含镁铝合金光束钎焊性能的研究

含镁铝合金光束钎焊性能的研究表明,ＭｇＯ是恶化其钎焊性能的重要原因。ＣｓＦ－ＡＬＦ３混盐对ＭｇＯ的去膜能力较差,因而不能解决含镁铝合金的非腐蚀钎焊难题。另一方面,ＣｓＦ－ＡＬＦ３混盐的熔点较ＮＯＣＯＬＯＫ钎剂低,无腐蚀性,对Ａｌ２Ｏ３的去膜效果好,对不含镁铝合金的光束钎焊来说,仍是一种有发展前任的低熔点新型非腐蚀性钎剂。     

LY12铝合金氧化膜与钎剂的反应机制

采用CsF-AlF3中温无腐蚀钎剂能够去除LY12铝合金表面复杂的氧化膜, 实现LY12铝合金的中温钎焊.研究发现: 改进的CsF-AlF3钎剂是以反应、溶解方式去除氧化膜的; 在去膜过程中, CsF化合物起主要去膜作用, 钎剂的高活性与NH4F、NH4AlF4及复合盐熔体等化合物的存在有关, 它们的存在可提高CsF-AlF3钎剂的去膜能力, 而HF的生成则是诱发和加速反应、提高溶解去膜能力的关键;微量稀土元素镧未在界面出现富集现象,微量的稀土氟化物则起着"助溶"的作用.     

6063铝合金中温钎焊工艺

采用73Ai-20Cu-2Ni-5Si中温箔带钎料,对6063铝合金进行氩气保护炉中钎焊工艺研究。根据铺展、填缝试验,选择合适的表面处理方式、钎剂和钎焊规范,结果表明:3%CsF-AlF_3+97%KF-AlF_3无腐蚀钎剂具有较高的活性及较好的去膜效果,适合含Mg铝合金钎焊;化学清洗和物理清洗表面处理方式均能有效去除钎料表面氧化膜;使用3%CsF-AlF_3+97%KF-AlF_3钎剂,钎料在580℃,10 min规范下钎焊的剪切强度达到126 MPa;经固溶、时效处理后,钎焊接头强度明显提高,这种接头经盐雾腐蚀后接头剪切强度仍达到150 MPa。     

KF-AlF_3-KBr低熔点铝基钎剂研制

氟铝酸钾钎剂不吸潮、无腐蚀,广泛应用于铝及其合金的钎焊,但由于该钎剂熔点较高,限制了其使用范围。在KF-AlF3钎剂基础上,添加第三组元KBr降低了熔点,获得了低熔点的无腐蚀性钎剂。通过DSC、XRD和一系列钎焊性能实验表明,当w(KBr)=20%时钎剂熔点最低,液相线温度522.1℃。钎剂由KAlF4、K3AlF6和KAlBr4组成,KAlF4-K3AlF6-KAlBr4组成的三元共晶是钎剂熔点降低的主要原因。通过性能测试表明,此钎剂具有良好的铺展性、填缝性,去膜能力也有较大程度的提高,可以应用于低熔点铝合金钎焊。     

6061铝合金中温钎焊接头组织与性能

采用自行研制的AlZnSi中温钎料,对6061铝合金进行了火焰钎焊试验,并对其接头组织及性能进行了研究.结果表明,改进的无腐蚀KCsAlF4钎剂能很好的去除铝合金表面的氧化膜,促进钎料在铝材表面铺展.Si元素在钎料中以片状或者针状相存在,在钎缝中也呈现这两种状态,并且当Si元素含量较高时,针状相明显.钎料中Si元素含量及Al元素含量较高时,钎缝中形成的针状相受力时会产生应力集中;而较高的Si元素含量及Al元素含量同时也有利于钎缝中晶粒细化.6061铝合金火焰钎焊对接接头气密性及强度均满足要求,并且两种钎料的焊接接头断口都呈现出明显的沿晶断裂特征.     

中温氟铝酸盐铝钎剂的研究现状和发展趋势

Nocolok 钎剂虽具有无腐蚀、不溶于水等优点,但其操作温度过高,一多半的铝舍金不能用其进行钎焊.重点介绍了3种中温氟铝酸盐钎剂,但由于其价格昂贵或有毒,其应用受到了一定的限制.笔者认为:钎剂未来的发展方向将会在继续保持钎剂无腐蚀、不溶性的基础上,考虑常用铝合金的不同固相线熔点和特性,研发出匹配于常用钎焊铝合金的钎荆系列,同时还进一步降低钎剂的熔化温度,提高钎剂活性,增加钎剂的稳定性,使Nocolok系列钎荆适用于更多种的铝合金.     

6063铝合金氧化膜与CsF-AlF3及KF-AlF3钎剂的反应机制

选用CsF-AlF3和KF-AlF3钎剂,研究了两种钎剂在6063铝合金表面不同温度下的去膜效果,并分析和探讨了钎剂与6063铝合金表面氧化膜的反应机制.研究发现,CsF-AlF3,钎剂是以反应、溶解的机制去除6063铝合金表面氧化膜的,NHIF在高温下生成的HF是CsF-AlF3钎剂去膜的关键化合物.此外,H2O的存在或形成促进了HF的生成,从而加速了钎剂的去膜进程.CsF-AlF3,,钎剂反应产物中没有发现CsF和AlF3,只有少量的CsAlF4存在.在570℃下,KF-AlF3钎剂反应产物中以KAlF4为主,而在610℃条件下,KAlF4已不存在,只有少量的KMgF3生成.结果表明,在610℃条件下,Mg,Mn元素和KAlF4将逐渐地消耗掉,使得钎剂熔点急剧升高,导致钎剂流动性变差.     

3003铝合金中温钎焊接头力学性能与显微组织

采用不同Al元素含量的中温Zn-Al钎料钎焊3003铝合金,研究了钎焊接头的力学性能及显微组织.结果表明,使用改进的CsF-AlF3钎剂,Zn-Al钎料在3003铝合金上具有良好的铺展性能.随着Al元素含量的增加,钎料在3003铝合金上的铺展性能明显改善,当Al元素含量为15%(质量分数)时铺展面积达到最大.且钎焊接头...     

Al-Si-Cu-Zn钎料性能研究

采用4种Al-Si-Cu-Zn钎料钎焊纯铝和6063铝合金,研究不同成分钎科的钎焊工艺性能和接头力学性能.试验结果表明:Al55Si10Cu20Zn5钎料熔点最低,固相线为499.5 ℃,液相线为523 ℃,比传统的Al-Si钎料液相线降低了60 ℃左右;Al65Si10Cu20Zn5钎料相对于其他3种Al-Si-Cu-Zn钎料,与QJ201钎剂或QF钎剂匹配,在纯铝和6063铝合金上均具有最佳的润湿性;采用QJ201钎剂,A165S110Cu20Zn5钎料无论在钎焊纯铝还是6063铝合金时,均具有最高的抗剪强度.     

锌铝合金软钎剂的研究及分析

研制了多种有机和无机软钎剂,对各钎剂进行了对比实验,确定了适合锌铝合金钎焊的无机软钎剂.对该钎剂进行了不挥发物含量、腐蚀率试验.结果表明:ZnCl2-NH4Cl-KF钎剂可以有效去除锌铝合金表面氧化膜和钎焊过程中形成的氧化物;促进钎料的润湿;钎剂残渣的腐蚀性小,残余少且清除容易.     

铝/铜高频感应接触反应钎焊

对铝/铜异种金属接头的高频感应接触反应钎焊工艺进行了研究,在非真空条件下借助钎剂的去膜作用,实现了铝和铜的连接,并根据钎剂去膜过程和对接头力学性能的影响规律优化了钎剂组分.同时借助扫描电镜和能谱分析等分析手段,详细分析了接头的界面结构与物相组成.结果表明,试验中配制的钎剂65%ZnCl2＋10%NaCl＋25%NH4Cl钎焊效果较好,钎缝厚度约为80μm,钎缝主要由铝基固溶体和化合物Al2Cu弥散相组成,有大量的Zn元素和Na元素扩散进入钎缝,接头抗剪强度可以达到58 MPa.     

Ga2O3对CsF-RbF-AlF3钎剂在铝、钢表面润湿铺展性能的影响

本文研究了添加微量Ga2O3的CsF-RbF-AlF3钎剂和Zn-Al钎料在6063铝合金和Q235低碳钢上的润湿、铺展性能的反应规律。试验结果表明,添加极微量的Ga2O3即能够显著促进Zn-Al钎料在6063铝合金和Q235低碳钢上的润湿、铺展,其最佳添加量应控制在0.001~0.003wt.%范围。对钎剂残渣的XRD分析结果和化学反应热力学计算表明,微量Ga2O3的添加,一方面能够促进CsF-RbF-AlF3钎剂溶解、反应去除6063铝合金和Q235低碳钢表面的氧化膜;另一方面,在钎焊过程中,由于Ga2O3被还原成金属Ga,Ga元素具有“集肤效应”,富集于钎料和母材的界面,大大降低了钎料与母材间的界面张力,从而促进了钎料在母材上的润湿、铺展。     

Al2O3P/Al复合材料钎焊的试验研究

针对Al2O3P/Al复合材料，选用铝基HL401作钎料，选用QJ201为钎剂，在炉中氩气保护下进行钎焊．试验研究了其焊接工艺参数对接头强度的影响。试验表明：采用炉中氩气保护下钎焊Al2O3P/Al复合材料完全可行，用所选择的合适的钎料和钎剂，在优化的工艺参数条件下可获得优质的焊接接头。     

Al-Si-Cu-Zn急冷钎料钎焊铝及铝合金的界面结构及强度

采用Al70Si7.5Cu20Zn2.5和Al65Si10Cu20Zn5两种急冷钎料钎焊L2纯铝和6063铝合金,研究钎焊接头的界面微观结构和力学性能.结果表明,急冷钎料钎焊接头由母材、界面区和钎缝中心组成.界面区为αAl固溶体,钎缝中心组织为αAl固溶体 θ(Al2Cu)相 Si相.采用Al65Si10Cu20Zn5急冷钎料钎焊的接头抗剪强度均高于Al70Si-7.5Cu20Zn2.5急冷钎料钎焊的接头强度;匹配氯化物钎剂钎焊的接头强度均高于氟化物钎剂.在相同的工艺条件下,采用急冷钎料钎焊的L2纯铝接头,其抗剪强度都明显高于相应的常规钎料,其增加值在40%左右.     

LY12铝合金中温钎焊技术

采用改进的KF -CsF -AlF3 中温无腐蚀钎剂与Ag -Al-Cu -Zn中温钎料实现了对LY12铝合金的中温钎焊 ,钎焊接头的抗剪强度可达到母材强度的 80 % ,对接接头钎缝的抗拉强度可达到母材强度的 70 % ,突破了“热处理强化铝合金通常不能钎焊”的传统论断。     

真空热处理对Al2O3陶瓷化学镀Ni-P膜及金属钎焊接头的影响

采用化学镀Ni-P膜法金属化Al2O3陶瓷,并用63Sn-34Pb-2Ag-1Bi钎料膏实现了95%Al2O3陶瓷与45钢之间的低温钎焊.为提高镀膜结合强度并最终提高钎焊接头强度,钎焊前对镀膜陶瓷进行真空热处理.研究了钎焊前真空热处理对Ni-P膜显微组织、钎焊接头显微结构及其强度的影响.结果表明,150～650 ℃高真空热处理会改变Ni-P膜的显微组织,且适当热处理可显著提高钎焊接头强度,在350℃保温1 h可使接头剪切强度到达最高值38 MPa.接头显微结构一般为Al2O3陶瓷/Ni-P镀层/扩散层Ⅰ/富Sn层/钎缝金属层/扩散层Ⅱ/45钢.剪切断裂主要发生在Al2O3陶瓷/Ni-P镀层界面附近,少量扩展到钎缝金属中.     

LY12铝合金中温钎焊技术

采用改进的KF—CsF—A1F3中温无腐蚀钎剂与Ag—A1—Cu—Zn中温钎料实现了对LYl2铝合金的中温钎焊，钎焊接头的抗剪强度可达到母材强度的80％，对接接头钎缝的抗拉强度可达到母材强度的70％，突破了”热处理强化铝合金通常不能钎焊”的传统论断。     

中间层对高体积分数SiCp/Al复合材料真空钎焊的影响

采用铜箔、Al-Si-Mg及Al-Si-Mg/Cu/Al-Si-Mg(简称ACA)3种不同中间层对高体积分数45%SiC_p/Al复合材料进行真空钎焊连接研究.通过SEM,EDS及XRD等方法对钎缝的微观结构及界面组织进行了分析,研究了中间层种类对钎焊接头微观结构、界面组织以及连接强度的影响,阐明了不同中间层钎焊连接45%SiC_p/Al复合材料的界面形成过程及接头断裂机制.结果表明,ACA中间层兼具了铜和Al-Si-Mg钎料的优点,可降低钎料的液相线,增加其流动性,通过Cu原子优先在铝合金基体与其氧化膜的界面处扩散发生共晶反应,增强钎料的去膜作用,从而实现高体积分数45%SiC_p/Al复合材料的高质量连接.     

铜/铝钎焊用Zn-Al钎料的电化学腐蚀性能研究

采用铸锭冶金法,在高频感应炉中制备了铜/铝钎焊用Zn-22Al钎料,通过浸泡腐蚀试验、电化学腐蚀试验对添加Mg元素的钎料的耐蚀性能进行了评价分析,并探讨了其腐蚀机理.研究结果表明,添加Mg元素可显著提高钎料基体的电极电位,从而显著提高钎料本身的耐腐蚀性能,并不会显著降低铜/铝接头的强度.加入Mg元素的Zn-22Al钎料,配合CsF-AlF3无腐蚀中温钎剂,采用高频感应加热钎焊连接铜/铝管,通过浸泡腐蚀试验后,仍可获得高剪切强度的接头.     

铝铜钎焊用Zn-Al钎料的研究

研究了Al含量对铝铜异种金属钎焊用Zn-Al钎料的铺展性能和铝铜焊接接头强度的影响。结果表明。Al含量在15wt％以上时,钎料在铜上铺展性较好,含Al10wt％左右的钎料所焊铝铜接头的强度最好。采用含Al10wt％的Zn-Al钎料。配合CsF-AlF3无腐蚀中温钎剂,采用高频感应加热钎焊连接铜铝管,能获得高压下不漏气的理想接头。