添加Ag中間層的TC4與OFC擴散焊接研究.pdf

1、鈦合金具有高比強度、斷裂韌性、優(yōu)良的耐腐蝕性能等特征。銅也具有優(yōu)良的導電導熱、耐腐蝕、韌性和較高的強度，鈦合金和銅的焊接將普遍應用于航空、核能、電子及化學領域，因此鈦合金和銅的擴散焊接研究具有現(xiàn)實意義。 本文添加Ag中間層對Ti-6Al-4V鈦合金(TC4)和無氧銅(OFC)進行真空擴散焊接，Ag 中間層的添加方式為兩種：一是以 Ag 箔的形式添加，二是以磁控濺射銀膜的形式添加。在不同的焊接溫度和保溫時間下進行焊接實驗，研究焊接

2、工藝參數(shù)對焊接接頭微觀結(jié)構(gòu)和力學性能的影響。利用FESEM、EDS 和TEM 分析焊接接頭的微觀結(jié)構(gòu)，利用力學性能測試表征焊接接頭的拉伸強度，利用FESEM、EDS和XRD檢測拉伸斷口的形貌和物相組成。 Ag箔中間層的添加阻止了Cu-Ti化合物的生成，在TC4/Ag foil界面生成了AgTi化合物，而在Ag foil/OFC界面生成了Ag-Cu固溶體。TC4/Ag foil/OFC焊接接頭的拉伸強度隨著焊接溫度或保溫時間的增加

3、先上升后下降。當焊接溫度為700 ℃，保溫時間為2.0 h，以及壓力為10 MPa時，焊接接頭的拉伸強度達到最大值為161.9 MPa；此時，焊接接頭的拉伸破壞方式為韌性斷裂，斷裂處為Ag foil/OFC界面。當焊接溫度為800 ℃時，焊接接頭的斷裂呈脆性，這是因為焊接溫度過高，基體元素相互擴散形成 CuTi、Cu3Ti2等金屬間化合物。本文對Ti/Ag foil/OFC焊接接頭也進行了對比研究，與Ti/Ag foil/OFC焊接接頭

4、進行比較，TC4/Ag foil界面的化合物層厚度較薄。因此，TC4中的合金元素Al和V抑制了Ti與Ag的相互擴散。 Ag膜的添加進一步降低了焊接溫度，但維持了較高的焊接強度。在TC4/Ag film界面觀察到了Cu2Ti (ss, Ag)和Cu4Ti3(ss, Ag)金屬間化合物。Ag film/OFC界面無化合物產(chǎn)生，而是形成了Ag-Cu固溶體。TC4/Ag foil/OFC焊接接頭的拉伸強度隨著焊接溫度或保溫時間的增加先上

5、升后下降。當焊接溫度低至550 ℃，保溫時間為1.5 h，以及壓力為10 MPa時，焊接接頭的拉伸強度取得最大值為150.7 MPa。此時，焊接接頭的拉伸斷裂發(fā)生在Ag film/OFC界面。當焊接溫度或保溫時間繼續(xù)增大，拉伸斷口轉(zhuǎn)移到TC4/Ag film界面，這是由于此界面的Cu2Ti (ss, Ag)和Cu4Ti3(ss, Ag)金屬間化合物長大，降低了焊接接頭的韌性。
　　與添加Ag箔中間層相比，Ag膜結(jié)構(gòu)較為疏松，OF