A1-Si-Cu-Ce钎料钎焊的铝合金／不锈钢接头的组织与性能.pdf

学兔兔 锄 生产应用 r蜉搭 Al—Si—Cu—Ce钎料钎焊的铝合金／不锈钢 接头 的组织与性 能 四川大学 制造科学与工程学院(成都市 610065) 孙力力 李 宁 颜家振 苑 博 摘要 制备了含ce的Al—si-cu系列钎料 ，用于6061铝合金和 1Crl8Ni9Ti奥氏体不锈钢异质钎焊的研究。采 用差示扫描量热法(DSC)和铺展润湿性试验分析稀土 Ce对钎料熔化特性及在6061铝合金表面铺展润湿性的影 响。利用万能拉伸试验机测试钎焊接头的力学性能，使用 SEM，EDS等方法分析钎缝的微观组织，探究 ce对钎缝 组织及力学性能的影响。研究表明：加入少量的Ce(≤3．0％，质量分数)不改变 Al—si-cu钎料熔点，但使钎料熔化 温度区间变窄，提高钎料流动性及在铝合金表面的铺展性。不同ce含量对钎焊接头的力学性能影响不 同。当钎 料中ce含量为 1．0％(质量分数)时，钎缝微观组织细化，钎焊接头剪切强度最高，达到118MPa；当钎料中ce含量 为3．O％(质量分数)时，钎缝组织中针状富ce脆性化合物相明显增多，钎焊接头剪切强度降低为92MPa。 关键词 ：6061／1Crl8Ni9Ti异质钎焊 高频感应 AI-Si-Cu钎料 Ce 中图分类号 ： TG454 产生Si元素偏析，钎焊接头强度较低 J。在铝硅钎料 0 前 言 中加入稀土元素，可有效改变钎料中的初晶硅和共晶 随着航空航天、汽车、现代交通、家电等行业的快 硅的形态和大小 J，提高铝硅钎料的力学性能。因 速发展，铝及铝合金得到了越来越广泛的应用，同时铝 此，文中通过在铝硅铜钎料中加入不同含量的稀土铈， 及铝合金与不锈钢结构的连接也变得越来越常见和重 研究了铈对铝硅铜钎料的钎焊工艺性、钎焊接头力学 要 I2』。但由于铝及铝合金与不锈钢的物理化学性质 性能和焊缝微观组织的影响。 相差很大，并且在熔焊时焊缝中易于生成Fe．Al金属问 1 试验方法 化合物，增大焊接接头的脆性_3j。因此，铝及铝合金与 不锈钢多用钎焊的方法实现可靠连接。 试验用母材为退火态 的 6061铝合金板材和 A1．si．cu钎料因其较低的熔点及优异的工艺性能， 1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢板材。其物理和力学性能如 在铝合金钎焊中得到了广泛的应用。但该钎料中容易 表 1所示。 表 1 6061铝合金和 1Crl8Ni9Ti不锈钢的物理和力学性能 文中炼制的钎料基础成分为A1—5Si．26Cu。其中，1 钎料不含 Ce，2钎料含 Ce1．0％(质量分数)，3钎料含 ce3．0％(质量分数)。所用钎剂为KF—AIF3粉状钎剂。 钎焊过程在高频感应真空钎焊炉中进行。母材尺 寸及装配如图1所示，钎剂涂覆于钎料表面，焊接 电流 为670A。为防止钎焊时产生放电现象，钎焊过程需在 氩气保护下进行。 收稿日期：2013—09—25 图1 钎焊装配图 2013年第 12期 47 学兔兔 利用差示扫描量热法 (DSC)分析钎料熔化特性。 铺展润湿性试验：秤取0．5g钎料置于已经处理好的 6061铝合金表面(图2)，钎料表面涂覆钎剂后放于高 芋 频感应真空钎焊炉中，在氩气保护下加热，