EBSD analysis on aluminum brazing sheet for automotive heat exchangers

Grain boundary character distribution (GBCD) in the vicinity of clad-core interface in annealed aluminum brazing sheet was investigated by EBSD technique. The results show that, with the increase of annealing temperature, the frequency of special boundaries increases, but the random boundary network can not be fragmented by special boundaries. This means that Si diffusion in annealed sample may not be reduced during brazing. The results also indicate that the modified microstructure of the core, with coarse grains distributed parallel to the rolling direction and broken random boundary network by high frequency of special boundaries, would enhance the brazeability by suppressing the excess Si grain boundary (GB) diffusion from the cladding to core material.

3003/6A02/3003高强度铝合金复合板钎焊及人工时效工艺研究

以6A02铝合金为芯层,3003铝合金为两侧包覆层,经熔铸、复合、热轧、冷轧及成品退火制备了厚度为1.5 mm的三层铝合金复合板。在600℃温度下模拟钎焊后,进行空冷和水冷,并分别在160℃、170℃、180℃、190℃、200℃保温2 h人工时效。结果显示,空冷方式下,人工时效温度为190℃时,复合板的抗拉强度、屈服强度、显微硬度最高,分别为297.1 MPa、251.8 MPa、115.0 HV;200℃时已出现过时效。水冷方式下,人工时效温度为200℃时,复合板的抗拉强度、屈服强度、显微硬度最大,分别为320.7 MPa、291.3 MPa、122.5 HV。钎焊后芯层晶粒相对于钎焊前略微长大,人工时效后并未进一步长大,在芯层中的粗大第二相为基体残留的AlFeSiMnCu相。

铝合金真空钎焊连接研究

采用真空钎焊,实现了4045/3003/4045铝合金复合板的有效连接。利用扫描电镜和万能拉伸试验机对不同保温时间连接接头的微观组织和力学性能进行了分析。结果表明：在610℃保温10-40 min,接头的抗拉强度出现先升高后降低的现象,在保温30 min时,抗拉强度最高达94 MPa。在接头焊缝区域出现了不同程度的溶蚀现象,接头断口呈现脆性断裂形貌。

AlSi5/镀锌钢CMT熔钎焊微观组织研究

利用CMT焊接技术,以ER4043(AlSi5)焊丝作为填充金属在镀锌钢板上进行表面堆焊试验,在保证AlSi5熔化的基础上,基体仅少量熔化,研究焊接参数对焊道表面成形和截面显微组织的影响。结果表明,采用CMT焊接技术所得AlSi5焊道表面成形均匀,有金属光泽,基本无飞溅生成。当焊接速度为100 cm/min、送丝速度为4 m/min及焊接速度为80 cm/min、送丝速度为3.5 m/min时,在AlSi5焊道/基体界面形成一定厚度的Fe-Al金属间化合物层;增加送丝速度,减小焊接行走速度会加速界面金属间化合物层的形成。发现在焊道两侧润湿铺展前沿形成富锌区,部分位置含锌量达到40 wt%左右。

新型3×××铝合金真空钎焊的试验研究

为适应换热器产品升级换代而研发出一种新的Al-Mn合金,该合金是在3003铝合金的基础上适当添加Zr、V、Cr、Ti等合金元素,以改善箔材的抗高温塌陷性能。本试验利用蔡司光学显微镜和扫描电子显微镜等对该新型铝合金和434合金复合板的钎缝微观组织进行观察分析,确定该合金合适的真空钎焊制度,进而探明其真空钎焊机制。

基于VOF模型的铝钎焊板钎料流动成形的数值模拟

采用VOF多相流模型,应用Fluent软件对炉中钎焊过程中铝钎焊板十字接头的钎角成形进行模拟研究,讨论了钎焊温度、钎缝间隙等因素对钎角成形的影响规律,并进行了试验验证.结果表明,该模型较好的模拟了钎角的形状以及温度对钎角成形的影响规律,从而验证了模型的可靠性.同时发现温度对钎角成形有较大影响,温度较低(590℃)时,钎料润湿性不足,铺展长度较小;温度过高(610℃)时,钎料流失加剧,铺展长度减小,600℃为最佳温度.接头短间隙过小容易导致钎料聚集,长间隙过大会抑制钎缝的毛细作用,均不利于钎料铺展,等间隙更有利于钎角成形.

铝合金钎焊板(箔)热轧复合工艺研究

揭示基体金属和焊层金属在热轧时的复合机理及成形规律,根据金属轧制过程中的变形规律,研究了热轧过程中及冷轧过程中包覆层的厚比变化规律,研究了铝合金钎焊板(箔)热轧复合工艺,开发出满足使用要求的铝合金钎焊板(箔)。

热轧4343/3003/7072铝合金钎焊板的组织与性能

采用热轧复合工艺生产4343/3003/7072铝合金钎焊板,利用光学显微镜、电子拉伸试验机和扫描电镜,研究了铝合金钎焊板的包覆率、显微组织和力学性能。结果表明,铝合金钎焊板的包覆层合金厚度均匀、复合界面平整,铝合金钎焊板中4343和7072铝合金包覆层的包覆率分别为9.0%和8.1%,铝合金钎焊板的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为118.62 MPa、56.21 MPa和32.48%。

预拉伸对5层铝热传输材料焊后耐熔蚀性能的影响

通过预拉伸与模拟钎焊试验以及光学显微镜、偏振光学显微镜对显微组织的观察,研究预拉伸变形量对5层铝合金热传输材料焊后熔蚀性能的影响。结果表明,2.5%的预拉伸加深了材料的熔蚀程度,5%与7.5%的预拉伸显著提高了材料的抗熔蚀性能,而10%的预拉伸对提高材料抗熔蚀性能的作用又有所降低,但与未拉伸材料相比有所改善。其中7.5%预拉伸的材料焊后其抗熔蚀性能最佳。

微观组织对复合钎焊铝箔抗下垂性的影响

借助于光学显微镜、扫描电镜和EBSD等手段,研究了芯材再结晶组织对复合钎焊铝箔抗下垂性能的影响。结果表明,在钎焊过程中皮材发生熔化,低熔点Al-Si共晶相从皮材向芯材渗入,降低了扩散层的熔点,使得在高温中支撑材料强度的芯材厚度降低,不利于抗下垂性能。而存在较小析出相的试样由于析出相钉扎亚晶界和位错运动,阻碍再结晶,最终形成沿轧向分布的长条状再结晶组织,Al-Si相渗入深度较小,材料的抗下垂性较好,且钎焊后的强度和伸长率并未有明显的降低。

芯材组织对复合钎焊铝箔扩散凝固现象的影响

4343/3005/4343复合钎焊铝箔在钎焊过程中会发生皮材中的Si向芯材渗透的现象,在皮材-芯材界面上的这种效应会影响复合钎焊铝箔的连接性能及力学性能。采用差热扫描(DSC)分析了芯材组织对4343/3005/4343复合钎焊铝箔在钎焊过程中的扩散(等温)凝固现象的影响。结果发现,熔融4343皮材可在605℃保温过程中完全凝固。芯材组织显著影响扩散凝固过程。芯材为细小等轴晶粒组织,605℃保温30min熔融皮材完全凝固。对于粗大长条晶粒的芯材,由于晶界密度小且小角度晶界比例高,会显著降低Si的扩散速度,605℃保温30min后仍保留50%左右的熔融皮材。经120min保温后,熔融皮材才完全凝固。