Quality analysis of welded and soldered joints of Cu-Nb microcomposite wires

Abstract

Quality analysis of welded and soldered joints of Cu-Nb microcomposite wires has been performed. Quality and mechanical characteristics of joints as ultimate tensile stress limit and elongation at break were measured with an universal testing machine and controlled visually using an optical microscope. Two wires joints were soldered with silver and copper solders and put into steel and copper sleeve respectively. Another two wires joints were soldered with silver solder and welded without any reinforcement. Joints soldered with the silver solder and steel sleeve have demonstrated the best mechanical characteristics: ultimate tensile stress limit of 650 MPa and elongation at break of 0.85 %. Joints soldered with the copper sleeve have no advantages comparing with the soldered butt joint. Ultimate tensile stress limit and elongation at break were in 300 MPa – 350 MPa and in 0.35 % – 0.45 % ranges respectively. Two welded joints had ultimate tensile stress limit of 470 MPa and elongation at break of 0.71 %. In all joints the microstructure of Nb filaments was destroyed and mechanical properties have been specified by mechanical strength of copper and sleeve materials only.

Šiame darbe tiriamos Cu-Nb mikrokompozicinių laidininkų virintinės ir lituotinės jungtys. Kokybė ir svarbiausios jungčių mechaninės savybės, tokios kaip stiprumo riba ir santykinis pailgėjimas, buvo nustatytos tempimo bandymais ir mikroskopine analize. Keli laidininkai buvo lituoti sidabro ir vario lydmetaliais bei sustiprinami plieninėmis ir varinėmis movomis. Kiti laidininkai buvo lituoti sidabro ir vario lydmetaliais, nenaudojant jokio sustiprinimo. Jungčių, lituotų su sidabro lydmetaliu ir plienine mova, mechaninės savybės buvo pačios geriausios: stiprumo riba siekė 650 MPa, o santykinis pailgėjimas – 0,85 %. Jungtys, lituotos su vario lydmetaliu ir varine mova, neturėjo jokių pranašumų palyginti su jungtimis be sustiprinimo. Jų stiprumo riba siekė 300 MPa – 350 MPa, o santykinis pailgėjimas – atitinkamai 0,35 % –0,45 %. Virintinių jungčių stiprumo riba siekė 470 MPa, o santykinis pailgėjimas – 0,71 %. Visų jungčių mechaninės savybės buvo blogesnės nei Cu-Nb laidininko dėl Nb gyslelių struktūros pažeidimo. Todėl jungčių mechaninės savybės buvo sąlygojamos vario, lydmetalio ir armuojančiųjų movų medžiagos stiprio.