低熔点铝硅基钎料的研究

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1、州海人学域L论义摘要铝合金是交通工具实现轻量化目标的首选材料，而钎焊是铝合金常用的焊接方法之一。由于铝合金表面存在致密的氧化膜，常用铝合金钎料和母材熔点相差不大，钎焊温度难以控制等原因，使得铝合金的钎焊性较差。这已成为制约铝合金应用的瓶颈。A1．si钎料因具有良好的润湿性、流动性、可加工性和钎焊接头的抗腐蚀性，应用非常广泛，但A1．Si共晶合金钎料的缺点是熔点高，焊接接头强度低。本文在Al—Si基钎料的基础上添加一些合金元素，以期进一步降低钎料熔化温度，改善钎料脆性，提高钎料的润湿性和接头强度．本文以Cu、si、Ni及稀

2、土元素作为添加元素，设计了4因子5水平的正交实验并熔炼了25组成分的试样，应用热分析仪测定25组钎料的相变温度，以极差分析方法研究了合金元素对～．si基合金熔化温度的影响。通过加入一定量的Mg元素，研究Mg元素对具体钎料熔点的影响。通过研究cu、si、Ni、Mg和稀土元素对舢一si钎料熔点的影响，选取了9种熔点低于535℃，熔化温度区间比较窄的钎料作进一步工艺性能试验。以6063铝合金为母材，对GBll364-89标准筛选出的4种钎料进行铺展性试验；按GBll363--89标准测定钎焊接头剪切强度，并与常规钎料HL401

3、进行对比，确定了熔点低、钎焊性能好、接头强度高的低熔点铝合金钎料成分配方。试验结果表明：合金元素的添加，能够降低A】捌基钎料的熔点，各元素含量对钎料液相线温度影响的主次顺序为Cu、Ni、Si、RE；稀土元素的加入，使晶粒细化，减少单位晶界面积上杂质元素的偏聚，促进过剩相晶粒变薄，并改变其网状分布；Mg元素因破坏了钎剂活性，导致钎料铺展性较差；AI-Si-Cu-Ni-RE系钎料的成分主要为a(A1)相，Si相，o(Cu～2)，相成分的分布随合金元素加入量的变化而变化。研制出的钎料润湿性好，焊接的接头剪切强度达60MPa以上

4、，高于HL401实测的54MPa。其中～．8．5Si．25Cu．1Ni．0．45RE钎料的熔点为530．15℃，具有熔点低、熔化温度区间窄，钎焊性能好、接头强度高的特点，非常适用于6063铝合金钎焊。关键词：钎焊，A1．si基钎料，正交试验，热分析，润湿性，剪切强度AbstractAluminumalloyisamostsuitablematerialforlightweightingofvehicleswhilebrazingisoneofthemostuniversalmethodstoweldaluminumall

5、oy．Becausethereisden∞oxidefilmonthesurfac2ofaluminumalloy,andthemeltingpointofthecommonlyusedbrazingfibermetalisclosetOthatofthebasemetal，whichlllakethemechanicalpropertyofthebrazingjointworse．Thishasbecomeatechniquebottleneckrestrictingtheapplicationofaluimnumal

6、loys．Al-Sibasedfillermetalhasbeenwidelyusedinind_Ilsh-yduetoitsgoodwatability,fluidity,mechanicalpropertiesandcorrosion-resistanceofbrazingjoint．However,itsmeltingpointisclosetothebasemetalwhichmakesitalwaysveryhardtOcontrolweldingtemperatureandconsequentlyleadst

7、osolutiondefect．Inthispaper,s咖ekindsofalloyelementshavebeenchosentoaddinAi—Sibrazingfillermetaltob—ngdownthemeltingpo血andimprovethegoodtechnologypropertiesandmechanicalproperties．Cu、Ni、REai'echosentoaddinAI—Sibasebrazingfillermetalandtheirrolesarcnotthesanle．25sa

8、m#eswegemeltedbyorthogonaldesignwhiletheirtransformationtemperaturesw呲testedbythermalanalysis．Effectofalloyelementsonliquidustemperaturewasinvestigatedbyrangea