航空发动机GH3230高温合金层板结构TLP扩散焊接制备及力学性能研究 被引量：2

1

作者 曲文卿 张斯涵 +4 位作者 吕彦龙 滕俊飞 汪淼 杨文静 庄鸿寿 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第3期24-29,共6页

随着更高推重比需求的不断提高,航空发动机热端部件不仅需要耐高温材料,更需要冷却效率更高的结构形式,本文采用自主研制的KNiCr–5中间层在1200℃保温4 h的工艺条件下TLP扩散焊接制备了GH3230高温合金多孔层板冷却结构,测试了层板结构... 随着更高推重比需求的不断提高,航空发动机热端部件不仅需要耐高温材料,更需要冷却效率更高的结构形式,本文采用自主研制的KNiCr–5中间层在1200℃保温4 h的工艺条件下TLP扩散焊接制备了GH3230高温合金多孔层板冷却结构,测试了层板结构模拟件的焊接质量和接头力学性能。超声检测结果表明,层板模拟件所有柱形结构(扰流柱)与底板(冲击板)焊接完好,未发现任何缺陷。焊缝形成了均匀的固溶体组织,无任何化合物相、裂纹和孔洞缺陷存在。室温/950℃高温拉伸测试结果表明,层板板柱结构模拟件和GH3230高温合金棒材对接结构全部断裂在GH3230高温合金基体,焊缝强度均明显高于GH3230高温合金。高温拉伸断裂试件的延伸率高达52%,薄板焊缝90°三点弯曲后无开裂,微观观察无裂纹等缺陷,表明了焊缝具有优异塑性。优异的焊接质量和性能保证了焊缝结构承受高温载荷时能达到GH3230高温合金基体的传热和承力性能,避免了焊缝成为整个层板结构薄弱环节。 展开更多

关键词 GH3230高温合金 多孔层板冷却结构 TLP扩散焊 微观组织 力学性能 室温/高温

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GH3230合金TLP扩散连接动力学实验研究

2

作者 吴磊 滕俊飞 +2 位作者 吕彦龙 曲文卿 庄鸿寿 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2595-2600,共6页

过渡液相(TLP)扩散连接能够获得与母材组织性能相似的焊缝,因而成为航空发动机热端部件镍基高温合金结构的重要连接技术而被广泛应用。TLP扩散连接过程中液相的等温凝固形成不含析出物的固溶体组织是TLP扩散连接机制与过程动力学的核心... 过渡液相(TLP)扩散连接能够获得与母材组织性能相似的焊缝,因而成为航空发动机热端部件镍基高温合金结构的重要连接技术而被广泛应用。TLP扩散连接过程中液相的等温凝固形成不含析出物的固溶体组织是TLP扩散连接机制与过程动力学的核心环节,采用自行研制的镍基非晶态中间层针对GH3230合金的TLP扩散连接过程进行了研究试验,重点分析了不同连接时间条件下TLP扩散连接焊缝区域的元素扩散和分布特征,以中间层中Co元素为示踪原子,根据GH3230合金与中间层材料中的Co元素的含量分布状态判定等温凝固阶段前的液相最大宽度及等温凝固完成时间等重要参数,结果表明:液相最大宽度为72μm,GH3230合金在1180℃的焊接温度下TLP扩散连接等温凝固完成时间大于4 h。 展开更多

关键词 镍基高温合金 过渡液相扩散焊 等温凝固 液相最大宽度 微观组织 示踪原子

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异种材料的先进连接技术 被引量：18

3

作者 曲文卿 董峰 +1 位作者 齐志刚 庄鸿寿 《航空制造技术》 2006年第12期32-34,共3页

连接技术是异种材料构成连接结构的关键。常用于各种材料的连接方法主要包括熔钎焊、钎焊、扩散钎焊、扩散焊、摩擦焊等特种连接技术。

关键词 连接技术 异种材料 扩散钎焊 连接结构 材料构成 连接方法 扩散焊 摩擦焊

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SiC颗粒增强Al基复合材料焊接工艺研究 被引量：10

4

作者 曲文卿 张彦华 +1 位作者 SohailA.Khan 姚君山 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2002年第4期46-50,共5页

通过SiC颗粒增强Al基复合材料与Al合金的焊接工艺试验研究 ,重点分析了材料组合、保温工艺、连接时间等工艺参数对连接接头性能的影响以及连接接头的微观组织及成分分布。研究表明 ,TLP扩散连接是一种适用于复合材料连接的重要方法 ,在... 通过SiC颗粒增强Al基复合材料与Al合金的焊接工艺试验研究 ,重点分析了材料组合、保温工艺、连接时间等工艺参数对连接接头性能的影响以及连接接头的微观组织及成分分布。研究表明 ,TLP扩散连接是一种适用于复合材料连接的重要方法 ,在相同工艺条件下 ,LF6 /SiCp- 6 0 6 1Al的接头性能明显优于LF6 /SiCp- 2 0 2 4Al。连接时间过短或过长 ,都将影响到接头性能 ,并且连接时间对不同材料组合的影响也不同。 展开更多

关键词 SIC颗粒增强AL基复合材料 焊接工艺 AL合金 TLP扩散连接

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陶瓷与金属电子器件的绿色活性封接技术 被引量：3

5

作者 曲文卿 齐志刚 庄鸿寿 《电子器件》 CAS 2007年第2期376-379,383,共5页

陶瓷与金属的连接是电子产品生产的关键环节。由于陶瓷和金属的物化、力学性能上存在巨大差异,对连接技术要求非常苛刻。通过对陶瓷与金属的常用连接方法的比较分析,提出了一种绿色活性电子器件封接技术,该技术能够在空气中不使用任何... 陶瓷与金属的连接是电子产品生产的关键环节。由于陶瓷和金属的物化、力学性能上存在巨大差异,对连接技术要求非常苛刻。通过对陶瓷与金属的常用连接方法的比较分析,提出了一种绿色活性电子器件封接技术,该技术能够在空气中不使用任何焊剂连接陶瓷与金属以及其他非金属组合,具有广泛的应用前景。通过对陶瓷与金属封接接头的力学测试和微观观察发现,接头剪切强度超过30MPa,连接界面良好;表明形成了性能和质量优良的钎焊接头。 展开更多

关键词 电子封接技术 电子器件 绿色活性封接技术 陶瓷 金属

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航天器异种金属钎焊接头静态裂纹行为分析 被引量：1

6

作者 曲文卿 卢洁红 庄鸿寿 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期142-145,共4页

采用高频感应钎焊方法连接了航天推进系统的异种金属(钛合金与不锈钢)薄壁小直径导管结构,结构的质量和性能远远优于螺栓连接的导管结构.钎焊接头静态拉伸试验发现,银基钎料钎焊的接头承载能力要优于铜基钎料.对静态拉伸断裂接头的微观... 采用高频感应钎焊方法连接了航天推进系统的异种金属(钛合金与不锈钢)薄壁小直径导管结构,结构的质量和性能远远优于螺栓连接的导管结构.钎焊接头静态拉伸试验发现,银基钎料钎焊的接头承载能力要优于铜基钎料.对静态拉伸断裂接头的微观组织进行了分析,结果发现,银基钎料钎焊的接头区域出现的裂纹仅在钎缝区域萌生和扩展,当裂纹扩展到钎缝与母材的界面位置时停止扩展.铜基钎料钎焊的接头区域的裂纹从3个位置萌生:钎缝2种组织的交界处,钎缝与钛合金、不锈钢的界面.裂纹驱动力主要是由静态拉伸载荷和异种金属钎焊接头失配行为构成的,而裂纹扩展抗力主要与钎焊接头的微观组织有关. 展开更多

关键词 航天推进系统 异种金属导管结构 钎焊 断裂行为

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异种材料的连接 被引量：35

7

作者 曲文卿 董峰 +2 位作者 齐志刚 庄鸿寿 孟伟 《航天制造技术》 2006年第3期44-49,共6页

异种材料之间的物理、化学及力学性能方面存在巨大差异,对连接方法要求非常苛刻。重点介绍了一些典型异种材料组合的连接问题,探讨了铝合金与其他材料、铜与其他材料、钛合金与其他材料以及异种非金属等的连接技术,为异种材料的连接提... 异种材料之间的物理、化学及力学性能方面存在巨大差异,对连接方法要求非常苛刻。重点介绍了一些典型异种材料组合的连接问题,探讨了铝合金与其他材料、铜与其他材料、钛合金与其他材料以及异种非金属等的连接技术,为异种材料的连接提供了一定的技术指导。 展开更多

关键词 异种材料 连接技术 钎焊

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Al基复合材料与Al合金TLP扩散连接试验研究 被引量：3

8

作者 曲文卿 张彦华 王奇娟 《航天制造技术》 2002年第2期12-17,共6页

siC颗粒增强Al基复合材料因其良好的综合性能在航空航天等重要领域得到了日益广泛的应用,因此,复合材料之间以及与其他金属之间的连接问题严重限制了复合材料的应用范围。对SiC颗粒增强Al基复合材料与Al合金进行了TLP扩散连接试验研究,... siC颗粒增强Al基复合材料因其良好的综合性能在航空航天等重要领域得到了日益广泛的应用,因此,复合材料之间以及与其他金属之间的连接问题严重限制了复合材料的应用范围。对SiC颗粒增强Al基复合材料与Al合金进行了TLP扩散连接试验研究,重点分析了各工艺参数对连接接头性能的影响,分析了SiC颗粒增强Al基复合材料与Al合金TLP扩散连接过程的不对称性。研究结果对于复合材料与金属的连接具有重要的指导意义。 展开更多

关键词 SIC颗粒增强 AL基复合材料 AL合金 TLP扩散连接 试验 焊接

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Al合金与复合材料LID连接接头微观结构分析

9

作者 曲文卿 张彦华 王奇娟 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2002年第5期50-53,共4页

通过SiC颗粒增强Al基复合材料与Al合金的液相界面扩散 (LID)连接试验 ,重点研究了连接接头区域的微观组织 ,并简要分析了接头中各元素的浓度分布情况。结果表明 ,LID连接Al基复合材料和Al合金形成的界面明显向Al合金一侧偏移 ,并且溶质... 通过SiC颗粒增强Al基复合材料与Al合金的液相界面扩散 (LID)连接试验 ,重点研究了连接接头区域的微观组织 ,并简要分析了接头中各元素的浓度分布情况。结果表明 ,LID连接Al基复合材料和Al合金形成的界面明显向Al合金一侧偏移 ,并且溶质原子在界面两侧分布存在明显的不对称现象。 展开更多

关键词 连接接头 异种材料 液相界面扩散连接 微观结构 铝合金 复合材料

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铝锂合金搅拌摩擦焊搭接接头组织及力学性能 被引量：8

10

作者 张丹丹 曲文卿 +4 位作者 庄来杰 杨模聪 陈洁 孟强 柴鹏 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期24-28,共5页

采用搅拌摩擦焊对2mm厚不同铝锂合金进行搭接,并对接头的组织和力学性能进行分析。同时研究了焊接工艺参数、热处理状态对接头性能的影响。研究表明:搭接接头焊核区呈"洋葱环"结构,由细小的等轴晶组织构成;前进侧搭接界面有&q... 采用搅拌摩擦焊对2mm厚不同铝锂合金进行搭接,并对接头的组织和力学性能进行分析。同时研究了焊接工艺参数、热处理状态对接头性能的影响。研究表明:搭接接头焊核区呈"洋葱环"结构,由细小的等轴晶组织构成;前进侧搭接界面有"钩状"缺陷,对接头力学性能产生不良影响。搭接接头的塑性较差,伸长率仅有3.18%,不及母材伸长率的25%;当转速为800r/min、焊速为200mm/min时,接头的强塑性最佳,抗拉强度达到467MPa(母材的94%);热处理对搅拌摩擦焊焊接头力学性能影响显著,经过人工时效后,接头强度提高了13%～18%,抗拉强度最高达到526MPa,伸长率都有所下降。断口形貌分析表明:接头拉伸断裂是从前进侧的"钩状"缺陷起裂;接头拉伸断口为准解理和韧窝断裂的复合断口。 展开更多

关键词 搅拌摩擦焊 铝锂合金 力学性能 微观组织 断口分析

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焊接方法对2219铝合金性能及组织的影响 被引量：23

11

作者 彭杏娜 曲文卿 张国华 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期57-60,共4页

通过拉伸试验,利用扫描电镜与光学显微镜等手段,比较了搅拌摩擦焊(FSW)和变极性钨极氩弧焊(VPTIG)两种焊接方法对2219铝合金板材力学性能的影响。结果表明,无论何种焊接方法均使2219铝合金板材的强度和塑性下降,但是FSW焊接接头强度以... 通过拉伸试验,利用扫描电镜与光学显微镜等手段,比较了搅拌摩擦焊(FSW)和变极性钨极氩弧焊(VPTIG)两种焊接方法对2219铝合金板材力学性能的影响。结果表明,无论何种焊接方法均使2219铝合金板材的强度和塑性下降,但是FSW焊接接头强度以及塑性等力学性能明显优于VPTIG焊熔焊接头。拉伸试样断口形貌以及显微组织分析显示,FSW焊核区组织均匀细密,断裂位置位于后退侧热影响区与焊核区的交界处。VPTIG焊接接头易出现气孔缺陷,熔合区是最薄弱环节。 展开更多

关键词 2219铝合金 搅拌摩擦焊(FSW) 变极性钨极氩弧焊(VPTIG) 微观组织

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金合金锡铅软钎焊接头脆性行为 被引量：8

12

作者 尹娜 曲文卿 +1 位作者 杨淑娟 李睿 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期670-673,共4页

采用Sn63Pb37钎料对Au60AgCu合金进行钎焊试验.对钎焊接头的微观组织、显微硬度、化合物相成分、力学性能及断口形貌进行了分析,并探讨了界面化合物相对接头脆性的影响.结果表明:Au60AgCu合金接头化合物主要由AuSn2,AuSn4和Ag3Sn组成.... 采用Sn63Pb37钎料对Au60AgCu合金进行钎焊试验.对钎焊接头的微观组织、显微硬度、化合物相成分、力学性能及断口形貌进行了分析,并探讨了界面化合物相对接头脆性的影响.结果表明:Au60AgCu合金接头化合物主要由AuSn2,AuSn4和Ag3Sn组成.金属间化合物的硬度很高,其厚度随钎焊温度的升高及保温时间的增长而增厚.钎焊接头剪切性能测试表明,断裂发生在金属间化合物层,断口形貌为脆性断裂. 展开更多

关键词 Au60AgCu合金 锡铅钎料 金属间化合物 脆性断裂

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Al-Li合金搅拌摩擦焊搭接接头的疲劳性能 被引量：6

13

作者 张丹丹 曲文卿 +1 位作者 杨模聪 柴鹏 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期674-678,共5页

通过疲劳寿命试验、疲劳断口和金相组织分析,研究了Al-Li合金搅拌摩擦焊搭接接头的疲劳性能,分析了接头前进侧热机影响区(TMAZ,Thermal-Mechanically AffectedZone)出现的"钩状缺陷"对其疲劳性能的影响.结果表明,钩状缺陷容... 通过疲劳寿命试验、疲劳断口和金相组织分析,研究了Al-Li合金搅拌摩擦焊搭接接头的疲劳性能,分析了接头前进侧热机影响区(TMAZ,Thermal-Mechanically AffectedZone)出现的"钩状缺陷"对其疲劳性能的影响.结果表明,钩状缺陷容易引起裂纹萌生及扩展,减小接头的有效承载板厚,适当缩短搅拌针长度可以改善钩状缺陷,提高接头力学性能.母材与搭接接头的疲劳S-N曲线研究表明:在高疲劳应力下,接头的疲劳寿命接近母材,但随着疲劳应力水平降低,接头的疲劳寿命急剧下降,200万循环周次下的疲劳强度仅达到80 MPa,为母材的35%. 展开更多

关键词 搅拌摩擦焊 铝锂合金 疲劳性能 钩状缺陷

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2219-T87铝合金变极性TIG接头微观组织与力学性能 被引量：8

14

作者 熊欢 庄来杰 +2 位作者 曲文卿 姚君山 尹玉环 《航空制造技术》 北大核心 2014年第10期75-78,共4页

通过试验测定了2219-T87母材及VPTIG焊接接头在不同温度下的力学性能,并对母材和焊接接头的微观组织及断口形貌进行了观察和分析,讨论了温度对母材及焊接接头性能的影响。试验结果表明,2219-T87铝合金有低温增强现象,比较适合低温状态... 通过试验测定了2219-T87母材及VPTIG焊接接头在不同温度下的力学性能,并对母材和焊接接头的微观组织及断口形貌进行了观察和分析,讨论了温度对母材及焊接接头性能的影响。试验结果表明,2219-T87铝合金有低温增强现象,比较适合低温状态下的工作。但与母材相比,焊接接头的各项力学性能均有所下降。 展开更多

关键词 2219铝合金 VPTIG 力学性能

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2219铝合金VPTIG焊接接头拉伸性能分析 被引量：7

15

作者 李来平 刘学军 曲文卿 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期84-87,共4页

2219铝合金气孔敏感性较强,变极性TIG焊接工艺可以有效减少和抑制气孔产生,是适合于2219铝合金的焊接工艺。本文介绍了2219T62铝合金VPTIG焊接接头的拉伸性能,进行了拉伸断口形貌分析和微观组织分析。结果表明:2219T62铝合金VPTIG焊接... 2219铝合金气孔敏感性较强,变极性TIG焊接工艺可以有效减少和抑制气孔产生,是适合于2219铝合金的焊接工艺。本文介绍了2219T62铝合金VPTIG焊接接头的拉伸性能,进行了拉伸断口形貌分析和微观组织分析。结果表明:2219T62铝合金VPTIG焊接接头强度系数可以达到65%以上,焊接接头为混合断裂方式,VPTIG焊缝盖面层气孔相比打底层较多。 展开更多

关键词 2219铝合金 变极性钨极氩弧焊 焊接接头 拉伸性能

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搅拌摩擦焊材料塑性流动研究现状 被引量：3

16

作者 王刚 曲文卿 +4 位作者 赵海云 宋民远 董春林 李光 栾国红 《航空制造技术》 2011年第8期52-56,共5页

目前,主要通过实验和数值模拟的方法来研究材料的塑性流动。A.P.Reynolds分析了当前对于FSW塑性流动的研究,指出对于FSW流动场可以从与轴肩接触的材料表面、搅拌针周围以及搅拌针底部3个方面进行研究。当前,对于FSW中的材料塑性流动的研... 目前,主要通过实验和数值模拟的方法来研究材料的塑性流动。A.P.Reynolds分析了当前对于FSW塑性流动的研究,指出对于FSW流动场可以从与轴肩接触的材料表面、搅拌针周围以及搅拌针底部3个方面进行研究。当前,对于FSW中的材料塑性流动的研究,主要存在的问题是:材料流动的机制到底是什么,FSW微观组织周期性变化的原因是什么,以及二者之间存在什么样的关系。 展开更多

关键词 搅拌针 轴肩 FSW 塑性流动 塑性变形 搅拌头 搅拌摩擦焊 材料塑性

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铝锂合金搅拌摩擦焊搭接接头疲劳行为研究 被引量：2

17

作者 孟强 张坤 +5 位作者 董春林 栾国红 曲文卿 张丹丹 杨模聪 陈洁 《航空制造技术》 北大核心 2012年第13期115-118,共4页

针对Al-Li-S4和2099铝锂合金FSW搭接接头,采用金相组织观察、疲劳性能测试、S-N曲线绘制、断口分析等手段,考察了典型焊接参数下铝锂合金搭接接头的疲劳性能、微观组织,分析了接头断裂形式。

关键词 铝锂合金 搅拌摩擦焊 搭接 疲劳性能

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碳纤维复合材料与金属连接及接头力学性能测试 被引量：2

18

作者 张雷 曲文卿 庄鸿寿 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第z1期141-147,共7页

碳纤维复合材料因其强度高、质量轻、导热性能出众,在外空间和核工业等领域中的关键部件中得以应用。碳纤维复合材料与金属主要是通过螺栓、胶结、钎焊或扩散焊连接在一起。其中,在钎焊过程中,多数钎料在这类复合材料表面并不润湿,通常... 碳纤维复合材料因其强度高、质量轻、导热性能出众,在外空间和核工业等领域中的关键部件中得以应用。碳纤维复合材料与金属主要是通过螺栓、胶结、钎焊或扩散焊连接在一起。其中,在钎焊过程中,多数钎料在这类复合材料表面并不润湿,通常采用活性钎料,在高温和高真空的条件下进行;钎料的种类不同,钎焊接头的强度差异也很大。本文对碳纤维复合材料与金属铜、钛、铌、铝等金属的连接方法和相关研究进展作了总结,对其接头的力学性能测试方法作了介绍,并对该领域的研究方向发展做了展望。 展开更多

关键词 碳纤维复合材料 金属 接头力学性能测试

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C/C复合材料与金属连接及接头力学性能测试 被引量：2

19

作者 张雷 曲文卿 庄鸿寿 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2008年第1期10-14,共5页

对C/C复合材料与铜合金的真空钎焊方法进行了介绍,着重列出了近年来出现的活性钎料及相关的焊接工艺参数,并将ⅥB元素对C/C复合材料表面的改性效果作了对照;介绍了银基活性钎料连接C/C复合材料与钛合金技术,对该过程钎料和母材相互扩散... 对C/C复合材料与铜合金的真空钎焊方法进行了介绍,着重列出了近年来出现的活性钎料及相关的焊接工艺参数,并将ⅥB元素对C/C复合材料表面的改性效果作了对照;介绍了银基活性钎料连接C/C复合材料与钛合金技术,对该过程钎料和母材相互扩散机理做了描述;概述了C/C复合材料和铝合金、镍和不锈钢金属的粘结及钎焊工艺,列出了C/C复合材料与金属接头的剪切强度、冲击热应力等的测试方法。 展开更多

关键词 C/C复合材料 金属 接头性能测试

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LD30铝合金与304不锈钢低温钎焊润湿性研究 被引量：2

20

作者 熊欢 曲文卿 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期619-624,共6页

采用LD30铝合金与304不锈钢低温钎焊工艺进行润湿性研究。通过润湿性研究对比,选用了60Sn-40Pb、Sn-3.5Ag和35Sn-40Pb-25Bi 3种适用于LD30铝合金和304不锈钢的低熔点钎料,并针对每种钎料选取与之相匹配的钎剂。分析了接头的微观组织、... 采用LD30铝合金与304不锈钢低温钎焊工艺进行润湿性研究。通过润湿性研究对比,选用了60Sn-40Pb、Sn-3.5Ag和35Sn-40Pb-25Bi 3种适用于LD30铝合金和304不锈钢的低熔点钎料,并针对每种钎料选取与之相匹配的钎剂。分析了接头的微观组织、化合物相成分和X射线探伤。结果表明:60Sn-40Pb和35Sn-40Pb-25Bi与H3PO4组合在304不锈钢上润湿性很好;不锈钢与镀镍层铝合金钎焊试验时,60Sn-40Pb和35Sn-40Pb-25Bi与50%H3PO4+50%乙二醇组合润湿性很好;Sn-3.5Ag钎料润湿性相对较差。 展开更多

关键词 LD30铝合金 304不锈钢 润湿性 低温钎焊 钎料

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