Al2O3弥散强化铜与T2铜的真空钎焊工艺研究

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本课题以点焊电极为背景,研究了Al2O3弥散强化铜与T2铜的真空钎焊工艺。采用室温拉伸试验、光学显微镜、扫描电镜及能谱分析等手段对钎焊接头进行测试、观察和分析,探究了钎料组合与钎焊工艺参数对接头组织和性能的影响。基于Ag-Cu-Ti+BAg72Cu复合钎料,研究钎料组合、保温时间、加压、真空度对接头组织性能的影响。结果表明:(1)钎焊保温时间较短时,钎料与母材相互冶金作用较弱,接头组织性能较差;随着钎焊保温时间延长,钎料与母材的冶金作用较充分,可得到理想的钎焊接头;当保温时间过长时,钎料向两侧母材毛细渗入及扩散作用加强,致使钎缝处铜基固溶体越来越多,共晶体逐渐减少甚至消失,钎缝中出现孔洞,严重影响接头质量。在优化的工艺参数下,接头抗拉强度可达189MPa以上。(2)在保温时间相同的情况下,采用0.1mmAg-Cu-Ti+0.1mm BAg72Cu、0.1mmAg-Cu-Ti+0.2mm BAg72Cu、0.2mm Ag-Cu-Ti+0.2mm BAg72Cu不同组合的复合钎料,由于钎料总量和活性元素Ti有效浓度不同,对接头组织和性能影响不同,其中0.1mm Ag-Cu-Ti+0.2mm BAg72Cu组合的复合钎料所得接头,母材与钎料的冶金作用较好,接头力学性能较高,且此种复合钎料成本相对较低。(3)采用0.1mmAg-Cu-Ti+0.2mm BAg72Cu组合的复合钎料,施加0.75Kg压头,在保温时间为40min时,接头强度仍能达150MPa左右。在钎焊过程中施加一定压力,钎缝变窄,钎缝的毛细作用加强,较未加压时钎料向弥散铜侧毛细渗入量少,使得焊缝中仍有部分钎料存在,避免孔洞虚焊的产生;此外施加压力对焊缝有一定的焊合作用,避免焊缝中孔洞出现,使得接头组织致密,接头力学性能明显优于未加压时的力学性能。(4)在其他焊接工艺参数相同的情况下,采用复合钎料,分别施加0.75Kg、1.5Kg和3Kg的压头进行钎焊,结果表明在所研究施加的压力下,压力大小对接头力学性能影响较小,接头力学性能总体较好,在保温时间长达40min时,接头强度均在150MPa以上。(5)在其它工艺参数相同的条件下,研究了真空度对接头性能的影响,结果表明:中真空条件(100-10-1Pa)下钎焊接头强度明显高于高真空(10-1-10-2Pa)下的接头强度。
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