【摘 要】
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目前,Al-Si系钎料被广泛用于6061铝合金真空钎焊。由于该钎料的钎焊温度高于6061铝合金的固相线,极易使母材产生溶蚀、晶粒长大等现象,导致接头性能降低。本文用熔点相对较低
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目前,Al-Si系钎料被广泛用于6061铝合金真空钎焊。由于该钎料的钎焊温度高于6061铝合金的固相线,极易使母材产生溶蚀、晶粒长大等现象,导致接头性能降低。本文用熔点相对较低的Al-Mg-Si-Cu(Y)低熔点合金钎料替代了传统的高熔点Al-Si合金焊剂,探讨了Cu含量对焊接组织、力学性能以及钎料与母材合金润湿性的影响,优化出了较佳的合金成分点。研究表明:传统的高熔点Al-Si合金焊剂钎焊温度为608℃,保温时间为70min的真空钎焊工艺下焊接6061铝合金棒,但该温度下极易使焊接接头产生缺陷;随着Cu含量的增加Al-Si-Mg-xCu钎料的液相线温度随之降低,当Cu的含量超过12%后,液相线趋于平稳,Cu含量增加对固相线的影响不大,熔化温度区间随着Cu含量的增加变小;Cu含量的增加使Al-Si-Mg-xCu钎料在66061铝合金板上的流铺面积先增大后减小,Cu含量为12%时,钎料的流铺面积最大;Al-Si-Mg-xCu钎料主要由a-Al、初生相Si、Al2Cu相、Al4Cu2Mg8Si7相构成,钎料中的Al2Cu相随着Cu含量的增大而变得粗大,钎料中相的形貌和分布基本不变;Al-Si-Mg-xCu/6061铝合金焊缝显微组织由大量的α-Al和少量的单质Si、Al2Cu、Mg2Si构成,保温70min后,钎料与母材之间的原子互相扩散程度比较高,整个焊缝的元素含量分布比较均匀;Cu和Si在母材中扩散很均匀,焊缝的硬度变化不大;Al-Si-Mg-xCu/6061铝合金接头的抗拉强度在82MPa~93Mpa之间,抗拉强度呈先增大后减小的趋势,当Cu含量为12%时,接头抗拉强度达到最大93Mpa;添加质量分数为0.5%的稀土Y对钎料Al-Si-Mg-xCu-0.5Y(x=10、12)的固液相线温度基本没有影响,Al-Si-Mg-12Cu-0.5Y的熔化温度区间为516.6℃~550.7℃;稀土Y可以有效的细化Al-Si-Mg-xCu-0.5Y(x=10、12)钎料的显微组织,从而提高接头强度,Al-Si-Mg-12Cu-0.5Y钎料的接头抗拉强度为最大103Mpa,随着稀土Y的添加,钎料的表面张力降低,钎料的铺展面积增大,Al-Si-Mg-12Cu-0.5Y钎料的铺展面积为最大372mm2。这一发现对钎焊而言是至关重要的,即稀土不仅能够改善钎料的组织,更能改善材料的钎焊连接性,最终会影响到焊接材料的力学性能。
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