铝及铝合金钎焊技术的研究现状
铝及铝合金钎焊技术的研究现状
时间：2006-9-29 0:00:00 中国废旧物资网 免费注册赢积分分享到：|更多
(合肥工业大学材料科学与工程学院，安徽 合肥 230009)
[B]摘要：[/B]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。
[B]关键词：[/B]铝合金；钎焊；钎料；针剂
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[sup][1-4][/sup]。下面就这三个方面予以介绍。
[B]1 钎焊方法[/B]
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[sup][5][/sup]。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。
[B]1．1 真空钎焊[/B]
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[sub]2[/sub]和H[sub]2[/sub]O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。
[B]1．2 保护气氛中钎焊[/B]
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[sup][6][/sup]。
[B]2 钎料[/B]
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。
[B]2．1 Al-Si系钎料[/B]
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[sup][7][/sup]。
[B]2．2 铜钎料[/B]
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[sup][8][/sup]。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。
[B]2．3 铜、锌复合层作为反应钎料[/B]
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[sup][13][/sup]。
[B]2．4 Al-Si-Cu-Zn系钎料[/B]
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[sub]2[/sub]金属间化合物含量很高，因而很脆，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。
[B]2．5 Al-Cu-Ag-Zn系钎料[/B]
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。
[B]3 铝用钎剂[/B]
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℃<
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。保温时间过短会导致焊接不完全，保温时间过长则会造成焊缝过热和焊件变形。一般情况下，保温时间为5分钟-30分钟。
Al-Si-Cu-Zn钎料钎焊3003铝合金的接头组织及力学性能
第４４卷 第９期 ２０１６年９月 第３２—３７页 材 料 工 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ 程 Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｖｏ１．４４ ＮＯ．９ Ｓｅｐ．２０１６ ＰＰ．３２—３７
Ａｌ－Ｓｉ—Ｃｕ－Ｚｎ钎料钎焊３００３铝合金的接头
组织及力学性能
Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｏｆ ３００３ Ａｌｕｍｉｎｕｍ
Ａｌｌｏｙ Ｊｏｉｎｔ Ｂｒａｚｅｄ ｗｉｔｈ Ａ１——Ｓｉ——Ｃｕ—·Ｚｎ Ｆｉｌｌｅｒ Ｍｅｔａｌ
李小强，肖 晴，李力，屈盛官
（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）
ＬＩ Ｘｉａｏ—ｑｉａｎｇ，ＸＩＡＯ Ｑｉｎｇ，ＬＩ Ｌｉ，ＱＵ Ｓｈｅｎｇ—ｇｕａｎ （Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｎｅａｒ——ｎｅｔ——ｓｈａｐｅ Ｆｏｒｍｉｎｇ ｆｏｒ Ｍｅｔａｌｌｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｓｏｕｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０６４０，Ｃｈｉｎａ）
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ａ（Ａ１）固溶体、０（Ａ１ Ｃｕ）金属间化合物、细小ｓｉ相和Ａ１一 ＣｕＦｅＭｎ＋Ｓｉ相，两侧扩散区的ａ（Ａ１）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 （Ａ１）／ 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ａ（Ａ１）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 。 关键词：铝合金；钎焊；铝基钎料；接头组织 ｄｏｉ：１０．１１８６８／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—４３８１．２０１６．０９．００５ 中图分类号：ＴＧ４５４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１—４３８１（２０１６）０９—００３２—０６
快速凝固Al—Cu—Si薄带钎料真空钎焊锻铝合金的研究
第２８卷第３期 ２００２年９月 甘肃工业大学学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｇａｎｓｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖｏ１．２８ Ｎｏ．３ Ｓｅｐｔ．２００２ 文章编号：１０００－５８８９（２００２）０３－０００１—０３
快速凝固ＡＩ—Ｃｕ—Ｓｉ薄带钎料真空钎焊锻铝合金的研究
路文江，刘生满，俞伟元，陈学定 （甘肃工业大学材料科学与工程学院，甘肃兰州 ７３００５０） 摘要：与普通Ａｌ—Ｓｉ钎料相比，三种快速凝固Ａ卜Ｃｕ—Ｓｉ薄带钎料真空钎焊锻铝合金ＬＤ２对比实验 表明：快速凝固Ａｌ—Ｃｕ－Ｓｉ薄带钎料具有钎焊温度低（５７０℃），间隙小（０．０５ｔ０．１０ ｍｍ），时间短（１０ ～１５ ｍｉｎ）以及更高的接头强度等特点，其钎焊接头的拉伸强度接近甚至超过母材的抗拉伸强度 （１２５ ＭＰａ）；钎焊强度随钎料中ｗ（Ｃｕ）的增加而降低．实验结果表明，快速凝固Ａｌ—Ｃ Ｓｉ薄带钎料 是一种性能更好的新型真空钎焊钎料． 关键词：快速凝固Ａｌ—Ｃｕ－Ｓｉ薄带钎料；锻铝合金；真空钎焊；拉伸强度；铜 中图分类号：ＴＧ４５４ 文献标识码：Ａ
Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｏｆ ｖａｃｕｕｍ ｂｒａｚｉｎｇ ｏｆ ｆｏｒｇｅｄ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ ｗｉｔｈ ｒａｐｉｄ－ｓｅｔｔｉｎｇ ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ＡＩ—Ｃｕ－Ｓｉ ｂｒａｚｉｎｇ ｒｉｂｂｏｎｓ ＬＵ Ｗｅｎ－ｊ ｉａｎｇ，ＬＩＵ Ｓｈｅｎｇ－ｍａｎ，ＹＵ Ｗｅｉ－ｙｕａｎ，ＣＨＥＮ Ｘｕｅ－ｄｉｎｇ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｇａｎｓｕ Ｕｎｉｖ．ｏｆ Ｔｅｃｈ．，Ｌａｎｚｈｏｕ ７３００５０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｖａｃｕｕｍ ｂｒａｚｉｎｇ ｏｆ ｆｏｒｇｅｄ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ（ＬＤ２）ｗｉｔｈ ｔｈｒｅｅ ｋｉｎｄ ｏｆ ｒａｐｉｄ ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ａ卜Ｃ Ｓｉ ｂｒａｚｉｎｇ ｒｉｂｂｏｎ ｉｓ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｔｏ ｔｈａｔ ｗｉｔｈ ａ ｃｏｍｍｏｎ Ａ１一Ｓｉ ｆｉｌｌｅｒ ｍｅｔａｌ，ｓｈｏｗｉｎｇ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｂｒａｚｉｎｇ ｒｉｂｂｏｎｓ ｈａｖｅ ｓｏｍｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｌｏｗｅｒ ｂｒａｚｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ（５７０℃），ｎａｒｒｏｗｅｒ ｂｒａｚｉｎｇ ｓｅａｍ（０．０５～０．１０ ｍｍ）， ｌｅｓｓ ｂｒａｚｉｎｇ ｔｉｍｅ（１０～１５ ｍｉｎ）ａｎｄ ｈｉｇｈｅｒ ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ｔｈｅ ｂｒａｚｉｎｇ ｊｏｉｎｔｓ，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｎｅａｒ ｔｏ ｏｒ ｅｖｅｎ Ｏ— ｖｅｒ ｔｈｅ ｆｒａｃｔｕｒｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ｔｈｅ ｂａｓｅ ａｌｌｏｙ（１２５ ＭＰａ）．Ｔｈｅ ｊｏｉｎｔ ｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｈｏｗｅｖｅｒ，ｄｅｃｒｅａｓｅｓ ｗｉｔｈ ｉｎ— ｃｒｅａｓｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｃｏｐｐｅｒ ｉｎ ｔｈｅ ｂｒａｚｉｎｇ ｒｉｂｂｏｎｓ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｒａｐｉｄ－ｓｅｔｔｉｎｇ Ａ１一Ｃｕ－Ｓｉ ｂｒａｚｉｎｇ ｒｉｂｂｏｎｓ ｉｓ ａ ｎｅｗ ｆｉｌｌｅｒ ｍｅｔａｌ ｗｉｔｈ ｂｅｔｔｅｒ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｆｏｒ ｖａｃｕｕｍ ｂｒａｚｉｎｇ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｒａｐｉｄ－ｓｅｔｔｉｎｇ Ａｌ＿Ｃ Ｓｉ ｒｉｂｂｏｎｓ；ｆｏｒｇｅｄ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ；ｖａｃｕｕｍ ｂｒａｚｉｎｇ；ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ； ｃｏｐｐｅｒ ｃｏｎｔｅｎｔ
铝合金钎焊用钎料的发展动态
综述述评
文章编号：１ｏｏ７４ｏ￣｛２ｏｏ７１ｏｌ－０００１－０４
铝合金钎焊用钎料的发展动态
陆 洋 ，王泽华
（１．河海大学机电工程学院，江苏常州２１３０２２；２．河海大学材料科学与工程学院，江苏南京２１００９８）
摘 要：介绍了常用的Ａ１．ｓｉ系钎料、Ａ１．ｓｉ．Ｍｇ系钎料、Ａｌ－ｓｉ・ｃｕ系钎料、Ａｌ－ｓｉ・ｚｎ系钎料和低熔点Ａ１・ Ｇｅ．ｓｉ系钎料的特点和应用对象，指出了研究开发以Ａ１．Ｓｉ系钎料为基础的低熔点高强度钎料、自钎 剂铝钎料以及钎料快速凝固制造技术是当前铝合金钎料的发展方向。 关键词：铝合金；钎焊；钎料 中图分类号：ＴＧ４２１ 文献标识码：Ａ
Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｓｏｌｄｅｒｓ ｆｏｒ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｂｒａｚｉｎｇ
Ｌｕ Ｙａｎｇ‘，Ｗａｎｇ Ｚｅ－ｈｕａ ’
（１，Ｈｅｈａｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉａｎｇｓｕ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｃｈａｎｇｚｈｏｕ ２１３０２２；２．Ｈｅｈａｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉａｎｇｓｕ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００９８） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ Ａ１・Ｓｉ ｓｅｒｉｅｓ ｓｏｌｄｅｒｓ，Ａ１－Ｓｉ－Ｍｇ ｓｅｒｉｅｓ ｓｏｌｄｅ・ ｒｓ．Ａ１・Ｓｉ・Ｃｕ ｓｅｒｉｅｓ ｓｏｌｄｅｒｓ Ａ１－Ｓｉ・Ｚｎ ｓｅｒｉｅｓ ｓｏｌｄｅｒｓ ａｎｄ ｌｏｗ－ｍｅｌｔｉｎｇ・ｐｏｉｎｔ Ａ１・Ｇｅ・Ｓｉ ｓｅｒｉｅｓ＇ｓｏｌｄｅｒｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ａｐｐｌｉ・ ｃａｔｉｏｎ ａｒｅａｓ，ｗｈｉｌｅ ｐｒｅｄｉｃｔｉｎｇ ｔｈｅ ｐｒｏｓｐｅｃｔ ｏｆ ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ｌｏｗ・ｍｅｌｔｉｎｇ—ｐｏｉｎｔ ｈｉｇｈ ｓｔｒｅｎ￣ｈ ｓｏｌｄｅｒｓ ａｎｄ ｓｅｌｆ－ｆｌｕｘ－ ｉｎｇ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｓｏｌｄｅｒｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ａ１・Ｓｉ ｓｅｒｉｅｓ ｓｏｌｄｅｒｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｒａｐｉｄ ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｆｏｒ ｓｏｌｄｅｒｓ、 Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ；ｂｒａｚｉｎｇ；ｓｏｌｄｅｒ
铝基复合材料的钎焊连接技术
Ｗｅｌｄｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖｏ１．３ １ Ｎｏ．３ Ｊｕｎ．２００２ ・专题综述・１ 文章编号：１００２—０２５Ｘ（２００２）０３．０００１．０４
铝基复合材料的钎焊连接技术
许如强，邹家生，韩逸生 （华东船舶工业学院，江苏镇江２１２００３） 摘要：综述了近年来国内外关于铝基复合材料的各种钎焊连接技术（真空钎焊、电阻钎焊、扩散钎焊、火焰钎焊、保护气氛炉中钎 焊、无钎剂加压钎焊）的现状和水平，并提出要解决的问题，为今后的研究提供一定的借鉴。 关键词：钎焊；铝基复合材料；连接技术 中图分类号：ＴＧ４５４ 文献标识码：Ｂ
复合材料作为新材料科学的一个重要分支，尤其是金属基 复合材料，因其具有高比强度、高比刚度、高耐磨性等优点， 其理论和应用都取得了突飞猛进的进展，是当今新材料科学研 究的重点和方向。金属基复合材料按基体分类，主要有铝基、 镁基、钛基等轻合金基体；按增强相特点分类，有连续纤维增 强金属基复合材料和非连续体（如颗粒、晶须、短纤维等）增 强金属基复合材料。目前国内外研究的重点是颗粒增强金属基 复合材料。铝及其合金是最常用的基体。铝基复合材料以工业 上常用的工业纯铝、锻铝、超硬铝和铸铝为基体；主要以ＳｉＣ， Ａ１１０，，Ｂ，ｃ等为增强相。其中ＳｉＣ颗粒增强铝基复合材料发展 最快，是当前金属基复合材料中最早能实现大规模产业化的品 种。新型结构材料的可靠连接是工程应用必须解决的重要问 题，但由于铝基复合材料复杂的宏观和微观结构，使得复合材 料的连接要比均质材料复杂得多，以致一直阻碍该材料的迅速 发展…。因此，近２０年来，国外对铝基复合材料的连接问题进 行了较多的研究，从上世纪８０年代以来，我国也开始了这方面 的研究工作。目前连接的方法主要有熔化焊、扩散焊、电容放 电焊以及钎焊。其中，钎焊加热温度低，不涉及基体金属的熔 化，可减轻基体一增强相界面反应，降低增强体的破坏程度， 显著减少热变形，是一种有重要应用前景的连接方法。
铝合金中温钎料在不同母材上的钎焊工艺性
第38卷第9期2008年9月雹焊墩
E=IectricWeldingMachineV01138No．9Sept．2008
铝合金中温钎料在不同母材上的
钎焊工艺性
现钎料形成完整接头的能力与其j所采用的母材有关，在一2A50上j比‘在一6061母材上表现出更好的钎焊
工艺性。俄歇电子能谱分析表明t6061。和：2A50合金在钎焊过程中。形成的表面氧化膜状态不同i使合金
表现出不同的钎焊工艺j陡能。一”jiii!j0，jj。ii_j”jji誓羞；j?、!?00
关键词。：铝合金i真空钎焊；中温钎焊j0ij…叠jjjiiojil薯i0io。
中图‘分类号：T饼54jjijj文；献标识码：Ajjjjj文章编号．1001．2303(2008)吟_0037加5jj
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铝合金具有质量轻，耐腐蚀性好，导热、导电性
能好等优良特性，在航空、航天、电子、汽车和其他
军用及民用工业领域的应用越来越广泛。但由于受
到现有技术水平的限制，如无熔点较低的钎料，对较
低温度下铝合金的钎焊工艺研究不充分等原因，铝
合金的钎焊结构还局限于纯铝及3A21、6063等个
别牌号上，大量的强度级别较高的铝合金仍无法进
行真空钎焊。研究高强度铝合金钎焊所需的低熔点
钎料和工艺，并付诸实施成为铝合金制造技术亟待
解决的关键技术之一。
收稿日期：20080709作者简介：程耀永(1968)，男，河南杞县人，高级工程师，主要从事航空材料及复杂结构的钎焊和扩散焊技术的研究。以往的研究结果表明【IJ，若要成功解决铝合金
的中温真空钎焊问题，不仅在于研制熔化温度合适
的钎料，能否形成良好的钎缝成形也是铝合金的中
温真空钎焊必须解决的问题。试验过程中发现，铝合
金中温钎焊时接头的形成不仅与钎料、钎焊工艺参
数、采取的工艺措施有关，而且对于不同的铝合金
母材，钎焊工艺性表现出了很大的差异。母材对钎焊
工艺性的影响不仅体现在其过烧温度的高低和对
钎焊温度的适应性上，由于其化学成分的差异和表
面氧化膜状态不同等因素，使得不同铝合金母材在
铝与钢异种金属焊接深入研究及其发展概况分析论文
铝与钢异种金属焊接的深入研究及其发展概况的分析
【摘要】：随着社会的不断发展，人们对环保问题越来越重视，我国的汽车行业为了大力的提倡保护环境的理念，一直在努力减轻自身的重量。铝建材的使用是重要措施之一，很多企业采用了铝与钢的异型金属焊接方式，很大程度的减轻了汽车的自身重量，本文就铝与钢的焊接问题进行研究与讨论。
【关键词】：铝；钢；异形金属；焊接；
中图分类号：g71
一、 铝与钢异形金属焊接
首先我们对铝和钢的物理特性进行研究和分析，铝的熔点为660℃、比热为900℃、密度为2700p、热导率为220、电阻率为265、弹性模量是71；铁的熔点为1538℃、比热为460℃、密度为7870p、热导率为73、电阻率为13.30、弹性模量为210；铝和铁的熔点为0.44℃、比热为1.96℃、密度是0.34p、热导率为3.01、电阻率为0.20、弹性模量为0.33，从以上物理数据我们可以看出，铝和钢的金属性能有很大的区别，这也是导致铝与钢焊接性能差的原因，其中主要存在的问题有：⑴铝和钢很难进行直接的焊接，因为它们的熔点和密度不同，钢的熔点较铝高，当铝熔为液体时，钢仍然处于固态；其次密度问题当钢融化后，液态的铝会浮在钢水上，当液体冷却后它们所焊接的成分不均匀，导致焊接头性能降低。⑵钢和铝的热导数相差很大，容易产生焊接头变形和产生裂纹。
二、 焊接方式
目前，我国铝和钢的焊接方式主要以下几种：摩擦焊接、爆炸焊接、电弧焊接、钎焊接、激光焊接、扩散焊接和磁脉冲焊接等。
⑴摩擦焊接。摩擦焊接是以机械能作为能源的固相连接法。它主要是利用机械的两表面相互摩擦产生热来进一步实现金属的连接。对于铝和钢来说，摩擦焊是非常有效的焊接方式。摩擦焊可以有效的破坏铝表面的氧化膜，降低它的有害作用。在1981年有研究学者证明金属间的化合物是影响铝与钢实现焊接的主要问题。科学家们通过大量的试验最终得出结论，虽然摩擦焊可以把铝与钢很好的进行焊接，并得出焊接接头，但是要做出复杂的形状是不能使用这个模式的，所以我们还需继续研究与探讨。
高温合金焊接研究现状及发展趋势
高 温合金焊接研究现状及发展趋势
摘要：硬质合金是一种粉末冶金制造的金属陶瓷材料，金属化合物(WC、TaC、TiC、NbC和其他碳化物)作为基体，过渡金属(Co、Fe和Ni)作为结合相。由于强度高、硬度高、耐磨性高、热膨胀系数小、Roth硬度好等一系列优良特性，被称为“工业牙齿”。作为切削刀具、高温高压成形工具、耐磨耐腐蚀零件等材料，广泛应用于航空航天、工程、石油工业、地质勘探等领域。
关键词：硬质合金；钢；焊接方法；发展趋势
引言
高温合金又称超合金（Superalloy），是一种基于第八组元素的合金材料，能够承受高温高压下的较大载荷，保持较高的表面稳定性。高温合金一般具有良好的耐高温性、抗氧化性和耐腐蚀性、优良的抗疲劳性和抗蠕变性以及优良的结构稳定性。是目前飞机发动机和地面燃气轮机热端零件的最佳材料。
1高温合金的概况及分类
采用材料改造方法，可将高温合金分为铸造高温合金、锻造高温合金和新型高温合金。当前，锻造高温合金在生产实践中占据主导地位。膝关节置换术的最新发展成功研制了我国φ1.2m GH4698合金圆盘和φ0.8m GH4742合金圆盘，成功消除了进口依赖性，满足了我国大型船舶和燃气轮机的迫切发展需要。铸态高温合金结构较为稳定，甚至其稳定的工作温度也可以提高到1827℃以上。新型高温合金解决了高温合金的强分离和难形成问题，主要包括普通粉末冶金和氧化分散高温合金。与前两种方法形成的超合金相比，新型超合金的应用范围更广。
2焊接方法
2.1钎焊 作为焊接硬质合金到钢的最传统的连接方法，连接性能主要取决于批次的选择。因此，目前的研究主要集中在选择和研究开发批次，其中最常用的批次是铜批次、镍批次和银钎焊。Cu基焊料具有良好的塑性和韧性，能很好地保护WC-co-hartll，并且与钢的热膨胀系数很好地匹配。Cu合金与钢焊接时的残馀应力几乎可以忽略不计，因此引起了科学界和工业界的关注。与纯Cu相比，含Sn、Mn、Zn、Al等合金元素的Cu基焊料具有较好的基体润湿性，成型Fe-Co基固体溶液提高了落叶松化合物的界面结合强度，从而获得了具有优良力学性能的焊接接头。将Co和Ni等元素添加到基于Cu的Lot中也可以提高连接性能。第一，焊料中Co可补充硬质合金中Co键相的损耗；另一方面，添加Co和Ni有利于Fe-Co-Ni单相固体溶液的形成，降低了化合物的残馀应力。因此，含镍焊料可以更好地提高钎焊性能，促进镍基焊料在硬质合金和钢焊接工艺中的广泛应用。
6061铝合金真空钎焊工艺研究
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6061铝合金真空钎焊工艺研究
作者：胡琼
来源：《中国科技纵横》2019年第18期
摘 要：为了提高铝合金结构件的生产效率，降低生产成本，针对试验件及航空电子设备机箱结构特点进行真空钎焊加工工艺研究，通过分析6061铝合金材料特性及钎焊性，确定母材6061铝合金真空钎焊工艺过程及真空钎焊工艺参数以及工件经钎焊后进行强化处理的工艺方法和工艺参数。铝合金的真空钎焊离不开钎焊料，钎焊料的选择是钎焊成功的关键因素之龙源期刊网
一，由于目前市场所能提供的钎焊料品种不多，根据目前市场常见的几种钎焊料，如纯钎料：箔材4004、4047，单面及双面复合钎料其基材为3003，压覆层为4004。通过对比试验确定钎焊6061母材的焊料为4004相对合适。
关键词：6061铝合金;真空钎焊;焊接工艺;4004钎焊料
中图分类号：TG425 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）18-0080-02
0 引言
真空钎焊是在真空环境下，不需要使用钎剂，利用毛细作用将钎料填满于母材间隙之间的高质量焊接方式。其具有焊接变形小，外观质量高、结构简单、加工效率高、环保等优点[1]，广泛应用于航天、航空等行业，是航空电子系统机载设备铝合金机箱的常用加工方式。
上世纪70年代，国外已经开始研究铝合金的真空钎焊。现阶段，美、英、日已经处于高质量批量生产的阶段[2]，而我国真空钎焊起步晚，主要用于火箭发动机和航空发动机等不锈钢及高温合金的钎焊，随着航空电子设备轻量化需求，铝合金越来越多的用于机载设备机箱。6061鋁合金属于可热处理强化合金，具有较好的可成形性、可焊接性及可切削性能，耐腐蚀和中等强度，广泛应用于机载设备[3]。现阶段对机箱类产品主要采用线切割方式加工机箱腔体，该加工方式不但效率低而且还浪费材料，因此需要对6061铝合金真空钎焊加工工艺进行研究，改进机箱产品加工效率[4]。
铝钢异种材料焊接研究现状与发展
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铝钢异种材料焊接研究现状与发展
作者：郑小明
来源：《数字化用户》2013年第29期
【摘 要】当今科技的高速发展无疑让各个领域的技术都得到了滋润的甘露，在工业这一块儿，尤其如此。改革开放以来，国内一直实行科学发展道路，全面推出可持续发展战略，这就推动了一些产业的技术革新，像铝钢异种材料的焊接技术在新世纪的今天就有了极大的发展。但是，从总体来讲，这些异种材料的焊接技术发展的速度还比较缓慢，整体上可走向产业化发展。
【关键词】铝钢 焊接技术 产业化
新中国成立以来实行的科技强国战略全面推动了科学技术的发展，越来越高的经济水平也要求相应的“绿色生活”出现，随之而来的需求催化了异种材料混合的诞生，而铝合金就是其中的典型。铝合金是由铝和钢等其他一些异种材料通过焊接技术得来的焊接物，这种新型的钢材具有轻和硬度强的特点，如今在航天航空业、船舶制造业等机械制造业方面应用得十分广泛。不过，铝钢这种异种材料焊接则在技术上的要求更高。这几年，通过国家的大力研究已经研究出了一些焊接技术，像常见的激光焊、钎焊、电子束焊等等，不过这些技术应用在铝钢的焊接上还存在着一些问题，需要进一步地研究才能推进铝合金材料的大量生产和广泛应用。
一、当下铝钢异种材料焊接存在的情形
异种材料的焊接具有一定的难度，尤其是铝钢这一类的金属，既要分析它们各自的活泼程度、熔点等化学属性，同时又要考虑到它们结合的材料是否会具有大众所需的轻、薄等物理属性。而且，对于一些反映比较大的材料，在接口处可能会出现变形或裂纹，从而导致接口易损且易断。现如今在铝钢异种材料的应用方面使用得最广泛的焊接技术，莫过于通过熔化来实现焊接的熔焊、利用压力实现焊接结合的压焊以及采用不同种类的钎料来实现异种材料的融合的钎焊。
（一）熔焊技术在铝钢异种材料中的应用
所谓熔焊，是非常常见的一种焊接方法，它指的是通过电流、激光和气体等方式来对两种相同和不同的材料进行对接。在焊接的过程中，熔焊需将焊接接头拿到高温下进行融化，然后再将两个被焊的接头紧紧连接在一起，之后经过冷却、重力等工序完成两个工件的融合。现在这种焊接技术主要是被应用在异种材料的相互焊接中。这种类型的焊接方法一个是要用焊条和电弧来实行焊接、一个是利用气体进行保护焊接，还有就是用电子束来充当热量源来完成焊接以及用激光衔接等。 龙源期刊网