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钎焊工艺参数对铜钎焊接头组织及性能的影响
查看:270  发稿日期:2016-01-13 19:20:12

铜及铜合金具有良好的导电性、导热性和耐蚀性,而钢具有强度高、价格低等优势,这两种材料都在工业生产中得到了广泛应用。然而在实际生产中,为了结构及成本的需要,常常需要把这两种金属连接在一起。目前,焊接铜与钢主要采用的是熔化焊和压力焊。然而,对于一些精密的结构件,由于钎焊方法的连接温度一般较低,焊后变形较小;出现裂纹、气孔、偏析等问题的趋向小,宜采用钎焊方法对铜及钢进行连接。目前关于铜及铜合金与钢的钎焊所采用的钎料主要有Cu基钎料、Ag基钎料和Au基钎料。一般的Au基钎料的钎焊温度超过1273K,非常接近纯铜的熔点,只适合一些特殊铜合金与钢的连接。相比于Cu-Zn钎料、Cu-P钎料,Ag-Cu钎料钎焊的铜/钢接头的耐蚀性更好。因此,采用Ag-Cu钎料,研究了钎焊温度及保温时间对接头组织及性能的影响。

实验用母材为紫铜和1Cr18Ni9Ti 不锈钢。紫铜由99%的纯铜组成。实验前,用电火花线切割方法把铜切割成20mm×10mm×3mm的金相用试件和50mm×10mm×3mm的测强度试件。把不锈钢切割成10mm×10mm×2mm的金相用试件和50mm×10mm×2mm的测强度试件。为了获取钎焊接头的力学性能,搭接长度约为2.5mm。钎料为直径0.8mm的Ag-72Cu钎料丝,放置在接头边缘。实验在真空炉中进行,真空度小于8×10-3Pa。连接温度T=1093~1223K,连接时间t=120~1500s。

采用Ag-Cu钎料钎焊铜和不锈钢,接头的界面结构如下:靠近Cu侧的为柱状的Cu(s.s),钎缝中心为Ag(s.s)+Cu(s.s)。随着钎焊温度的升高或保温时间的延长,接头中柱状的Cu(s.s)厚度增加,而钎缝中心的Ag(s.s)+Cu(s.s)厚度变小。在钎焊温度温度为1173K、保温时间为300s时,接头的抗剪强度最大,为214MPa。

 
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