Al-12Si自钎剂钎料烧结温度对3003铝合金钎焊接头性能的影响
铝合金低温钎剂的研制和工艺性能研究毕业论文
目录摘要ⅠAbstractⅡ第1章绪论11.1课题背景11.2铝合金的性能和应用11.2.1 铝合金的性能11.2.2铝合金的应用11.3铝合金的钎焊21.4Z N-A L钎料21.5铝合金钎剂31.5.1铝用有机软钎剂31.5.2铝用反应钎剂31.6铝合金低温钎剂的研究现状41.6.1无机钎剂51.6.2有机钎剂71.7本文研究容7第2章材料和试验方法9 2.1试验主要仪器92.2试验材料92.3试验方法102.3.1氯化物钎剂的配制102.3.2软钎剂性能的试验方法112.3.3微观组织观察12第3章低温钎焊用钎剂研究14 3.1钎剂组分的性质与确定143.1.1钎剂基本组元的选取143.1.2去膜组元的选取153.1.3活性组元的选取163.2钎剂含量对钎焊性能的影响173.2.1基本组元含量对钎焊性能的影响173.2.2去膜组元含量对钎焊性能的影响193.2.3活性组元ZnCl含量对钎焊性能的影响2223.2.4小结253.3界面的微观组织分析253.4钎料铺展后的组织263.5缺陷分析273.6本章小结28第4章工艺参数对钎剂的工艺性能的影响30 4.1温度的影响304.2时间的影响324.3本章小节34结论30致错误!未定义书签。
参考文献31文献综述40摘要本文主要针对铝合金低温钎焊的要求，研究了钎剂的配方与其工艺性能。
通过不同比例的钎剂配方，采用Zn-Al钎料，测试了钎料在LY12铝板上的铺展面积和润湿角。
改变加热温度和保温时间，考察了时间和温度对钎料润湿性的影响。
成分不同的氯化物钎剂的铺展面积和润湿角各不一样，在所测试的钎剂中，当NHCl4含量为90%，钎焊温度为390℃时，综合性较好。
此时含量为8%、NaF含量为2%和ZnCl2Cl的含钎料铺展面积为1100mm2左右，润湿角为7°左右。
从显微组织中可以看出，NH4含量为90%，此时的氧化膜残留最少，钎料与母材基量在8%时，NaF含量为2%和ZnCl2本达到冶金结合；并且其反应温度与钎料的熔点最为接近。
Al-Si-Cu-Zn钎料钎焊3003铝合金的接头组织及力学性能
Al-Si-Cu-Zn钎料钎焊3003铝合金的接头组织及力学性能李小强;肖晴;李力;屈盛官【摘要】采用自制的Al-Si-Cu-Zn钎料对3003铝合金进行钎焊实验,利用X射线衍射、扫描电镜、能谱仪对接头微观组织和断口进行分析,并研究了钎焊温度对接头组织和性能的影响.结果表明:在540～580℃保温10min工艺下钎焊3003铝合金,均可获得良好的钎焊效果.钎焊接头均由钎缝中心区的α(Al)固溶体、θ(Al2Cu)金属间化合物、细小Si相和AlCuFeMn+ Si相,两侧扩散区的α(Al)固溶体与元素扩散层以及母材组成;钎焊接头室温剪切断裂于扩散区齿状α(Al)/钎缝中心区的交界面,断口主要呈脆性解理断裂特征.随着钎焊温度的升高,扩散区的α(Al)固溶体晶粒长大,接头结合界面犬牙交错;当钎焊温度为560℃,保温10min时,接头的室温抗剪强度达到最大值92.3MPa,约为母材强度的62.7％.【期刊名称】《材料工程》【年(卷),期】2016(044)009【总页数】6页(P32-37)【关键词】铝合金;钎焊;铝基钎料;接头组织【作者】李小强;肖晴;李力;屈盛官【作者单位】华南理工大学国家金属材料近净成形工程技术研究中心,广州510640;华南理工大学国家金属材料近净成形工程技术研究中心,广州510640;华南理工大学国家金属材料近净成形工程技术研究中心,广州510640;华南理工大学国家金属材料近净成形工程技术研究中心,广州510640【正文语种】中文【中图分类】TG454铝合金由于密度小、力学性能良好、成形性能优异等优点，被广泛应用于航空航天、汽车、机械等行业[1,2]。
钎焊作为一种传统的连接技术，可以使被连接件的变形控制在极小的范围内，从而为结构复杂的铝合金制件的连接提供技术支撑。
铝合金目前常用的钎焊方法有火焰钎焊、气体保护钎焊和真空钎焊[3-5]。
火焰钎焊简便灵活，适用于小尺寸构件，但是加热过程中温度不易精确控制，难以保证接头质量，甚至可能烧坏被焊工件。
退火温度对3003铝合金板材组织和性能的影响_郑玉林
（ 2） 铸造过程中使用在线除气及过滤装置等措 施，减少了熔体内的气体及夹杂物含量，提高了熔体 的内部质量，解 决 了 以 前 该 规 格 铸 锭 内 部 质 量 不 合 格的问题。
参考文献：
［1］ 周家荣． 铝合金熔铸生产技术问答［M］． 北京： 冶金工业出版社，2008： 195 － 208．
ห้องสมุดไป่ตู้
（ 上接第 40 页） 低，形核驱动 力 和 析 出 相 较 少，形 核 较 少，主 要 是 晶 粒长大的过程，同时晶粒长大驱动力也相对较小，不 足以吞噬所 有 小 角 度 晶 界，部 分 晶 粒 内 存 在 大 量 小 角度晶界； 退火温度继续升高，形核驱动力增大，新 形核数量增 多，大 晶 粒 逐 渐 吞 噬 亚 晶 和 新 形 核 的 小 晶粒，形核驱动力增加趋势大于晶粒长大驱动力，而 且在温度升高到 480℃ 时，由于晶粒转动和协调变形 等，可 能 导 致 再 结 晶 织 构 的 种 类 和 含 量 不 同［5］，到 480℃ 后晶粒有所减小而伸长率达到最大，屈服强度 和抗拉强度趋于稳定，达到完全再结晶状态； 温度继 续升高，形 核 停 止。 由 于 温 度 较 高，晶 粒 继 续 长 大， 所有 小 角 度 晶 粒 基 本 上 被 吞 噬 掉，伸 长 率 相 对 于 480℃ 时的低。
（ Guangxi Alnan Aluminum Fabrication Co． ，Ltd． ，Nanning 530031，China ）
Abstract： Mechanical properties of hardness，tensile and cup drawing were tested on 3003
图 1 3003 铝合金板材硬度随退火温度变化曲线 Fig． 1 Hardness curve of 3003 aluminum alloy sheet changing with annealing temperature
工艺参数对3003铝合金组织与 性能的影响
Material Sciences 材料科学, 2018, 8(5), 603-608Published Online May 2018 in Hans. /journal/mshttps:///10.12677/ms.2018.85071Effect of Process Parameters onMicrostructure and Properties of 3003Aluminum AlloyYitan Wang1, Qingsong Dai1,2, Ping Fu1, Mingwei Zhao11Guangxi Liuzhou Yinhai Aluminum Co., Ltd., Liuzhou Guangxi2School of Materials Science and Engineering, Central South University, Changsha HunanReceived: May 4th, 2018; accepted: May 20th, 2018; published: May 29th, 2018AbstractTaking 3003 aluminum alloy as the research object, the effects of cold rolling rate and annealing temperature on the microstructure and properties of the sheet were studied. The results show that the work hardening of 3003 alloy sheet is significant. With the increasing of cold rolling de-formation, the tensile strength and yield strength of alloy plates increase gradually, while the elongation decreases. And during the annealing of the finished product, recovery and recrystalli-zation occur within the alloy. As the annealing temperature increases, the tensile strength and yield strength gradually decrease, and the elongation gradually increases.Keywords3003 Aluminum Alloy, Cold Rolling Deformation, Annealing Temperature, Microstructure andProperties工艺参数对3003铝合金组织与性能的影响王绎潭1，戴青松1,2，付平1，赵明伟11广西柳州银海铝业股份有限公司，广西柳州2中南大学材料科学与工程学院，湖南长沙收稿日期：2018年5月4日；录用日期：2018年5月20日；发布日期：2018年5月29日王绎潭 等摘要以3003铝合金为研究对象，研究了冷变形量及退火温度等因素对3003铝合金板材组织与性能的影响。
动力电池用3003铝合金中间退火工艺研究
0前言3003铝合金以Al 和Mn 为主要的合金元素，含有少量的Cu 和Zn 元素，由于它不能热处理强化，故主要是通过冷加工提高其力学性能[1]。
3003铝合金属于变形铝合金，质量轻、延展性好，具有良好的成形性、耐腐蚀性、优良的导电导热性和焊接性能等优点，被广泛应用于能源、航空航天、建筑、电子、汽车等多个领域[2-3]。
3003铝合金常用铸轧法生产，该方法投资较小、流程短、效率较高[4]。
但铸轧时冷却速度过快，易造成Mn 元素扩散慢，致使合金存在晶粒粗大、组织不均匀、强度低以及塑性较差等问题[5]，在后续加工过程中易裂开，综合性能差，无法达到对材料日益提高的要求。
尤其是近几年新能源领域的快速发展，更是给铝合金材料的生产带来巨大挑战[6]。
针对上述问题，此文对3003铝合金中间退火工艺进行研究，使合金组织更加均匀、晶粒更加细小，提高材料的力学性能，满足目前高端铝合金发展的需求，为工业化生产提供一定的参考。
1试验材料及方法1.1试验材料试验选用3003铝合金铸轧坯料，坯料经冷轧后厚度为2mm ，其化学成分如表1所示。
表13003铝合金坯料的化学成分（质量分数/%）合金3003Fe 0.28Si 0.6Mg ≤0.05Mn 1.32Cu 0.18Zr 0.12Al 余量1.2试验方法取5块上述铝合金坯料，规格为2mm×150mm×200mm ，在SRJX-4-13高温箱式电阻炉中进行中间退火，退火温度分别为325、355、385、415和450℃，升温速度为10℃/min ，保温2h ，然后取出空冷。
对上述退火后样品进行磨抛、腐蚀，然后用4XC-PC 型光学显微镜观察样品的显微组织。
在HBRVU-187.5型号布洛维氏光学硬度计上测量样动力电池用3003铝合金中间退火工艺研究黄洋宝，陆家升，刘莹（梧州学院机械与资源工程学院，广西壮族自治区梧州543002）摘要：利用万能试验机、光学显微镜及硬度计等设备，对铸轧态3003铝合金的中间退火工艺进行了研究。
焊接材料及工艺对铝合金焊接性能的影响
焊接材料及工艺对铝合金焊接性能的影响摘要：近几年来，随着水利工程和智能控制的快速发展，建筑机械产品逐渐走向专业化、多样化，简约化、量化，知识型、知识型。
建筑机械的质量和基本技术依赖于单个系统和大型结构的生产能力，与焊接结构，焊接技术，特别是焊接材料的发展，焊接设备和工艺管理模式密切相关。
关键词：工程机械；结构；工艺技术引言影响焊接产品质量的因素很多，焊接产品的最终产品可能不同于相关标准和使用要求。
焊装制品的经济效益与原设计要求相差较大，焊接技术的应用直接关系到大型金属结构的生产安全和产品的使用寿命。
焊接模具的工艺使用不当，会引起产品焊接模具结构的改变。
对焊接结构质量应采取有效的控制措施，为避免焊接质量问题的发生，本文对此问题的焊接改造控制工艺进行了研究和补充。
一、铝合金焊接材料对焊接性能的影响铝型材焊接材料的物理化学性能直接影响着焊接材料和焊接金属的物理、化学性能，优化焊接材料的性能至关重要。
MIG焊和 TIG焊是目前铝合金最常用的焊接方法。
保护气及焊丝是铝合金的重要焊接材料，铝合金的焊接性能受焊接材料的影响。
1.焊丝的选择选用铝及铝合金焊丝时，不仅要考虑良好的焊接工艺，还应根据接头结构要求，考虑其拉伸强度和塑性(弯曲试验)。
铝合金中镁含量大于3%时，应满足抗冲击性能要求，焊接材料的耐蚀性应达到母材高度或焊缝高度。
因此，选择焊丝时应遵循以下原则：纯铝焊丝的纯度一般不低于母材；铝合金焊丝的化学成分一般或类似母材；铝合金中抗腐蚀元素(镁、锰、硅等)的含量一般不低于母材；不同铝材的焊接温度比对铝不敏感材料的焊接温度高。
必须选用高强度母材的焊丝；不耐腐蚀(经热处理强化的铝合金)的高强度铝合金可以选用不同成分的焊丝，例如抗裂性好的盐酸焊丝。
推荐5,6,7系列母材ER5356焊丝型号为：/AlMg或er5087/almg4.5mnzr7。
两种材料均具有良好的抗裂强度和抗裂孔隙，并具有良好的强度性能。
选用焊丝规格时，首选大直径焊丝。
【2】钎焊温度和钎料包覆率对铝合金熔蚀的影响_麦小波
Ab stract:The influence of brazing tem pera ture and cladding ra tio of fillerm e tals on brazing qua lity of alum inum oil coo l-
er fo r au tom obile engine w as researched.The brazing w e ld m icrostructu re w as ana lyzed by optica l m eta llograph ic m icroscope.The results show that w ith the increased brazing tem perature from 595℃ to 615℃, the m e lting erosion rate increa-
由以上分析可以得出 , 随钎焊温度和钎料包覆率
和 16%时 , 钎焊焊缝的形貌见图 4c、图 5a和图 5b。 从 降低 , 熔蚀减轻 , 虚焊率增加 。 反之 , 熔蚀增加 , 虚焊率
图 4c来看 , 钎料包覆率 8%时 , 熔蚀率为 25%, 大量 α- 减小 。综合考虑熔蚀和虚焊两个方面的要求 , 最高钎
油冷器是冷却汽车发动机机油或润滑油的热交换 装置 。 其中铝油冷器质量轻 , 比强度高 , 换热率高 , 耐 腐蚀 , 已在欧美国家得到广泛采用 。 而国产汽车仍以 铜和不锈钢热交换器为主 , 铝化率较低 [ 1] 。 铝油冷器 的焊接通常采用连续炉气体保护钎焊[ 2 ～ 4] , 目前存在 的主要问题是熔蚀 。 熔蚀导致产品产生凹坑 , 严重时 甚至将产品熔穿 , 后果严重 , 因此控制熔蚀具有重要意 义 。钎焊温度和钎料包覆率是影响铝合金熔蚀的重要
烧结温度对自钎剂钎料性能的影响
２ ． １ 钎 料润 湿性 测试 结果 及分 析
将 不 同烧结 温度 下 Ａ １ ． １ ２ Ｓ ｉ 自钎 剂 钎 料 在 ３ ０ ０ ３铝
ｈ
＝
（
＋
２
２
（ １ ）
２
２
２
鼹
∞
式 中： ｐ 为终极 密度 ； 为材 料 的表 面 张力 ； 为 对 应 于
（ ４ ２ ０～ ４ ６ ０ ｏ Ｃ） 的提 升 ， 增 大 了 自钎 剂 钎 料 环 的致 密
度， 钎料 的比表面积减小 ， 使得润湿过程 中钎料氧化程
度减 小 ， 钎料 的铺 展 面积增 大 ； 烧 结 温度 再 次 增 大 （ ４ ６ ０
～
５ ０ ０℃ ） 后， 过 高 的烧 结 温 度 使 得 一 部 分 Ｎ ｏ ｃ ｏ ｌ ｏ ｋ钎
合金 表 面上 的润 湿 试 样 和 已知 面 积 的 参 考 物 拍 照 ， 利 用Ａ ｕ ｔ ｏ Ｃ Ａ Ｄ计 算 其 面 积 如 图 ２所 示 。 由 图 ２可 以 看
出， Ａ １ ． １ ２ Ｓ ｉ 自钎剂 钎料 的润湿性 能 与烧结 温度 有 关 ， 其
致 密材 料球 壳 的单 位 体 积 内的孔 隙数 ； Ｒ 为 材料 的屈
剂 失去活 性 ， 钎料 的铺 展面 积 随之减 小 。
温度 ７ ｙ ℃
图３ Ａ １ — １ ２ Ｓ ｉ 自钎剂 钎料 的密度
钎 料 的致 密 度 增 大 导 致 钎 料 的 显 微 硬 度 随 之 增
温 度 ℃
大， 钎料 的显 微硬 度变 化如 图 ４所示 。 ２ ． ３ 显 微组 织分 析 图 ５是 Ａ １ ． １ ２ Ｓ ｉ自钎 剂钎 料 环 在不 同烧 结 温 度 下
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进行 了研究 。结果表 明 ： 在烧结 温度 为 ４ ６ ０℃时 ， 自钎剂钎料钎 焊 ３ ０ ０ ３ 母 材 的接头抗 拉强度达 到最大值 ６ ７ Ｍ Ｐ ａ ； 自钎剂钎料钎焊接头截 面上 的显微硬度分布不均匀 ， 且 钎缝 的整 体显微 硬度高 于两侧母材 的显微硬度 ； 烧结 温度
大于 ４ ４ ０℃的钎料 的钎 焊接 头均匀饱满 ， 钎料扩散较 为充分 ， 钎缝 中心处 主要是 由 — Ａ １ 固溶体 和树枝状 、 针状 ｓ ｉ
相组成 。
关键 词 ： 自钎 剂 钎 料 中 图分 类 号 ： Ｔ Ｇ ４ ２ ５
铝硅合金
钎焊
力 学 性 能 能都 极佳 ， 特 别 是 这 系钎 料 可
６ ０ ｍｍ× ３ ０ ｍｍ×１ ． ５ ｍｍ。用 三氯 乙烯 （ 或丙 酮 ） 去 除 母 材表 面油 污 后放 人 １ ５ ％的 Ｎ ａ Ｏ Ｈ溶 液 中清洗 １ ５ Ｓ ，
５ ８
２ ０ １ ３年第 ４期
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陈伯蠡． 焊 接工程缺欠分析与对策 ［ Ｍ］ 北京 ： 机械 工业 出
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生产应用 ｒ 蜉
织与性能 的影 响［ Ｊ ］ ． 北京 工业大学学 报 ， ２ ０ ０ ６ ， ３ ２ （ １ ２ ） ：
ｌ １ ４ ８一ｌ １ ５ １ ．
刘志杰 ， 康
慧， 曲
平． Ｌ Ｆ ２ １铝合金真空钎 焊用铝基钎
［ １ ２ ］ 张福礼 ， 李晓延 ， 王 志升 ， 等． 新型 Ａ １ － ｓ ｉ — ｃ ｕ — Ｇ ｅ系钎料 研 究［ Ｊ ］ ． 电子工业技术 ， ２ ０ ０ ５ ， ２ ６ （ ２ ） ： ６ ８ —７ ０ ． ［ １ ３ ］ 刘相法 ， 费振义 ， 乔进 国 ， 等． Ａ ｌ — ｓ ｉ 合金 中 ｓ ｊ 相的 团聚化
弯性 能 ， 加 之价格 便 宜 ， 受 到人们 的广泛 青 睐。 １ ９ ５ ６年美 国上 市商 品化 的药 芯 焊 丝 ＿ ４ Ｊ ， 极 大 程 度 地 简化 了钎 焊工 艺 。 随着 自钎 剂 钎 料 的发 展 ， 人 们 开 始考 虑在 汽车 空调 、 冰箱制 冷 、 散 热 器等 行 业 的铝 管 焊 接使 用环状 自钎 剂钎 料 的可 行 性 。针对 现 阶段 在 铝 管
１ 试验 材料 、 方法及 设备
晶点温度 ５ ７ ７℃ ） ， 该 系 合 金 具 有 良好 的 润湿 性 能 ， 钎 焊 接头具 有 优 良的抗 腐蚀 性 能 ， 且 钎 料 具有 一 定 的 塑
性， 可 以加工 成丝 和片 等 ， 是 应用 最 广 的钎 料 之一 。实
试验 所用 母材 为 ３ ０ ０ ３铝合 金 ， 母材 有 关 的性 质 见表 １ 。钎 料 为 热 压 烧 结 制 备 的 Ａ １ — １ ２ Ｓ ｉ自钎 剂 钎 料 环， 其中Ｎ ｏ ｃ ｏ ｌ ｏ ｋ钎 剂 １ ２ ％（ 质量 分数 ） 。
研究 ［ Ｊ ］ ． 铸造 ， ２ ０ ０ ３ ， ５ ２ （ ８ ） ： ５ ３ ８— ５ ４ １ ．
料的研究 ［ Ｊ ］ ． 航天制造技术 ， ２ ０ ０ ５ （ ５ ） ： ｌ ３—１ ５ ． 于文化 ， 朱 颖， 康 慧， 等． Ａ ｌ — ｓ ｉ — ｃ ｕ — Ｎ ｉ 低熔点钎料 中合 金 元素对其性能 的影响 ［ Ｊ ］ ． 焊接 ， ２ ０ ０ ２ （ １ １ ） ： ２ ｌ 一 ２ ４ ．
践证明， 此共 晶钎 料无论 是 钎 焊性 、 强度 和母 材 色 泽 一
表１ ３ ０ ０ ３铝合金的有关性质
钎 焊 接头力 学性 能试 验按 照 Ｇ Ｉ ３ ／ Ｔ Ｉ １ ３ ６ ３ －２ ０ ０ ８
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３—０ １ —１ ６
《 钎焊接头强度试验方法》 进行 。对接接头试板尺寸为
俘 慈 生产应用
Ａ Ｉ ． １ ２ Ｓ ｉ自钎 剂 钎 料 烧 结 温 度 对 ３ ０ ０ ３铝 合 金 钎 焊 接 头 性 能 的 影 响
郑 州机械 研 究所 新 型钎 焊材 料 与技 术 国家重点 实验 室（ ４ ５ ０ ０ ０ １ ） 李 秀朋
裴 夤鲞
摘要
龙伟 民
吕登 峰
采用热压烧结法制备 了 Ａ １ ． １ ２ Ｓ ｉ 自钎剂钎料 ， 对不 同烧结温 度下钎料 的钎焊接 头力学性 能和显微组 织
以进 行变 质处 理 ， 大 大 增 加 了钎 料 和 焊缝 的韧 性 和 折
地壳 中平均含 铝 量 为 ８ ． ０ ％， 仅 次 于 氧 和硅 ， 但 超 过 了铁 （ ５ ． ８ ％） ， 是地 球 上储 量最 多 的金属 元 素 Ｊ 。铝 及其合 金 由于密度小 、 可强化 、 塑性好 、 抗腐蚀 性强 、 热 导
等 方面 。 目前 钎焊 铝合 金 主要采 用 Ａ １ — １ ２ Ｓ ｉ 钎料 （ 共
切环 或挤压 一拉丝 一 制环 ， 存 在着 产 品 活性 低 、 生 产周 期长 、 生产 效率低 等 问题 ， 采 用热 压烧 结 的方法 一 次成 形 自钎剂 铝焊 环 Ｊ ， 大 大 简 化 铝 焊 环 制 造工 艺 的 基 础 上， 提高 了生产效 率 和灵活性 。
焊接 所需 环状 Ａ ｌ — Ｓ ｉ 钎 料 的生 产 工 艺 主要 采 用 挤 压一
率和电导率高等优 良性能， 在当代工业材料 中占有重要 地位， 广 泛应用在交通 运输 、 建筑和包装业 。汽车行业 是
最 主要 的铝 消费 领 域 ， 占交通 运输 铝 消 费 的 ９ ０ ％ 以上 。 随着 全球大 力倡 导绿 色 环保 、 节 能减 排 ， 铝 以其 比强度 高、 耐腐 蚀性 强等 优点 是代替 铜 、 钢 的理 想材 料 ］ 。 钎 焊作 为一种 能够 可靠 地 连 接 铝及 其 合金 结 构 件 的方法广 泛 应 用在 航 空航 天 、 建筑、 电气 、 汽 车 和 船 舶