铝及铝合金钎焊综述
铝合金钎焊实验报告

铝合金钎焊实验报告铝合金钎焊实验报告引言:钎焊是一种常见的金属连接方法,通过在金属表面加热并填充钎料,使金属间形成牢固的连接。
本实验旨在探究铝合金钎焊的工艺特点和连接强度,以及对钎焊接头的分析和评估。
一、实验材料和方法1. 实验材料:本次实验使用的材料为铝合金板和铝合金钎料。
铝合金板的尺寸为10cm×10cm×0.5cm,钎料为铝硅钎料。
2. 实验方法:首先,将铝合金板清洗干净,并用砂纸打磨表面,以去除氧化层和污垢。
然后,将钎料均匀地分布在铝合金板的接触面上。
接下来,使用氧乙炔焊接设备进行钎焊。
调整焊接火焰的大小和温度,将焊接火焰对准钎料和铝合金板的接触面,进行钎焊操作。
最后,将焊接接头冷却,并进行力学性能测试和金相分析。
二、实验结果1. 连接强度测试:通过拉伸试验,测定钎焊接头的连接强度。
实验结果显示,钎焊接头的断裂强度为XXX,远高于铝合金板的断裂强度。
这表明,钎焊接头具有良好的连接强度,能够满足实际应用需求。
2. 金相分析:对钎焊接头进行金相分析,观察接头的组织结构和相变情况。
实验结果显示,钎焊接头呈现出均匀的晶粒结构,无明显的裂纹和缺陷。
同时,钎料与铝合金板之间形成了明显的界面,钎料与基材之间的结合紧密。
这表明,钎焊过程中钎料与基材发生了良好的扩散和融合,形成了高强度的连接。
三、实验讨论1. 钎焊工艺特点:铝合金钎焊具有温度低、热影响区小、焊接变形小等特点。
由于铝合金的低熔点和高导热性,钎焊过程中需要控制焊接温度,以避免过热和过热区域的形成。
此外,钎料的选择和合理的焊接参数也对钎焊质量有重要影响。
2. 钎焊接头评估:钎焊接头的质量评估主要包括连接强度、界面结合性和金相分析等。
在本次实验中,通过拉伸试验和金相分析,可以得出钎焊接头具有良好的连接强度和界面结合性。
金相分析结果显示,钎料与基材之间形成了均匀的晶粒结构,无明显的缺陷和裂纹。
四、实验结论通过本次铝合金钎焊实验,得出以下结论:1. 铝合金钎焊具有良好的连接强度,能够满足实际应用需求。
6061铝合金中温钎焊接头组织与性能

6061铝合金中温钎焊接头组织与性能
6061铝合金中温钎焊接头的组织与性能是具有重要意义的制程指标之一。
1、组织结构:
(1)存在Mg$_2$Si的铝-锆焊缝。
(2)周边有经过软浸氧化处理的Al$_6$Mg$_2$区域。
(3)在端面、渗脂通道和腐蚀溶解焊接缝周边皆有铝-锆熔接界面。
(4)深处形成挤压和拉伸相对称状的金属-Mg$_2$Si复合结构。
2、性能:
(1)拉伸强度高,特别是接头处拉伸强度可达228MPa以上。
(2)疲劳强度较高,经极限疲劳试验表明伸长率可达0.54%以上。
(3)抗腐蚀能力强,表面处未发生明显腐蚀痕迹,反复多次浸润海水也没有缩短其使用寿命。
(4)耐热性好,在低温、中温与高温共鸣条件下均能保持良好的强度稳定性。
6061铝合金中温钎焊接头组织与性能

6061铝合金中温钎焊接头组织与性能6061铝合金是一种非常常用的铝合金,在我国的航空、航天、电子、汽车等领域中广泛应用。
由于其良好的机械性能和加工性能,因此温钎焊接技术成为其焊接方法中不可或缺的一部分。
为了更好地发挥6061铝合金中温钎焊接头的性能,本文通过对其中温钎焊接头组织和性能的研究,以及综合分析6061铝合金焊接结构中的各个因素,以期取得有效的结果。
6061铝合金温钎焊接头的组织分析表明,焊接区是由混合层、熔融层、基材层和相邻晶粒的再结晶层组成的,还有一层薄膜层。
焊接接头的混合层可分为核心层和熔池层,当焊接温度越高时,混合层的厚度也越厚,熔池层可以有效地降低焊接接头的机械性能。
焊接区中的再结晶层有利于提高熔池层与基材层之间的机械性能。
由于6061铝合金具有良好的加工性能,因此熔池层和再结晶层在焊接中可以被有效地降低。
焊接头中薄膜层本质上是一层脆性外壳,可以有效地防止焊接结构中的氧化物集中和损伤。
6061铝合金温钎焊接头的性能综合分析表明,主要受焊接温度、焊接速度和金属材料等多种因素的影响。
首先,焊接温度越高,焊接速度越快,焊接接头的混合层厚度和再结晶层厚度也越厚,使焊接接头的机械性能变得更好。
其次,金属材料组成越复杂,金属材料的混合程度越高,焊接的机械性能也会相应提高。
最后,金属材料的脆性越低,焊接的机械性能也会提高。
通过以上分析,6061铝合金温钎焊接接头的组织和性能是受诸多因素的共同作用的结果。
焊接过程中要根据焊接头的具体用途,合理控制焊接温度、焊接速度和金属材料的选择,以期获得满意的焊接接头组织和性能,有利于6061铝合金在各个领域中的安全、经济、可靠地应用。
总之,6061铝合金温钎焊接头的组织和性能是通过对它的组织形态、加工参数和材料组成等多种因素的综合考虑得出的。
因此,为了达到理想的效果,需要根据具体的结构用途对焊接过程的控制参数进行合理的调整,以获得良好的焊接头组织和性能。
6061铝合金钎焊资料 文档

不论国内外对6061铝合金的研究主要都针对三个方面:钎料、钎剂和工艺方法。
目前广泛采用的工艺方法主要是真空钎焊和保护其体炉中钎焊。
他们都具有各自的工艺特点。
在钎焊时,焊件是依靠熔化活的钎料凝固后连接起来的,因此,焊缝的质量在很大程度上取决与钎料。
铝钎料主要以Al-Si合金为主。
然后根据其他工艺性能添加Cu。
Ge等元素。
经过多年的研究实验,已经取得了让人满意的成绩。
在钎焊过程中焊剂也具有不可替代的作用,因此,其也是现在钎焊研究中重要的组成部分。
现在钎剂主要是在无腐蚀、不溶性钎剂的基础上,提高钎剂活性和稳定性。
目前广泛采用的工艺方法主要是真空钎焊和保护其体炉中钎焊。
真空钎焊,是指工件加热在真空室内进行,主要用于要求质量高的产品和易氧化材料的焊接。
真空钎焊具有如下优点:1)真空钎焊,因不用钎剂,显著提高了产品的抗腐蚀性,免除了各种污染,无公害的处理设备费,有好的安全生产条件;2)真空钎焊不仅节省大量价格昂贵的金属钎剂,而且又不需要复杂的焊剂清洗工序,降低了生产成本;3)真空钎焊钎料的湿润性和流动性良好,可以焊更复杂和狭小通道的器件,真空钎焊提高了产品的成品率,获得坚固的清洁的工作面;4)与其它方法相比,炉子的内部结构及夹具等寿命长,可降低炉子的维修费用;5)适于真空钎焊的材料很多,如:铝、铝合金、铜、铜合金,不锈钢、合金钢、低碳钢、钛、镍、因康镍(Inconei)等都可以在真空电炉中钎焊,设计者根据钎焊器件的用途确定所需的材料,其中铝和铝合金应用得最广泛。
保护其体炉中钎焊也是现在生产中主要采用的一种工艺方法,因其具有钎焊材料的保护气氛很便宜,工厂能大量生产,工业氮基气氛可以液态储存在厂房外面。
这些气氛具有极好防氧化能力,根据需要可以制成具有约0.2%~1.0%以上范围内任何碳势的气氛。
这个碳势范围足以适应所有的碳钢和低合金钢,包括钎焊前已经渗碳的钢。
当所用气氛的碳势与工件金属的碳含量相匹配时,工件金属钎焊时可既不渗碳也不脱碳。
铝合金钎焊工艺

铝合金钎焊工艺一、引言铝合金是一种常见的轻质材料,具有优良的导热性、导电性和可塑性,因此在航空航天、交通运输、建筑等领域得到广泛应用。
而铝合金的钎焊工艺是将两个或多个铝合金件通过钎焊技术连接在一起,以满足特定的工程需求。
本文将详细介绍铝合金钎焊的工艺过程、工艺参数和常见问题及解决方法。
二、铝合金钎焊的工艺过程1.准备工作在进行铝合金钎焊之前,需要对焊件进行清洁处理,以去除表面的氧化物和污染物。
一般采用机械抛光、化学清洗或电解清洗等方法。
同时,还需要准备好所需的钎焊材料,如钎焊丝、钎剂等。
2.装配焊件将需要钎焊的铝合金件按照设计要求进行装配,确保各个部件的位置和间隙满足要求。
在装配过程中,可以使用夹具或者临时固定装置来保持焊件的位置稳定。
3.热处理在进行铝合金钎焊之前,需要对焊件进行热处理。
热处理可以提高铝合金的可塑性和焊接性能,同时还可以减少焊接过程中的应力和变形。
常用的热处理方法包括时效处理、固溶处理等。
4.钎焊操作将已装配好的焊件放置在焊接设备中,然后根据设计要求和钎焊工艺规程,选择合适的焊接工艺参数。
一般包括钎焊温度、加热速度、保温时间和冷却速度等。
在进行钎焊操作时,要注意保持焊件的稳定,控制焊接温度,确保钎焊材料充分熔化和扩散。
5.冷却处理钎焊完成后,需要对焊接部位进行冷却处理。
冷却处理可以消除焊接过程中产生的应力和变形,提高焊缝的强度和密封性。
常用的冷却方法包括自然冷却、水淬等。
三、铝合金钎焊的工艺参数1.钎焊温度钎焊温度是指钎焊接头达到熔化温度的温度范围。
一般情况下,铝合金的钎焊温度为450℃-600℃,具体温度取决于铝合金的成分和焊接要求。
2.加热速度加热速度是指焊件在钎焊过程中的升温速度。
加热速度过快会导致焊接不均匀和焊缝质量下降,加热速度过慢则会延长焊接时间和增加能量消耗。
一般情况下,加热速度为50℃/min-200℃/min。
3.保温时间保温时间是指焊件在钎焊温度下保持稳定的时间。
6063铝合金真空钎焊工艺研究

6063铝合金真空钎焊工艺研究6063铝合金是一种常见的铝合金材料,具有优良的可加工性和耐腐蚀性。
真空钎焊是一种常用的连接6063铝合金的方法,本文将对6063铝合金真空钎焊工艺进行研究。
我们需要了解6063铝合金的特性。
6063铝合金具有优良的机械性能和可加工性,常用于建筑、汽车和航空航天等领域。
然而,由于其高熔点和氧化性,使得传统的焊接方法难以应用于6063铝合金的连接。
因此,真空钎焊成为一种理想的选择。
真空钎焊是在真空环境下进行的一种焊接方法。
首先,将要连接的6063铝合金件放入真空室中,并进行预热处理,以提高焊接接头的可塑性。
然后,在真空环境下,将钎料放置在接头处,并加热到钎料的熔点。
钎料熔化后,通过表面张力作用,使钎料填充到接头间隙中。
等冷却后,形成坚固的连接。
在6063铝合金真空钎焊过程中,有几个关键的工艺参数需要控制。
首先是预热温度。
预热温度应根据6063铝合金的材料性质和接头尺寸来确定,一般在300-400摄氏度之间。
预热温度过高会导致接头变形或熔化,过低则无法保证钎料的充分熔化。
其次是钎焊温度。
钎焊温度应高于钎料的熔点,但不能过高,否则会引起过烧或气孔等缺陷。
最后是钎料的选择。
常用的钎料有银基、铜基和镍基钎料,选择合适的钎料可以提高连接强度和耐腐蚀性。
在实际应用中,需要根据具体的工件和要求来确定真空钎焊工艺。
首先,对接头进行清洁处理,去除氧化层和污染物,以保证焊接接头的质量。
然后,将6063铝合金件放入真空室中,并进行预热处理。
预热时间和温度应根据具体情况进行调整。
接下来,将钎料放置在接头处,并加热到钎料的熔点。
加热温度和时间也需要根据具体情况进行控制。
等冷却后,通过非破坏性检测方法进行质量检验,确保焊接接头的完整性和连接强度。
6063铝合金真空钎焊是一种可靠的连接方法,可以应用于各种工业领域。
通过控制工艺参数和选择合适的钎料,可以获得高质量的连接接头。
未来的研究可以进一步优化工艺参数和改进钎料的性能,以提高真空钎焊的效率和质量。
铝及铝合金的钎焊

铝及铝合金的钎焊08材控 邢钧魁 20080607131摘 要 本文主要论述了铝及铝合金的分类、性能,以及铝及铝合金钎焊的研究现状、钎焊过程中有可能出现的问题以及在具体实施钎焊时钎剂、钎料的选择与搭配,还介绍了施焊前如何对表面进行清理、准备以及焊后的清理与处理工作、注意事项等。
关键词 钎焊 铝合金 钎剂 钎料1 铝及铝合金1.1铝及铝合金钎焊的研究现状铝合金具有密度小、强度高和耐腐蚀等优点,因而广泛应用于汽车、高速铁路车辆、航空航天和军事工业。
由于它特有的物理、化学性能,其焊接过程中会遇到一系列困难,如氧化、焊缝热裂纹和气孔等。
对于铝合金的焊接,传统的方法主要以熔化焊接为主,设备复杂,且对焊工的技术要求也比较严格。
铝钎焊作为铝合金连接的重要方法,具有钎焊件变形小。
尺寸精度高等优点,近年来在我国得到广泛的应用。
铝及铝合金的钎焊技术近年来研究较多。
随着新材料、新方法的不断出现,铝及铝合金的钎焊工艺也得到了快速的发展,其钎焊方法、钎料及钎剂都有很大的进步。
1.2 铝及铝合金的分类及性能铝及铝合金可以分为工业纯铝、变形铝合金和铸造铝合金。
变形铝合金是指经不同的压力加工方法制成的板、带、管、型、条等半成品材料;铸造铝合金以合金铸锭供应。
变形铝合金又分为不能热处理强化的铝合金和能热处理强化的铝合金。
铝是一种轻金属,密度小,仅为3/7.2cm g ,约为铜或钢的3/1;具有优良的导电性、导热性,良好的耐蚀性以及优良的塑性和加工性能等。
铝合金仍保持纯铝的密度小和耐蚀性好的特点,且力学性能比纯铝高得多。
经热处理后铝合金的力学性能要求可以和钢铁材料相媲美。
1.3 铝及铝合金钎焊的问题铝及铝合金的钎焊与其他合金相比比较难,是由于其表面有一层极为致密的氧化膜,这一层氧化膜的性能非常稳定,能够充分抵抗大气的腐蚀,又能在旧摸上随时生成新膜。
铝及铝合金在焊接的时候需要破坏这一层膜,否则熔化的钎料不能与母材润湿;焊后又需要维持保护膜的完整,否则接头将产生严重的腐蚀。
铝及铝合金钎焊剖析

铝及铝合金钎焊剖析铝及铝合金钎焊是一种广泛应用于航空航天、汽车制造和船舶建造等行业的焊接技术。
钎焊是利用填充金属与基材的溶解或扩散来连接工件的焊接方法。
铝及铝合金钎焊具有高效、环保、高强度等优点,但也存在一些局限性。
本文将对铝及铝合金钎焊进行剖析。
首先,铝及铝合金的钎焊特点如下:1.低熔点:铝及铝合金的熔点相对较低,便于钎焊操作。
2.良好的可塑性:铝及铝合金具有良好的可塑性,可以在较低的温度下完成连接操作。
3.容易氧化:铝及铝合金容易在高温下与空气中的氧气反应,形成表面氧化层,影响钎焊质量。
4.较高的导热性:钎焊铝及铝合金时,需要迅速传递热量以保持焊缝在适宜的温度范围内。
其次,铝及铝合金钎焊的工艺参数如下:1.温度控制:铝及铝合金的钎焊温度一般在450℃-600℃之间,过高会造成材料烧损,过低则无法形成有效连接。
2.填充金属选择:选择合适的填充金属是保证钎焊质量的关键。
常用的填充金属有铝硅合金、铝锰合金、铝铜合金等。
3.表面处理:由于铝及铝合金易于氧化,钎焊之前需要进行表面处理,除去氧化层,以提高钎焊质量。
4.焊接速度:钎焊过程中,焊接速度需要控制在合适的范围内,过快会导致填充金属未充分润湿基材,过慢则容易造成材料烧损。
钎焊铝及铝合金的优点有:1.钎焊过程中不需要融化基材,减少了变形和应力的发生,可以应用于薄板焊接。
2.钎焊接头强度高,焊缝内部无夹杂物。
3.钎焊后焊缝的装饰性更好,美观度高。
4.钎焊后表面平整,无需进行后续磨削和抛光。
铝及铝合金钎焊的局限性有:1.铝及铝合金的导热性好,热量传导迅速,钎焊时需要较快的焊接速度和热输入控制,这对焊工的技术要求较高。
2.铝及铝合金易氧化,钎焊时需要采取措施防止氧化层生成,否则会影响焊接质量。
3.部分铝合金在钎焊时容易产生热裂纹,需要注意合金的选择和焊接参数的控制。
综上所述,铝及铝合金钎焊是一种广泛应用于航空航天、汽车制造和船舶建造等行业的焊接技术,具有高效、环保、高强度等优点。
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铝及铝合金的钎焊摘要:综述了近年来铝及铝合金钎焊在钎焊方法、钎料及钎剂三个方面的技术发展现状,分别介绍了它们各自的发展方向。
指出铝及铝合金的钎焊问题是近年来研究较多、发展较快的研究领域之一,铝及铝合金钎焊技术应用前景广阔。
1 铝及铝合金钎焊的研究现状铝合金具有密度小、强度高和耐腐蚀等优点,因而广泛应用于汽车、高速铁路车辆、航空航天和军事工业。
由于它特有的物理、化学性能,其焊接过程中会遇到一系列困难,如氧化、焊缝热裂纹和气孔等。
对于铝合金的焊接,传统的方法主要以熔化焊接为主,设备复杂,且对焊工的技术要求也比较严格。
铝钎焊作为铝合金连接的重要方法,具有钎焊件变形小。
尺寸精度高等优点,近年来在我国得到广泛的应用。
铝及铝合金的钎焊技术近年来研究较多。
随着新材料、新方法的不断出现,铝及铝合金的钎焊工艺也得到了快速的发展,其钎焊方法、钎料及钎剂都有很大的进步。
铝及铝合金的钎焊问题,是近年来研究较多、发展较快的领域之一。
这主要是因为其具备一系列优良性能,如强度大、耐蚀性好、电导性及热导性高,因此在航天、航空、电子、冶金、机械制造和轻工业等部门的应用日趋广泛。
特别是随着铜材料的大幅度涨价,以及为了减轻质量、提高功效、增强美观,以铝代铜、以铝代钢技术在某些领域成功应用。
最典型的就是汽车铜水箱被铝水箱的替代。
我国大规模生产铝焊剂的厂家很少,目前使用的铝焊剂多为国外进口。
因铝及铝合金的熔点较低、化学活性强、氧化膜熔点高和稳定性大,并能牢固、致密地粘附在铝或铝合金的表面,所以一般通用的钎剂均不能满足钎焊铝及铝合金的要求,必须采用专用钎剂- 铝及铝合金用钎剂。
此外,铝及其合金的钎焊接头的耐蚀性易受钎料和钎剂的影响,这主要是因为钎料和母材之间的电极电位差别极大,使接头耐蚀性降低,尤其是对软钎焊接头的影响更为明显。
通常,为了能很好去除铝及其合金表面的氧化膜,大部分钎剂中都添加了具有强烈腐蚀性的材料,而这些材料即使在钎焊后进行清理,也难全部除去对接头耐蚀性的影响。
2 钎焊方法铝及铝合金的钎焊可以采用火焰钎焊、炉中钎焊和盐浴钎焊等方法。
火焰钎焊,其设备简单,燃气来源广,灵活性大,应用很广。
主要用于钎焊小型焊件和单件生产。
有多种火焰可以使用。
有报道,我国与其他国家合作生产了一种介于液化气与氧乙炔之间的夏普气。
这种气体火焰柔和,其强度介于液化气与氧乙炔的强度之间,是一种比较好的铝钎焊加热热源。
但与其它连接方法相比,铝及铝合金火焰钎焊加热温度难以掌握,而且对操作者的经验要求较高。
盐浴钎焊具有加热快而均匀、焊件不易变形、去膜充分的优点,因而焊件质量好、生产效率高。
特别适合于大批量生产,尤其适用于密集结构钎缝的焊接。
铝的盐浴钎焊一般使用膏状、箔状钎料或钎料包覆层,钎料包覆层是Al-Si共晶成分或Ai-Si亚共晶成分。
目前钎焊生产大多使用钎料包覆层,既能提高生产效率又能较好的保证钎焊质量。
其不足之处:首先.由于加热工件和去氧化膜都靠熔盐进行,对于结构复杂的工件,进盐和出盐都比较困难,这样就给结构设计和工艺带来限制,使其复杂化,而且不容易保证焊接质量。
其次,由于特定的使用环境和使用寿命要求,有些产品对耐蚀性要求比较高,而盐浴钎焊后工件内残留大量的钎剂,这样就需要很长的清洗时间。
另外,盐浴钎焊设备投资大,工艺复杂,生产周期长。
空气炉中钎焊,其设备投资小,钎焊工艺简单,操作方便。
但是这种方法加热慢,在空气中加热时工件表面容易氧化,尤其在温度高时更为显著,不利于钎剂的去膜,而且在加热过程中,钎剂会因空气中的水分而失效。
针对这种情况,现在发展了干燥空气炉中钎焊。
真空钎焊和保护气氛炉中钎焊由于其各自独特而优良的工艺,在铝和铝合金的钎焊中应用比较多,而且发展也比较快,下面重点介绍。
2.1 真空钎焊铝比较活泼,容易在表面形成一层致密的氧化膜。
钎焊时,单纯依靠真空条件难以去除氧化物,必须同时借助于某些金属活化剂,如Mg、Bi等。
一般认为活化剂的去膜机理:一方面,活化剂与真空中残留的O和HO反应,消除了它们对铝钎焊时的有害作用;另一方面,Mg蒸气渗入膜下表材层与扩散的Si一起形成低熔点的Al-Si-Mg合金,钎焊时,该合金熔化从而破坏了氧化膜与母材的结合,使熔化的钎料得以润湿母材,在膜下母材上铺展,并将表面膜浮起而去除。
铝合金真空钎焊时,应根据生产率、成本、焊件尺寸以及结构选择真空炉。
在钎焊前需要仔细的清洗焊件。
可以用酸或碱洗去表面的氧化物。
如果表面有油污,可以用酒精擦拭。
对钎料的处理,一般先用砂纸打磨以去除表面氧化膜,再用酒精擦掉油污。
对于较大的工件,在焊接前进行预热,以保证焊件温度在达到钎焊温度以前各部分均匀受热。
由于铝合金的真空钎焊主要依靠Mg活化剂去膜,对于结构复杂的焊件,为了保证母材受到Mg蒸气的充分作用,国内有一些单位采用局部屏蔽的补充工艺措施,取得了比较好的效果。
其中通用的方法是将工件放入不锈钢罩内,在其中放人Mg屑,然后置于真空钎焊炉中进行钎焊,这样可以大大提高钎焊质量。
真空钎焊当中最重要也是最难控制的工艺参数是真空度,要得到高质量的接头,很大程度上取决于真空度的大小。
根据一些工作人员多年的经验,如果钎焊设备较长时间没有使用过,应该让真空炉运行数小时后再使用。
使用时,尤其是批量生产时,两次使用的时间间隔应尽量缩短,这样真空炉的真空度容易较快地达到要求。
真空钎焊是一种优良的钎焊方法,但也存在着设备复杂、昂贵,真空系统的维修技术难度大等缺点。
我国铝合金真空钎焊的发展已初具水平,今后发展的难点和关键主要放在研制熔点较低且具有较高的力学性能和抗腐蚀性能的低熔点钎料方面。
2.2 保护气氛中钎焊铝的真空钎焊由于设备昂贵,技术比较复杂,其应用受到一定的限制。
为了解决这个问题,我们可以用一个中性气氛环境来代替真空。
这样,对系统渗漏率的要求降低,设备比较简单,而且减少了挥发元素沉积引起的设备维修问题,生产成本较低。
这种方法的加热主要依靠电流,加热速度较快且均匀,既能保证产品质量又能提高生产率。
近年来,中性气体保护铝钎焊受到重视,发展较快,是一种很有前途的铝钎焊方法。
铝合金的气体保护钎焊,其去膜机理跟铝真空钎焊的一样,主要靠Mg活化剂来完成。
这里不再赘叙。
在钎料中添加Bi,可以提高钎焊质量。
对于铝合金气体保护钎焊的气氛一般采用氩气和纯氮气,氮气的纯度必须大于99.99%。
有报道,对于Al/Al、Al/Cu等接头,有一种连接方法是利用扩散钎焊的原理,在接近于大气压的氮气气氛中,在铝表面喷涂由Si和钾-氟化铝钎剂组成的混合粉末进行钎焊,效果较理想。
其中的Si可以用Cu、Ge、Zn等与Al形成低熔点共晶的金属来代替。
3 钎料钎焊时,焊件是依靠熔化的钎料凝固后连接起来的。
因此,焊缝的质量在很大程度上取决于钎料。
铝钎料主要以Al-Si合金为主。
有时加入Cu、Zn、Ge等元素以满足工艺性能的要求。
经过多年的实践摸索,现已形成几个系列的铝钎料,其中许多钎料配合合适的工艺,均得到了令人满意的钎焊效果。
下面主要介绍几种新的和常用的铝合金硬钎料。
3.1 Al-Si系钎料Al-Si系钎料是以Al-Si共晶成分为基的钎料,同时也包括亚共晶、过共晶及添加元素不高于5%的Al-Si合金。
该系列钎料的钎焊性强度和母材色泽性、镀覆性及抗腐蚀性能都比较好,是一种较好的钎料。
而且该系列钎料还能进行变质处理,可以大大增加钎料和钎缝的韧性及折弯性能。
现在利用快速凝固技术发展起来一种新型的Al-Si合金钎料,与普通晶态的钎料相比,这种钎料的液相点约比同成分普通晶态钎料的低3-5℃,润湿系数提高18%,强度提高28.4%,且其波动小,具有一定的加工柔性。
3.2 铜钎料铜是利用接触反应钎焊原理进行焊接的。
目前铝接触反应钎焊被认为是解决铝钎焊问题较理想的方法。
该方法有如下优点:①不加钎剂,对环境无污染,钎焊产品无需清洗,钎缝无化学腐蚀;②选择合适的共晶反应合金层可以降低钎焊温度,这不仅降低了能耗,使钎焊过程易于控制,而且对设备要求不高,Cu在铝基体上的接触反应有明显的表面优先铺展,可以破除氧化膜,有利于接触反应钎焊过程中接头界面间均匀液相填充层的形成;另一方面接触反应在铝基体的深度方向的晶界优先渗透,可以保证钎焊接头的结合强度。
有资料表明,以Cu作为中间层材料进行铝接触反应钎焊的合适工艺参数为:钎焊温度570-580℃,保温时间15-20min。
但是Cu焊接头的抗电化学腐蚀性能较差,且共晶反应层较脆,为了改善单独Cu作为钎料的性能,可以在其中加入一些其他元素。
与铝合金接触反应钎焊的钎料金属有Ag、Ni、Si、Zn、Ti等。
3.3 铜、锌复合层作为反应钎料为了弥补Zn、Cu单独作为钎料带来的不足,可以采用两者的复合层。
采用Cu、Zn复合层进行接触共晶反应钎焊,Cu/Zn界面发生包晶反应,Cu/Al界面发生共晶反应,并形成共晶液相,破除铝表面的氧化膜。
Cu、Zn复合层作为铝钎焊反应钎料,Cu、Zn含量必须合适,有资料提出,当δ(Zn)=0.2mm,δ(Cu)<0.1 mm时,钎焊结果比较理想。
此时,反应层不仅具有破除氧化膜的作用,同时接头具有较强抗电化学腐蚀性能和较高的的抗剪切强度。
3.4 Al-Si-Cu-Zn系钎料该系钎料液相点温度范围为500-577℃。
在Al-Si钎料中加入Cu后,钎料的流动性显著增强,此三元共晶钎料由于CuAl金属间化合物含量很高,因而很脆,2只适于铸成条使用而难以加工成丝或箔。
在Al-Si钎料中加入Zn后,钎料的润湿性和流动性都加强。
随着Zn的浓度增加,Si的溶解度迅速下降。
由于此钎料中没有化合物生成,其热加工性能比Al-Si-Cu系的好。
3.5 Al-Cu-Ag-Zn系钎料该系钎料的液相点温度范围为400-500℃,接近于铝合金软钎料的范围。
Al-Cu-Ag三元共晶成分使其色泽与Al母材的很接近,钎焊的流动性比较好.但是比较脆。
另一三元系是Al-Cu-Zn,这种钎料的色泽也比较接近母材的,且加工件能比较好。
在此钎料中添加0.05%-0.08%(质量分数,下同)的Mg,0.05%的Ni或Cr,能提高钎料的抗腐蚀性能。
较理想的铝用钎料还有很多。
总的来讲,现有大多数铝用钎料的熔点与铝合金的熔点比较接近。
因此寻找熔点较低、工艺性能更好的钎料,是摆在广大焊接工作者面前的课题。
4 铝用钎剂铝比较活泼,其表面容易生成一层致密且化学性质稳定的氧化物,它是铝及铝合金钎焊时的主要障碍之一。
为了得到高质量的接头,必须去掉表面的氧化物。
在铝及其合金钎焊时使用钎剂可清除铝表面的氧化膜,并降低钎料与母材之间的界面张力。
铝用钎剂分为软钎剂和硬钎剂,通常钎焊温度高于450℃所用钎剂为硬钎剂,低于450℃的钎剂为软钎剂。
下面对发展比较快的铝硬钎剂尤其是Nocolok钎剂予以介绍。