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重型腳輪北京現場去膜過程
作者:腳輪 來源:www.gzszmw.cn 點擊數: 更新時間:2019年08月15 【字體:

 重型腳輪北京現場去膜過程

通過超聲焊頭直接激勵固態母材的方式,本文應用超聲功率500W超聲頻率30Hz超聲波釺焊機。經輔助加熱裝置240℃恒溫加熱,實現大氣環境無釺劑使用條件下Sn-3.0A g-0.5CuSA C305釺料超聲輔助釺焊Cu連接過程。控製超聲振幅和超聲作用時間,重型腳輪借助不同超聲作用時間的金相照片或掃描電鏡照片,觀察銅基板表麵的超聲去膜現象,分析廣州地鐵穿線專用鋼管的去膜機製;同時,觀察隨超聲作用時間增加的焊點釺料組織演變及界麵連接層的形貌變化,分析組織及形貌演變原因。研究發現:1.超聲波沿厚度為0.5mm銅基板橫向轉播的過程中,

     距離中心施焊位置012mm圓周範圍內,超聲作用效果隨距離增加呈現先增強再減弱的趨勢,確定距離中心施焊位置8mm處為最佳施焊位置。2.小振幅(20%)作用下,重型腳輪隨著超聲作用時間的延長焊點釺料中的1β-Sn初晶相在超聲空化效應作用下出現明顯晶粒細化現象;而釺料共晶區中Ag3Sn則發生粗化,由超聲作用2s時的尺寸約0.4μm顆粒狀Ag3Sn演變為10時的尺寸約為3μm片狀Ag3Sn同時Cu6Sn5由2s時的短棒狀演變為10時的晶須狀,且數量明顯增多,超聲作用15時晶須狀共晶組織占釺料比例的50%。3.超聲作用時間的延長可以促使釺料在母材表麵進行潤濕鋪展。超聲波振幅對鋪展係數的影響最為明顯,大振幅超聲作用下,釺料可在短時間內鋪展潤濕母材基板。超聲輔助釺焊SA C305釺料/Cu過程中,可以在界麵邊緣潤濕角大於900情況下獲得良好的廣州地鐵穿線專用鋼管去膜和釺料的潤濕,並在界麵形成連續的金屬間化合物連接層。隨著超聲作用時間的延長,潤濕角呈逐漸減小的趨勢。超重型萬向腳輪SA C305/Cu焊點界麵,超聲作用1-10內,去膜過程中由於母材和氧化膜發生塑性變形而發生弧狀凹坑,凹坑隨時間的延長發生橫向擴展,期間凹坑深度一般維持在5-10μm左右無明顯增加;但隨後的10-15超聲作用期間,釺料/母材界麵向銅內部遷移明顯,凹坑深度接近20μm5.由焊點界麵隨超聲作用時間的演變過程,總結SA C305釺料/Cu母材的氧化膜破除主要包括四個階段:第一階段:超聲空化作用下,銅基板表麵部分區域的氧化膜及其下方一定體積內的銅金屬受迫變形出現弧狀凹坑,凹坑內部母材與氧化膜之間出現裂紋,隨後氧化膜在凹坑最底端發生斷裂產生缺口;第二階段:熔融釺料進入缺口與Cu接觸,並沿著Cu表麵裂紋橫向滲入,使凹坑表麵氧化膜浮起;第三階段:鋪展過程繼續進行使弧狀凹坑橫向尺寸增加,漂浮在熔融釺料中的氧化膜在持續的超聲作用下發生破碎,弧狀凹坑與釺料的直接接觸界麵形成金屬間化合物連接層;第四階段:破碎的氧化膜隨液態釺料的流動熔入釺料中,弧狀凹坑橫向合並生長,界麵上不再存在氧化膜覆蓋區且形貌趨於平緩,完成去膜過程。

 

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