重庆高真空钎焊

    5005铝合金与1Cr18Ni9Ti的真空钎焊分析5005铝合金与1Cr18Ni9Ti的真空钎焊分析张丽霞，孟德强，郑文龙，冯吉才(哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室，哈尔滨150001)摘要：采用Al-Si-Mg钎料成功实现了5005铝合金与1Cr18Ni9Ti不锈钢的真空钎焊，借助扫描电镜、能谱分析仪和X射线衍射仪对焊后接头界面进行分析，同时对接头抗剪强度进行测试.结果表明，焊后接头界面结构从1Cr18Ni9Ti不锈钢侧到5005铝合金侧的界面依次为FeAl，FeAl3，FemAln+αAl.随着钎焊温度的升高或保温时间的延长，接头抗剪强度均呈现先升高后降低的变化趋势.当钎焊温度为580℃，保温时间为15min时，接头抗剪强度达到比较大值49MPa.接头断裂形式受钎焊温度的影响，当钎焊温度较低时，接头断裂于铝合金侧氧化膜层及FemAln+αAl反应层；温度升高至580℃时，接头断裂于FemAln+αAl反应层中，接头抗剪强度比较高.关键词：5005铝合金；1Cr18Ni9Ti不锈钢；真空钎焊；界面；抗剪强度0序言随着航空、航天、汽车、机械制造以及化学工业的发展，5005铝合金因其密度小、热导率和电导率高等优点，成为应用**的有色金属材料之一.但由于5005铝合金熔点和强度较低，且在碱性环境中的耐腐蚀性较差的问题。泰州液冷板真空钎焊哪个品牌性能好，有需要联系常州三千科技有限公司。重庆高真空钎焊

    它们的化学成分分别见表1和表2所示.试验前，利用线切割方法将1Cr18Ni9Ti不锈钢和5005铝合金分别加工成30mm×10mm×mm和7mm×7mm×5mm的试样.试验使用的钎料为150μm厚的Al-Si-Mg箔状钎料，其化学成分见表3所示.表15005铝合金的化学成分(质量分数，%)Table1Chemicapositionsof5005aluminumalloy～表2不锈钢的化学成分(质量分数，%)Table2Chemicapositionsof1Cr18Ni9TistainlessrNiMnPSFe<><><><>表3Al-Si-Mg钎料的化学成分(质量分数，%)Table3ChemicapositionsofAl-Si-MgSiFeCuMgZnAl11～钎焊前，使用砂纸对待焊母材表面进行逐级打磨，并使用**溶液对母材进行超声清洗.为去除铝合金表面氧化膜，在40℃条件下，用NaOH稀溶液进行超声碱洗，再用稀HNO3溶液进行酸洗.文中采etorr6-1650-15T真空扩散焊机进行钎焊试验，钎焊温度为560～590℃，保温时间为5～25min.焊后采用扫描电镜(SEM，S-4007)观察界面及断口形貌；用旋转阳极X-射线衍射仪(XRD，D/max-rb)对界面产物进行物相分析，确定反应产物；采用INSTRONMODEL5569电子万能试验机进行压剪测试.2试验结果与分析钎焊接头的界面分析图1为钎焊温度580℃，保温时间15min时接头的微观形貌.从图1中可知。湖南钛真空钎焊本地液冷板真空钎焊哪个品牌性能好，有需要联系常州三千科技有限公司。

    真空钎焊具有尺寸变形小、焊后不需要清洗、可以实现多条焊缝、多个零件同时焊接、绿色环保的优点,复杂精密的铝合金硬钎焊零件可以选用真空钎焊方法。为制定这类复杂精密铝合金零件的真空钎焊工艺和检验规则,我们对影响铝合金真空钎焊质量的因素进行了系统地实验研究,本文对这些影响因素进行归纳总结。1、钎焊材料、钎剂铝的化学活性强,通常表面有一层极为致密的氧化膜,氧化膜的性质非常稳定,在旧膜被破坏时,能迅速形成新膜。钎焊时需要钎剂破坏这层膜,否则熔化的钎料不能与母材润湿。铝真空钎焊使用适量镁粉作钎剂,利用镁蒸汽对铝氧化膜的置换与破坏作用来改善钎料的润湿性。镁蒸汽的渗入还会降低钎料与母材间的界面张力,从而增强了钎料的润湿能力。实验表明,母材和钎料表面的氧化膜在入炉前清理不彻底或在加热时又发生了一定的氧化,就会焊接不上;若使用较多的镁粉,又会导致钎料漫流,损害零件的粗糙度,焊缝截面焊接圆角半径也不易控制,镁粉会污染真空系统,需要及时清洁真空系统。而使用Al-Si-Mg钎料,若在入炉前能够彻底清理母材和钎料表面的氧化膜,适当控制升温速率,在450℃左右停留30min以上,尽可能多地排除空气,在整个升温过程中维持压强≤1×10-3Pa。

    复合板、大翅片、小翅片、大封条、小封条在进行定型、定尺加工后的尺寸偏差配合必须得到有效保证。翅片应控制在正偏差范围,封条则应控制在负偏差范围。否则无法保证装配后复合板在与封条紧密配合后,再与翅片间有适宜的接触面积即钎缝间隙,易造成虚焊、钎缝不连续或未焊合现象。(3)结构件表面粗糙度及其形状结构件表面粗糙度影响毛细力。一般说来,表面过于光滑,钎料难以在整个接触面积上分布均匀,由此产生的空穴会使钎焊强度降低,特别是封条的表面粗糙度。为了保证钎料均匀分布于接触焊缝上,结构件的钎焊面应有适宜的粗化。通常,表面粗糙度参考值可选Ra0·7mm~2·0μm的平方根为宜。另外,封条的内侧应制成30°的倒角,有利于在真空钎焊时降低焊料的表面张力,增加润湿性,减少钎焊缺点。(4)夹具的夹持力由于换热器装配后采用不锈钢夹具进行夹持,而不锈钢夹具的热膨胀系数小于铝合金制品的,故夹紧力太大,易造成钎焊后翅片弯曲倒伏;夹紧力太小,翅片易松脱。故应根据具体换热器的结构设计设定适宜的夹紧力。(1)钎料层化学成分中主要元素的影响Si含量:复合板的钎焊性能体现在钎料层的流动性、润湿性、间隙填充能力和焊接强度。在Al-S合金二元相图中,温度达577℃、w(Si)=11·7%时。辽宁官方授权经销液冷板真空钎焊，有需要联系常州三千科技有限公司。

    这与能谱分析结果一致，证明接头界面主要由Fe-Al金属间化合物组成.图2接头处的XRD谱XRDpatternofzonesforjs查阅相关文献得知，在钎焊加热的初始阶段，Al-Si-Mg钎料中的Mg能够以蒸汽的形式渗入铝合金表层与扩散进入铝合金表层的Si形成低熔点的Al-Si-Mg液相，液相形成破坏了氧化膜与铝合金的结合，达到了去除氧化膜的目的[6]，保证钎料在铝合金表明有较好的润湿性.随着加热温度的逐渐升高，液态钎料中的Al元素与不锈钢中的Fe元素相互扩散，形成富铝相FeAl3(式(1))，该反应会释放大量的热[7]，造成反应区局部温度升高，当温度高于共晶温度655℃时，FeAl3与Al形成共晶液相L(式(2)).随着反应进行，不锈钢中Fe元素不断溶解，在界面处聚集并向远离界面处不断扩散，使得液态钎料中Fe元素含量逐渐增加[8]，根据Fe-Al二元相图可知，随着温度的升高，Fe元素在Al元素中的溶解度不断升高，会使得界面处有Fe2Al5金属间化合物生产，但由于Fe2Al5不稳定，会与Al继续反应生成FeAl和FeAl3(式(3)).但当钎焊温度较低或保温时间较短时，在钎缝中可以观察到残留的、尚未来得及反应的黑色Fe2Al5相(图3和图5).Fe+Al→FeAl3(1)FeAl3+Al→L(2)Fe2Al5+Al→FeAl3+FeAl(3)伴随着上述反应的进行。操作性能好液冷板真空钎焊二手价格，有需要联系常州三千科技有限公司。电极真空钎焊材料

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    3、钎焊工装夹具工装夹具应设计成装配位置尺寸精度高和具备装夹力可以调整的功能,工装夹具使用1Cr18Ni9Ti较好,在钎焊温度时夹具有一定的弹性,使焊缝连接处有合适的间隙,形成毛细现象吸附住熔化钎料,缝隙太大就保持不住钎料。挥发的钎料在螺纹牙间会形成毛细吸附末尾凝固在牙间,拆卸不下来。螺栓应使用粗牙螺纹。工装夹具在次使用前还应在空气炉中先加热氧化一次,以减少钎料对其的润湿性,降低对辐射热的反射率。我们攻关前期用的钎焊实验的工装夹具的热容量大,钎料不熔、漫流、漏焊、熔蚀等缺点不断出现,即使调整其它工艺参数也无法避免。经观察分析,原因为真空钎焊是辐射传热,零件的升温和降温速率受工装夹具热容量的影响较大,升温和降温速率小,这相当于升温速率慢和保温时间长,相对应的钎焊缺点就不可避免。后镂空该工装、开设减重孔,使其重量降低了50%多,经实验钎焊缺点消除,钎焊效果良好。在不损害刚度的前提下应尽量减少工装的热容量,可以靠减轻工装重量和使用密度小、比热容小的材料来实现,比如石墨。4、钎焊工艺、铝合金真空钎焊的工艺流程铝合金真空钎焊的工艺流程:钎料裁剪→钎焊件母材和钎料表面的氧化膜去除→钎料固定→装配→真空钎焊→检验。重庆高真空钎焊

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