925银和铜的扩散焊研究(附件)【字数：14533】
现代热切割工艺方法主要分为三种:火焰加热切割、等离子切割、激光切割。火焰切割适用于厚板材，并且对切割质量和精度要求不高的材料，但是火焰切割设备便宜，操作简便，适用范围广。激光切割只能用于比较薄的板材，而且设备一次性投资很大，生产成本很大，但是激光切割精度很高可以达到0.05mm，有些甚至可以达到0.02mm左右，所以对于切割质量要求很高的材料，激光切割是很好的方法。而等离子切割质量介于火焰切割和激光切割之间，切割精度比火焰 切割高很多，稍低于激光切割，并且等离子切割设备较为便宜，可以带来更好的社会经济效益。等离子切割是现在用途最广泛的切割方法。但是根据现在的了解等离子切割机的平均使用寿命都不是很长，使用效率都不是很高，给现代生产带来了不小的困难。等离子切割机的使用寿命主要和等离子电极的发射体的寿命有关。之前发射体大都是金属铪和铜通过焊接起来的，使用效率都不是很好。本次实验采用纯铜和925银的扩散焊作为发射体，用4组试样，分别在760度下保温0.5h，1h，2h，4h。然后通过观察焊缝处的晶像组织，测试焊缝处的剪切强度，再用扫描电子显微镜和能谱仪测试焊缝处的成分进行分析，探索扩散焊能否实现925银和铜的连接，最后找到一条最好的加工工艺方法。根据实验结果表明，扩散焊可以实现925银和铜的连接，并且焊接界面的强度随着保温时间的提高而提高关键词扩散焊；等离子切割；力学性能；组织成分分析
目录
第1章绪论 1
1.1扩散焊 1
1.1.1扩散焊的原理 1
1.1.2扩散焊的影响因素 2
1.1.3扩散焊的优缺点 3
1.1.4扩散焊的应用 4
1.2空气等离子切割 5
1.2.1空气等离子切割原理 5
1.2.2空气等离子切割技术的应用 6
1.2.3影响空气等离子使用效果的主要因素 7
1.2.4空气等离子切割电极使用寿命的影响因素 7
1.3本课题实验材料的研究现状 9
1.3.1 925银 9
1.3.2铜 9
1.3.3铜及铜合金焊接的常用焊接方法： 10
1.3.4铜的焊接性 11
1.4本课题的研究意义 12< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
br /> 第2章实验材料和方法 14
2.1 实验材料 14
2.1.1母材及试件 14
2.2实验设备 14
2.2.1扫描电镜 14
2.2.2超景深数码显微镜 15
2.2.3电子万能试验机 16
2.2.4能谱仪 16
2.3实验方法 17
2.3.1保温时间与温度 17
2.3.2扩散焊焊缝组织分析 18
2.3.3焊缝成分分析 18
2.3.4剪切性能试验 18
第三章实验结果与分析 20
3.1实验结果 20
3.1.1超景深数码显微镜金相 20
3.1.2剪切性能测定结果 20
3.1.3扫描电子显微镜和能谱仪结果 21
3.2实验结果分析 23
结论 25
致谢 26
参考文献 27
绪论
1.1扩散焊
扩散焊是将焊件窃密贴合，在一定温度和压力下持续一定时间，让接触面之间的原子互相扩散导致连接的焊接方式。导致扩散焊过程和接头质量不同的关键因素是温度，压力，扩散所需时间和表面粗糙度。在一定范围内焊接温度越高,原子扩散必然更加快。焊接温度通常为材料熔点的0.5～0.8倍，通常在0.7倍的时候效果最好。依据材料种类以及对接头质量的需求，扩散焊能在溶剂、真空、保护气体下进行，其中以真空扩散焊应用最为广泛，这是由于在真空情况下，焊接的时候焊接位置的保护气体会被吸进真空中。为了加快焊接过程、让焊接表面粗糙度下降，达到要的要求或避免接头中出现有害的东西，必须在焊接的时候在表面加入特殊成分的中间层材料,其厚度大概在0.02毫米上下。扩散焊接产生的压力较小,工件不易产生宏观上的塑性变形，适用于焊后不再进行深加工的精密型零件。扩散焊可以用于与其他工艺联合所形成组合型工艺,如热耗扩散焊、粉末烧结扩散焊和超塑性成形扩散焊等。这些组合工艺不但能大为提高生产效率，而且能够解决单个工艺所不能完全解决的问题。例如超音速飞机上所使用的各种钛合金构件，就是应用超塑性成形扩散焊所制成的扩散焊的接头性能与母材合同，特别适用于焊接诸如异种石墨、多孔性烧结材料和陶瓷等非金属材料以及弥散强化的高温合金、金属基复合材料等金属材料。扩散焊早已经广泛应用于反应堆燃料部件、蜂窝结构板、静电加速管、各种叶轮、叶片、冲模、过滤管和电子元件等的加工。扩散焊是在一定温度和压力的时候将待焊物质的焊接表面相互连接，通过微观塑性变形产生相互表面接触或通过焊接面产生少量液相而扩大被焊接表面的物理接触，使两个表面距离达到(1~5)x108cm以内(这样原子间的引力才能起作用，才回形成金属键，再保持较长时间的原子相互间的扩散，相互渗透，来实现冶金连接的一种非常优秀的焊接方法。
1.1.1扩散焊的原理
扩散焊一般是指在一定的温度和压力条件下，被焊接表面相互接近相互碰触并且表面具有一定的压力，通过压力使局部产生微观塑性变形，或由于材料连接表面产生的瞬态液相而扩大被焊接表面的物理接触，接着经过很长时间的原子间相互渗透、相互扩散，形成冶金结合的焊接过程。扩散焊过程通常可分为三个阶段，第一阶段是物理接触，被焊接表面在压力和温度作用下，粗糙表面的微观凸起最先达到塑性变形，不断的压力的作用，使焊接接触面积范围变得越来越大，并紧密的接触，最后结果使整个面都有可靠有效的接触；第二阶段是接触面原子间的互相扩散和再结晶，形成牢固的结合层；第三阶段是在接触部分形成的结合层中，原子扩散渐渐向深扩散，形成有效的连接接头。这三个过程并不是完全分开的，而是相互交叉同时的进行，最后在接头连接位置由于扩散、再结晶等过程达成成冶金结合，它可以生成固溶体和共晶体，有时有可能形成金属间化合物，形成有效连接焊接，参数的选择就必须根据这些因素，最终得到综合力学性能良好的焊接接头接头。
1.1.2扩散焊的影响因素
1.温度。
扩散温度的高低影响被焊材料的屈服极限和原子的扩散过程，对消除间隙有着重要的作用，扩散温度的基本公式为T=(0.60.8)Tm，其中Tm被称为焊件材料中的最低熔点。促进原子扩散的最重要因素是温度，加热温度越高，原子扩散速度更加快。加热焊件能增加原子、离子分子的能量，从而加快扩散速度，但一旦温度过高，会使焊缝强度有所减少。所以，怎样选定最好的焊接温度，是提高焊缝强度的最重要的地方。
2.压力
目录
第1章绪论 1
1.1扩散焊 1
1.1.1扩散焊的原理 1
1.1.2扩散焊的影响因素 2
1.1.3扩散焊的优缺点 3
1.1.4扩散焊的应用 4
1.2空气等离子切割 5
1.2.1空气等离子切割原理 5
1.2.2空气等离子切割技术的应用 6
1.2.3影响空气等离子使用效果的主要因素 7
1.2.4空气等离子切割电极使用寿命的影响因素 7
1.3本课题实验材料的研究现状 9
1.3.1 925银 9
1.3.2铜 9
1.3.3铜及铜合金焊接的常用焊接方法： 10
1.3.4铜的焊接性 11
1.4本课题的研究意义 12< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
br /> 第2章实验材料和方法 14
2.1 实验材料 14
2.1.1母材及试件 14
2.2实验设备 14
2.2.1扫描电镜 14
2.2.2超景深数码显微镜 15
2.2.3电子万能试验机 16
2.2.4能谱仪 16
2.3实验方法 17
2.3.1保温时间与温度 17
2.3.2扩散焊焊缝组织分析 18
2.3.3焊缝成分分析 18
2.3.4剪切性能试验 18
第三章实验结果与分析 20
3.1实验结果 20
3.1.1超景深数码显微镜金相 20
3.1.2剪切性能测定结果 20
3.1.3扫描电子显微镜和能谱仪结果 21
3.2实验结果分析 23
结论 25
致谢 26
参考文献 27
绪论
1.1扩散焊
扩散焊是将焊件窃密贴合，在一定温度和压力下持续一定时间，让接触面之间的原子互相扩散导致连接的焊接方式。导致扩散焊过程和接头质量不同的关键因素是温度，压力，扩散所需时间和表面粗糙度。在一定范围内焊接温度越高,原子扩散必然更加快。焊接温度通常为材料熔点的0.5～0.8倍，通常在0.7倍的时候效果最好。依据材料种类以及对接头质量的需求，扩散焊能在溶剂、真空、保护气体下进行，其中以真空扩散焊应用最为广泛，这是由于在真空情况下，焊接的时候焊接位置的保护气体会被吸进真空中。为了加快焊接过程、让焊接表面粗糙度下降，达到要的要求或避免接头中出现有害的东西，必须在焊接的时候在表面加入特殊成分的中间层材料,其厚度大概在0.02毫米上下。扩散焊接产生的压力较小,工件不易产生宏观上的塑性变形，适用于焊后不再进行深加工的精密型零件。扩散焊可以用于与其他工艺联合所形成组合型工艺,如热耗扩散焊、粉末烧结扩散焊和超塑性成形扩散焊等。这些组合工艺不但能大为提高生产效率，而且能够解决单个工艺所不能完全解决的问题。例如超音速飞机上所使用的各种钛合金构件，就是应用超塑性成形扩散焊所制成的扩散焊的接头性能与母材合同，特别适用于焊接诸如异种石墨、多孔性烧结材料和陶瓷等非金属材料以及弥散强化的高温合金、金属基复合材料等金属材料。扩散焊早已经广泛应用于反应堆燃料部件、蜂窝结构板、静电加速管、各种叶轮、叶片、冲模、过滤管和电子元件等的加工。扩散焊是在一定温度和压力的时候将待焊物质的焊接表面相互连接，通过微观塑性变形产生相互表面接触或通过焊接面产生少量液相而扩大被焊接表面的物理接触，使两个表面距离达到(1~5)x108cm以内(这样原子间的引力才能起作用，才回形成金属键，再保持较长时间的原子相互间的扩散，相互渗透，来实现冶金连接的一种非常优秀的焊接方法。
1.1.1扩散焊的原理
扩散焊一般是指在一定的温度和压力条件下，被焊接表面相互接近相互碰触并且表面具有一定的压力，通过压力使局部产生微观塑性变形，或由于材料连接表面产生的瞬态液相而扩大被焊接表面的物理接触，接着经过很长时间的原子间相互渗透、相互扩散，形成冶金结合的焊接过程。扩散焊过程通常可分为三个阶段，第一阶段是物理接触，被焊接表面在压力和温度作用下，粗糙表面的微观凸起最先达到塑性变形，不断的压力的作用，使焊接接触面积范围变得越来越大，并紧密的接触，最后结果使整个面都有可靠有效的接触；第二阶段是接触面原子间的互相扩散和再结晶，形成牢固的结合层；第三阶段是在接触部分形成的结合层中，原子扩散渐渐向深扩散，形成有效的连接接头。这三个过程并不是完全分开的，而是相互交叉同时的进行，最后在接头连接位置由于扩散、再结晶等过程达成成冶金结合，它可以生成固溶体和共晶体，有时有可能形成金属间化合物，形成有效连接焊接，参数的选择就必须根据这些因素，最终得到综合力学性能良好的焊接接头接头。
1.1.2扩散焊的影响因素
1.温度。
扩散温度的高低影响被焊材料的屈服极限和原子的扩散过程，对消除间隙有着重要的作用，扩散温度的基本公式为T=(0.60.8)Tm，其中Tm被称为焊件材料中的最低熔点。促进原子扩散的最重要因素是温度，加热温度越高，原子扩散速度更加快。加热焊件能增加原子、离子分子的能量，从而加快扩散速度，但一旦温度过高，会使焊缝强度有所减少。所以，怎样选定最好的焊接温度，是提高焊缝强度的最重要的地方。
2.压力
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