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    分析了铝合金板式换热器构件的预处理工艺、装配状况、复合板化学成分、钎料层厚度、真空钎焊工艺及工作环境等,找出了导致铝合金板式换热器泄漏的原因。关键词:铝合金;换热器;真空钎焊;泄漏;工艺中图分类号:TG146·21文献标识码:A文章编号:1007-7235(2009)03-0047-04铝合金板式换热器(以下简称换热器)属压力容器,在其应用过程中必须满足相应的承压要求。由于其结构特点,其焊接过程只有通过真空钎焊方式才能实现。真空钎焊是在真空状态下,对结构件进行加热和保温,使钎料在适宜的温度和时间范围内熔化,在毛细力作用下与固态金属充分浸润、溶解、扩散、焊合,从而达到焊接目的的一种先进焊接方法。真空钎焊的突出优点是可连接不同的金属、实现复杂结构的同时焊接,焊接后的焊接头光洁致密、变形小且具有优良的力学性能和抗腐蚀性能。然而,真空钎焊对换热器的结构设计、装配质量,铝合金复合板(以下简称复合板)的化学成分、钎料层厚度,钎焊工艺制度、工作环境等的要求甚为严格,否则,极易出现翅片弯曲倒伏、钎缝不连续、虚焊、熔蚀、直至泄漏等质量缺点。其中,泄漏属重大质量缺点。(1)备料:对复合板、翅片、封条等进行定型、定尺加工。。官方授权经销液冷板真空钎焊来电咨询，有需要联系常州三千科技有限公司。惠山区真空钎焊

    申志康,张忠科.铝和镀锌钢板的搅拌摩擦焊搭接分析[J].焊接学报,2011,32(12):[J].TransactionsoftheChinaWeldingInstitution,2011,32(12):97-100.[3]傅莉,毛信孚,史学芳.LF6防锈铝与HR-2抗氢不锈钢摩擦焊接[J].焊接学报,2003,24(1):[J].TransactionsoftheChinaWeldingInstitution,2003,24(1):9-14.[4]钱乙余,董占贵,石素勤,等.铝接触钎焊的成缝行为[J].焊接学报,2001,22(5):[J].TransactionsoftheChinaWeldingInstitution,2001,22(5):13-16.[5]吴铭方,司乃潮,陈健.铝/镀银层/钢的扩散钎焊及界面化合物的生长行为[J].中国有色金属学报,2010,20(6):[J].TheChineseJournalofNonferrousMetals,2010,20(6):1209-1213.[6]马海军,李亚江,王娟.Al/Cu异种有色金属的真空钎焊工艺[J].焊接技术,2007,36(1):[J].TransactionsoftheChinaWeldingInstitution,2007,36(1):36-38.[7]RabinBH,[J].MaterialsScienceandEngineeringA,1992,153(1):706-711.[8]王兴庆.反应烧结制取铁铝系金属间化合物的分析[D].长沙:中南大学,2002.收稿日期：2015-01-24基金项目：清华大学先进成形制造教育部重点实验室开放基金资助项目(2010007)作者简介：张丽霞，女，1977年出生，博士，教授。辽宁铁基真空钎焊天津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。

    接头残余应力增大，在不锈钢侧出现了贯穿性裂纹.图4不同保温时间时接头的显微Microstructuresofjsbrazedatdifferentholdingtime工艺参数对接头性能的影响图5a所示为保温时间15min，钎焊温度对接头抗剪强度的影响.随着钎焊温度的升高，接头抗剪强度呈现先升高后降低的变化趋势.当钎焊温度为580℃时，钎料反应适当，焊缝无缺点，接头抗剪强度达到比较大值为49MPa.图5b所示为钎焊温度590℃时，保温时间对接头抗剪强度的影响.可以看出，保温时间对接头抗剪强度的影响与钎焊温度对接头抗剪强度的影响类似，随着保温时间的延长，钎料充分熔化，与两侧母材的反应程度增加，接头抗剪强度逐渐升高，但当保温时间过长时，接头残余应力增大，界面处产生了贯穿性裂纹，接头抗剪强度降低.图5工艺参数对接头抗剪强度的影响Effectofthcessparametersoearstrength钎焊温度对接头的断裂方式和断裂形貌具有明显的影响.采用光学显微镜对不同钎焊温度的压剪断口试样进行观察，结果如图6所示，其中图6a和图6b所示为保温时间15min，钎焊温度为570℃，580℃的试样断口形貌.由图6a可知，当钎焊温度为570℃时，由于钎料的去氧化膜效果不够充分，母材表面的氧化膜仍有较多的残留。

    接头主要断在FemAln+αAl反应层和铝合金侧氧化膜层.当钎焊温度升高到580℃时，接头断裂位置发生变化，断裂只发生在FemAln+αAl反应层处，此时接头抗剪强度达到比较大值.3结论(1)采用Al-Si-Mg钎料钎焊5005铝合金与1Cr18Ni9Ti不锈钢，当钎焊温度为580℃，保温时间为15min时，接头界面结构为1Cr18Ni9Ti不锈钢/FeAl/FeAl3/FemAln+αAl/5005铝合金.(2)当钎焊工艺参数较低时，5005铝合金表面存在残余氧化膜，因此焊缝中有明显裂纹或气孔缺点出现；当钎焊温度升高至580℃，焊接缺点消失，焊缝成形良好；当钎焊工艺参数进一步增加，由于焊接热输入量过大，界面反应过分，接头存在较高残余应力，焊缝产生了明显裂纹.图6接头断口形貌Structureofjbrazedatdifferencessparameters(3)随着钎焊温度的升高或保温时间的延长，接头抗剪强度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，接头获得比较大抗剪强度49MPa.(4)钎焊温度对接头断裂位置具有明显影响.当钎焊温度较低时，接头断裂发生在FemAln+αAl反应层和铝合金侧氧化膜层处；当钎焊温度升高到580℃时，断裂发生在FemAln+αAl反应层处.参考文献：[1]RathodMJ,[J].WeldingJournal,2004,83(1):16-26.[2]王希靖。无锡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。

    不锈钢、5005铝合金与钎料连接紧密且反应充分，界面主要分成Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ三个反应层.对界面各反应层进行能谱分析，结果如表4所示，发现接头各反应层均主要由Fe，Al两种元素构成.图1钎焊温度580℃、保温时间15min时接头的显微Microstructuresofjsbrazedat580℃/15min表4接头各区主要元素成分及生成的可能相(原子分数，%)Table4Chemicapositionsofelementsandpossiblephasesforjs区域MgAlSiFe可能相ⅠⅡⅢαAl从图1可知，Ⅰ反应层呈浅灰色.由表4可知，Fe,Al原子比接近1：1，结合Fe-Al二元相图，推断该区成分为FeAl化合物.Ⅱ反应层颜色相对Ⅰ反应层颜色加深.由表4可知，Fe,Al原子比接近1：3，推断该反应层可能为FeAl3化合物.靠近5005铝合金的Ⅲ反应层中，由于Al元素含量较多，因此钎缝中主要为析出的Al基固溶体αAl；由于该反应层中还含有少量的Fe，因此该反应层可能有Fe-Al金属间化合物生产.综上所述，接头界面处Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ三个反应层的主要成分是由溶解和扩散的部分铁、铝及原始钎料组成，因此接头的冶金结合主要是靠Fe-Al之间形成的金属间化合物来实现的.为进一步确定接头界面反应产物，对接头断口进行了XRD检测.结果如图2所示，表明界面有FeAl和FeAl3化合物生成。多功能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。甘肃真空钎焊炉发展

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    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。惠山区真空钎焊

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