材料链接物理复习题.docx

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1、1.简述氧化膜对钎焊过程的影响？去除方法有哪些？影响：1使母材之间的不能有良好钎焊结合2影响钎料的润湿性，钎焊是焊材间钎料润湿不均匀3氧化膜的熔点一般比母材温度高或与木材熔点相差较大，在钎焊时若为了使氧化膜熔化就需调高温度但又会导致母材熔化形成焊漏4焊接件之间不完全接触方法：物理方式：如机械刮擦使氧化膜破碎，或是采用超声波振动方法，利用超声波的空化作用使母材表面的氧化膜脱落；化学方式：即利用钎剂与母材表面氧化膜的反应来达到去除氧化膜的目的。多数钎剂钎焊过程都是通过化学机制来去除氧化膜的，但在此过

2、程中的反应却是多种多样的，其作用方式可以是使氧化膜溶解，也可以是使氧化膜与基体金属的结合被削弱而剥落等等。2.从表面张力角度，分析影响钎料润湿的因素？改善润湿性的措施？影响因素：1）金属表面氧化物的影响：在常规条件下，大多数金属表面都有一层氧化膜。氧化物的熔点一般都比较高，在钎焊温度下为固态。它们的表面张力值很低，因此，钎焊时将导致（Tsgv（Tsl,所以产生不润湿现象，表现为钎料成球，不铺展。许多钎料合金表面也存在一层氧化膜。当钎料熔化后被自身的氧化膜包覆，此时其与母材之间是两种固态的氧化膜之

3、间的接触，因此产生不润湿。2）钎剂的影响去除氧化膜最有效的方法是采用钎剂。当用钎剂去除了母材和钎料表面的氧化膜后，液态钎料就可以和母材金属直接接触，从而改善润湿。另外，当母材和钎料表面覆盖了一层液态钎剂后系统的界面张力就发生了变化（见图1-6），当铺展达到平衡时，由Young氏方程有：其中：bsf—母材与钎剂间的界面张力；（Tsl-母材与钎料间的界面张力；blf—钎剂与钎料间的界面张力。与无钎剂时的情况相比，只要满足blfVblg或bsf>bsg,就可以增强钎料对母材的润湿。同样，钎剂成份的变化

4、将造成blf和bsf的变化，从而也会影响到钎料对母材的润湿性3）各相浓度的影响如果相邻两相中任一相不是纯物质而是溶液，当随着某一物质浓度的增大，其表面张力也会发生变化，影响其钎料的润湿性。4）温度对表面张力的影响在温度变化范围不大时，表面张力随温度的升高而下降。这是一个普遍的关系，各种金属表面张力随温度变化的关系大体上可以归结为这种关系。但是表面张力随温度升高而下降的这种趋势也不是无限的，对液体来说，到"临界点”（即液-气相界面消失，气态与液态无法区分的温度时）表面张力降低为零。措施：1）在钎焊

5、过程中必须采取适当的措施来去除母材和钎料表面的氧化膜，以改善钎料对母材的润湿。2）钎焊过程中选用合理的钎剂改善钎料润湿性。3）选择合理的润湿温度。4）控制各物质的浓度，改善钎料润湿性3.不等间隙钎焊时，液态钎料为何优先填充小间隙端？液态钎料填缝时之所以优先填充间隙小端,是因为当液体体积不变时,由于钎料可以润湿母材,即体系的固液相界面张力小于固气相的表面张力。液体向小端运动是扩大固液相面积,减小固气相面积,从而使体系的界面能降低,因此是自发进行的过程。另外，由前述原理可知，毛细间隙内弯液面的附加压

6、力P与间隙的大小a成反比。在靠近小端间隙处弯曲液面的曲率较大,产生的附加压力也较大,对于一片液态钎料来说,其各方向的附加压力的总和将指向小端间隙处,因此液体会自动向小端方向运动。4.何为接触反应钎焊？简述其特点及应用？定义：接触反应钎焊是利用某些异种金属能形成共晶的特点，在界面接触反应良好且加热至高于共晶温度的条件下，依靠金属原子间的互扩散在界面处形成共晶反应液态金属层，随后冷凝结晶，从而把金属连接起来的方法。特点及应用：特点：（1）利用某些异种金属能形成共晶的特点进行钎焊。（2）无需添加钎料，

7、是一种依靠材料间的共晶反应所产生的液相合金来实现连接的“自钎料”钎焊技术（3）界面处形成共晶金属层。应用：可以用于焊接Al合金、Mg合金、Ti合金以及不锈钢。5.综合分析提高钎焊接头强度的措施？异种金属焊接比同种金属焊接困难，两种金属材料性能的差异在更大程度上影响它们之间的焊接性能。（2）镍基焊料可以钎焊钨、铜异种金属，但易生成脆性化合物，扩散层较厚。为提高接头强度，应该尽量避免脆性层的生成。（3）当采用银基焊料、金基焊料钎焊时，焊接性能好，接头强度高。相比之下，银基焊料添加了活性元素钛，对母材

8、的润湿性好，相比金基焊料，成本更低，但银基焊料钎焊温度偏低。温度过高或过低都会使接头强度下降。不同合金成分的钎焊接头剪切强度都随着热疲劳周期的增加而下降，这是由于热疲劳损伤的积累和疲劳裂纹在接头中扩展所造成的。与共晶Sn-3.5Ag相比较，Cu元素和稀土元素的添加都能够提高钎焊接头的剪切强度。值得提出的是添加了稀土元素的Sn-3.0Ag-0.5Cu钎焊接头，虽然剪切强度略低于Sn-3.0Ag-0.5Cu钎焊接头，但其在热疲劳作用下强度的损失是最小的。在钎焊接头中Bi相组织呈层片状分布，降低了基体