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本文以提高空气等离子切割电极的使用寿命为背景,采用BAg72Cu钎料对TU2无氧铜与稀有金属铪的真空钎焊工艺进行了研究。借助金相显微镜、扫描电镜、能谱分析、X射线衍射(XRD)及室温剪切试验等手段,分析了不同钎焊工艺参数对钎焊接头组织及性能的影响;并将焊后试样加工成成品应用于空气等离子切割实际生产,通过实际生产检验钎焊接头的性能,进一步优化生产工艺。采用BAg72Cu钎料对TU2/Hf进行真空钎焊,在不同的钎焊工艺参数下得到的钎缝区均存在三个不同形貌的区域:铪侧的黑色带状区、中间呈花纹状的Ag-Cu共晶区和铜侧的峰峦状或鹅卵石状铜基固溶体组织。随着钎焊温度升高,钎缝中峰峦状和鹅卵石状组织逐渐增多增大,黑色带状区变得越来越宽,而花纹状Ag-Cu共晶区所占比例越来越小。钎焊温度对接头剪切性能的影响不明显,接头的剪切破断应力均高于160MPa,但最高值与最低值仅相差20MPa。当钎焊温度为815℃时,随着保温时间的延长,钎缝中未见明显的鹅卵石状组织,峰峦状组织逐渐增多增大,但变化幅度较小;同时,黑色带状区变得越来越宽,其宽度的变化基本符合扩散第二定律;保温时间对接头的剪切性能影响不显著。815℃保温35min时,随着装配间隙的增加,钎缝中峰峦状和鹅卵石状组织逐渐增多增大,黑色带状区的宽度未见明显变化但其附近出现明显的铜基固溶体,有的甚至发展成为粗大的树枝晶,导致钎缝的剪切破断应力随着钎焊装配间隙增加明显下降。同时,装配间隙的增大,给铪丝在铜基体中的定位造成了困难。进行空气等离子切割试验的电极整体性能优良,切割速度较快,切割质量良好,电极具有较长的使用寿命,基本达到国外优质电极的水平。但较低温度下钎焊获得的电极由于钎缝区黑色区域宽度较小,其导电导热能力较之较高钎焊温度下的电极更强,电极的使用寿命更长。经试验确定较佳的工艺参数为:钎焊温度为815℃,保温时间为35min,装配间隙为0.10mm,加热速度约为10℃/min,随炉冷却。