论文部分内容阅读
由于硬质合金与铍铜合金在物理、化学性能上的巨大差异,采用传统焊接方法焊接硬质合金与铍铜合金难以同时获得良好的接头强度和铍铜性能。采用熔焊方法容易使铍铜严重软化,而采用钎焊方法难以获得理想的接头强度。本文采用超声扫描显微镜、扫描电镜、维氏硬度计等分析测试方法,研究超声振动辅助WC-Co/BeCu电阻钎焊工艺过程,主要探讨了时间、压力等参数对钎焊质量的影响,测定钎缝组织成分,分析了造成铍铜软化的原因,最后综合考虑接头的剪切强度和铍铜的硬度,进行工艺优化处理,提出一种适合WC-Co/BeCu的超声辅助电阻钎焊工艺。实验结果表明,超声的空化作用和声流效应起到了促进钎料润湿母材,去除液态钎料中的气泡,改善钎焊效果的作用。与传统电阻钎焊相比,超声辅助WC-Co/BeCu电阻钎焊钎缝的焊合率提高了35%以上,接头剪切强度提高了近40%。在超声作用下进行电阻钎焊,随着加热时间的增加,温度升高,高温停留时间增加,超声作用效果增强,钎缝的焊合率和接头强度得到提高;当时间过长时,温度过高,钎料流失过多,致使接头钎料层过薄,接头强度有所下降;随着压力的增加,接头强度先上升到最大值后有所下降。实验证明,压力在2MPa左右比较适合钎焊。采用Ag-Cu-Zn-Cd钎料进行超声辅助WC-Co/BeCu电阻钎焊时,钎缝组织由富Cu、Zn的α相和富Ag、Cd的β相以及在β相中析出的少量α1相组成,其中α相在钎缝中以球状形式存在,而β相以分枝状并包围着α相存在。铍铜软化的最主要原因是其在受热回复过程中γ相重新溶入到Cu中和晶粒变粗,降低晶界强化作用。受热温度越高,时间越长,铍铜软化越严重。经实验证实,采用大电流短时间快速加热的方式进行超声辅助WC-Co/BeCu电阻钎焊时获得比较理想的接头剪切强度和铍铜的硬度。采用电流I=1.5(设备参考相对量),时间t=1s进行实验时获得的接头平均剪切强度为241MPa,铍铜在软化最严重的钎焊中心位置硬度为185HV,其软化范围约为2mm。