粉末冶金法制备铝合金钎料的研究

采用粉末冶金法制备铝合金钎料,研究了粉坯压制力、烧结过程及热挤压工艺对铝合金钎料相对密度的影响规律。结果表明:提高压制力能使粉坯密度增大,烧结过程难以使粉坯致密化,而热挤压能够大幅度提高材料的密度,其最大相对密度达到96.7%。

Si相形貌对4012铝合金钎料钎焊性能的影响

利用金相显微镜(0M)、扫描电子显微镜(SEM)等观测方法,研究不同Al-20Si中间合金制备的4012铝合金钎料钎焊性能。结果表明,初晶硅形貌为片状的中间合金能提高4012铝合金钎料钎焊温度,并且重熔后钎料的微观组织保留着熔化前的组织特征,证明了Si相形貌的遗传性。

Sc的添加对Al-Si-Cu系铝合金钎料性能的影响

研究了Sc元素的添加量对Al-Si-Cu钎料的微观组织、熔化温度、铺展性能和力学性能的影响。结果表明,在Al-8.5Si-20Cu-10Ge钎料中添加Sc元素,可以改善钎料的微观组织,钎料的熔化温度基本不变,在铝板上的铺展性能明显改善,钎焊接头强度得到提高。当Sc的质量分数为0.3%时,钎料在铝板表面铺展性能最佳,继续增加Sc含量,钎料铺展面积将减小。当合金中加入质量分数为0.1%的Sc元素后,钎焊接头的剪切强度可以达到71.78 MPa,相比不加稀土元素的钎焊接头强度提高了28.64%。

稀土元素Y与Cu复合添加对Al-Mg-Si系钎料性能的影响

采用Al-Mg-Si系钎料,通过添加不同量的Cu元素和稀土元素Y,研究了钎料的DSC曲线、显微组织、铺展性能,以及钎焊接头的组织性能。结果表明,Cu元素显著影响钎料的液相温度线,而Y却影响不大。钎料添加Y后,组织得到细化和均匀化,强度提高。Y可以显著增大钎料的铺展面积,提高焊接接头的力学性能,细化焊缝组织,减少钎焊缺陷。

低熔点耐蚀Al-Si-Cu-Ge系钎料的研究

为开发一种新型的适用于钎焊6063铝合金的低熔点耐蚀钎料,采用DSC熔点测定、电化学试验、组织分析和接头抗剪切试验方法,筛选综合性能较好的钎料成分。由试验结果得出,优选出熔点为530℃的Al-8.5Si-20Cu-5Ge-3Ni-0.2Er钎料为综合性能较好的钎料。添加Ni可以提高钎料的腐蚀电位,降低腐蚀倾向。添加稀土Er可以细化钎料组织,细化块状初晶Si的大小,使尖锐的针状Al2Cu金属间化合物的形态转变为棒状。稀土元素Er能促进结合界面处原子扩散,并提高接头的抗剪切强度。

Cu,Sn,Ni对Al-Si基钎料性能的影响

Si元素和Cu元素对钎料液相线温度的影响最大,两者的加入会明显降低钎料熔点。随合金元素含量的增大,合金由非一致性熔化逐渐转变为一致性熔化,进而减小了熔化温度范围。在钎料中添加Sn元素会显著降低其耐蚀性,而Ni元素则会提高钎料的耐蚀性能和力学性能,其质量分数在2%左右为宜。对钎料的组织分析说明,其中主要相为α(Al)相、θ(CuAl_2)相和块状初晶Si相。Ni的加入起到了细化晶粒的效果,并会提高钎料的耐蚀性和力学性能,θ(CuAl_2)相和Al_6Cu_3Ni相则会因为Cu含量的增加而增多。

Al-Si-Cu-Ge钎料性能的研究

通过熔炼方法制备了一系列不同Ge含量的低熔点的Al-Si-Cu-Ge钎料。利用示差扫描量热仪(DSC)对钎料的熔化区间及显微组织进行分析和判定;研究上述钎料的铺展性能并通过感应钎焊方法实现2A12的焊接;通过接头抗剪强度评价钎料的力学性能。结果表明,加入Cu、Ge能够显著降低钎料熔点;能够与Al形成化合物,从而降低表面张力,极大地改善钎料的润湿性能;但随着Ge含量的增加,由于焊缝中脆性相的增加,导致焊后接头抗剪强度下降。

Formation and elimination of burst phenomenon in ultrasonic-assisted resistance brazing

A two-step ultrasonic-assisted brazing method and its associated apparatus were developed to make 6063 aluminum alloys joints with Al-Si-Mg filler metal. The burst phenomenon and the effect of ultrasonic direction and time, as well as the welding joint geometry on the burst phenomenon were investigated. The results show that the burst phenomenon occurs in the liquid filler metal under the effects of high current density, heat, and interaction force. The burst phenomenon is eliminated when the oxide film on the edge of the cross-section of the two parent metals is removed with more than or equal to 6 s ultrasonic time. A model of formation and elimination for burst was proposed, through which the blasting phenomenon can be controlled by changing the ultrasonic time and the geometrical shape of the welded joint.