点,然后取平均值。由于接头区域不含碳化物,焊缝的硬度明显低于新利18登陆 母材的硬度。在较低温度下,由于焊缝较宽,焊缝硬度较低;在较高温度下,焊接的焊缝宽度较窄,有些几乎已经看不到焊缝,所以硬度与新利18登陆 母材就比较接近。
 

  3.新利18登陆 焊接接头剪切强度
 

  不同焊接温度下新利18登陆 焊接接头的剪切强度。可看出,随着焊接温度的增加接头的剪切强度越来越高,在580℃时剪切强度最高。由显微组织分析可知,随着焊接温度的升高,焊缝变得越来越细,中间层与新利18登陆 母材充分扩散,中间层完全熔入新利18登陆 母材,新利18登陆 复合材料基体与焊缝链接质量好,达到原子之间的紧密链接。但焊接温度也不能太高,温度过高,接近新利18登陆 复合材料熔点,造成合金晶粒粗大,热应力增加,引起焊接变形等缺陷,所以焊接温度也不能太高。
 

  18luckportal 在开放环境下,用氩气保护,采用合金箔作中间层,对新利18登陆 复合材料进行瞬时液相扩散焊,研究了焊接温度对新利18登陆 接头显微组织、力学性能的影响。结果表明:随着焊接温度的升高,焊缝变窄,剪切强度升高,在焊接温度为580℃时新利18登陆 焊接接头的剪切强度为80MPa,组织性能最好。
 

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