解析tial／ag-cu／ti／w-cu钎焊接头的界面结构及连接机理

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1、学兔兔www.xuetutu.com俘掳钎焊专题。—TiAI／Ag—Cu／Ti／W—Cu钎焊接头的界面结构及连接机理江苏科技大学先进焊接技术省级重点实验室(镇江市212003)许祥平李峥峥邹家生江苏省交通技师学院(镇江市202006)王锡岭摘要采用Ag．Cu／Ti叠层活性钎料实现了TiA1基合金与w-cu合金的钎焊连接，获得了良好的钎焊接头。利用SEM，EDS等微观手段，分析了接头界面结构和元素分布情况，并探讨接头连接机理。研究结果表明：TiAL／Ag—Cu／Ti／W．Cu典型界面微观结构为TiA1／Cu-Ti／Cu基固溶体+Ag基固溶体+Ag—cu共晶／Cu—Ti+cu基固溶体／w—

2、Cu。TiA1侧的连接主要靠cu—Ti反应层的生成，w-cu侧主要为钎料中Ag向w—cu中扩散形成的cu基固溶体实现连接。关键词：TiAIW·CuAg·Cu／Ti叠层活性钎料界面结构连接机理中图分类号：TG425O前言接，以充分发挥它们各自的优良性能。1试验材料与方法TiA1基合金具有密度小(约为3．8g／cm)、比强度高、刚性好、良好的高温力学性能和抗氧化性等优点，TiA1基合金的制备原材料有纯铝(A1)和海绵钛被认为是一种理想的富有开发应用前景的航空、航天、(Ti)，用非自耗真空电弧炉进行熔炼，加入的rri和Al军事及民用的新型高温结构材料J。李卓然等人j按照3：1的比例配入，并加

3、入了0．2％的Ta，所得的合采用Ag-Cu钎料与Ti—zr_Ni—Cu钎料对TiA1与Ti合金金主要成分为TiAl金属间化合物和少量的Tj元素。进行了真空钎焊试验，主要研究了采用两种钎料时的w．Cu合金是用粉末冶金制造的一种假合金，名义化学界面反应以及钎焊温度对界面组织及性能的影响。刘成分为wcu。焊接时都加工成20mm×20mmx8景峰采用钛基钎料和银基钎料对TiA1基合金与mm的矩形试样。Ag—Cu／Ti叠层活性钎料为AgCu：40Cr钢进行了真空钎焊试验。TiA1基合金的显微组织钎料加5m厚的Ti箔。对力学性能十分敏感，热膨胀系数相当低，与其它材料焊接前，先用砂纸研磨TiA1基合

4、金和w．cu合金连接时易产生较大的内应力，采用常规的焊接方法，接的待焊表面，保证待焊表面平整，但有一定的粗糙度。头成分复杂，热裂倾向严重，使接头性能极差，很难得然后将待焊试样先用酒精清洗，再放入丙酮溶液中超到满意的接头。由于钎焊方法温度可控性好，力学稳声波清洗约15min，以除去表面的油渍和污垢。定性高，文中采用真空钎焊连接。Agcu活性钎料片在使用前先用砂纸打磨除去表面w．Cu复合材料作为用粉末冶金制造的一种假的氧化层，然后与Ti箔一起放人丙酮中超声清洗。按合金，因具有出色的抗电弧烧蚀、抗熔焊性和良好的导照TiA1基合金／Ag．Cu／Ti叠层活性钎％4／w—Cu合金的电导热性，而被广

5、泛地用作电触头、电火花、电阻焊、等上下顺序装入夹具准备钎焊。钎焊在KJL一2型多功离子电极和军工产品等。研究采用Ag—Cu／Ti叠能真空炉中进行。层活性钎料对TiA1基合金与w．Cu合金进行真空钎焊连焊后试样沿垂直于连接界面方向切开并制备成金相试样，腐蚀液中盐酸、硝酸、氢氟酸的配比为收稿日期：2013一l1一O620：1．75：3．25，在JEOL一6480扫描电镜和MOD—基金项目：江苏省自然科学基金(BK2012275)EL7573能谱仪上对连接界面区的微观形貌和元素分242014年第5期学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com俘掳钎焊专题—表1图1

6、中各点的能谱(EDS)分析结果(质量分数，％)化合物及Ag向w．cu合金中扩散形成的Cu基固溶体。(2)TiAI／Ag．Cu／Ti／W—Cu典型界面微观结构为：TiA1／Cu．Ti化合物／Cu基固溶+Ag基固溶体+Ag-Cu共晶／Cu．Ti化合物+Cu基固溶体／w—Cu。(3)TiA1基合金侧的连接主要靠cu．Ti化合物的反应层生成，w。Cu合金侧主要为钎料中Ag向w—Cu合金中扩散形成的Cu基固溶体实现连接。参考文献点的化学组成，根据EDS结果初步分析了各点可能对应的反应相。NodaT，ShimizuT，OkabeM，eta1．JoiningofTiAland结合图1和表1可以看出A

7、区主要含有Ag，cu两steelsbyinductionbrazing[j]．MaterialsScienceandEngi—种元素，但是cu的元素含量要比原始钎料Ag-Cu／TineeringA，1997，239—240(1—2)：613—618．中cu元素含量低，从其成分上看A区应为Ag基固溶NodaT．ApplicationofcastgammaTiA1forautomobiles[J]．体；B区主要含有Cu元素，从其成分上看B区应为cu