大尺寸無氧銅軟導(dǎo)體分子擴(kuò)散焊原理及工藝研究.pdf

1、百萬千瓦級汽輪發(fā)電機(jī)用大尺寸無氧銅軟導(dǎo)體在長期工作過程中,受發(fā)電機(jī)震動、發(fā)熱等因素的影響,出現(xiàn)銅帶斷裂破損現(xiàn)象,嚴(yán)重影響發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性及其安全性能和使用壽命。本文針對無氧銅軟導(dǎo)體的銅帶斷裂破損問題,基于軟導(dǎo)體分子擴(kuò)散焊技術(shù),采用SPS熱壓燒結(jié)機(jī)對無氧銅軟導(dǎo)體分子擴(kuò)散焊技術(shù)進(jìn)行試驗(yàn)研究。
　　通過測試焊接接頭的拉剪力、表面硬度(HV)、導(dǎo)電率和變形量以及借助光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡(SEM)、能譜分析(EDS)等測試方法,分析了

2、不同工藝參數(shù)對接頭組織與性能的影響。通過與預(yù)置中間層(鍍銀層和BAg45CuZn釬料箔)無氧銅擴(kuò)散連接試驗(yàn)作對比,綜合評價(jià)了無氧銅軟導(dǎo)體分子擴(kuò)散焊接頭的焊接質(zhì)量以及無氧銅軟導(dǎo)體分子擴(kuò)散焊的可行性。
　　通過試驗(yàn)研究、分析了無氧銅軟導(dǎo)體分子擴(kuò)散焊接頭拉剪力、變形量、表面硬度、導(dǎo)電率與加熱溫度和保溫時(shí)間的關(guān)系,得出隨加熱溫度的升高,焊接接頭拉剪力、變形量和導(dǎo)電率均逐漸增大,表面硬度呈下降的趨勢。在加熱溫度940℃,保溫時(shí)間3min的條

3、件下,焊接接頭拉剪力可達(dá)到2.042KN,導(dǎo)電率達(dá)到101.85％IACS。隨保溫時(shí)間的延長,焊接接頭拉剪力增大,變形量變化無規(guī)律,表面硬度和導(dǎo)電率變化均不明顯。與焊前無氧銅帶材的導(dǎo)電率相比,焊后接頭的導(dǎo)電率降低了0.28％～3.43％。比較了無氧銅分子擴(kuò)散焊和預(yù)置中間層無氧銅擴(kuò)散連接接頭性能,得出當(dāng)加熱溫度較低時(shí),無氧銅分子擴(kuò)散焊接頭的拉剪力和變形量均低于預(yù)置鍍銀層和釬料箔無氧銅擴(kuò)散連接接頭的拉剪力和變形量;當(dāng)加熱溫度較高時(shí),無氧銅分

4、子擴(kuò)散焊接頭拉剪力接近預(yù)置鍍銀層和釬料箔無氧銅擴(kuò)散連接接頭的拉剪力,變形量小于預(yù)置釬料箔無氧銅擴(kuò)散連接接頭的變形量。在加熱溫度940℃,保溫時(shí)間3min的條件下,鍍銀無氧銅焊接接頭的拉剪力達(dá)到2.319KN,變形量達(dá)到8.6％;夾釬料箔無氧銅焊接接頭的拉剪力達(dá)到2.568KN,變形量達(dá)到15.4％。
　　試驗(yàn)結(jié)果表明,采用加熱溫度較高、焊接壓力較小、保溫時(shí)間較短的分子擴(kuò)散焊技術(shù)焊接無氧銅軟導(dǎo)體,可獲得接合強(qiáng)度較高,變形量較低的焊接