真空处理5052铝合金及其与Q235钢钎焊工艺研究

作者:赵军立;赵兴科 刊名:机械制造文摘(焊接分册) 上传者:杨国伟

【摘要】文中采用预真空处理工艺对高镁铝合金5052表面进行降Mg,改善了该合金的钎焊性能。配合Al-5Si-20Cu-2Ni钎料和AlF3-5KCl-CsF钎剂进行了5052/Q235的非真空炉中钎焊和真空炉中钎焊连接。钎焊

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学位论文摘要 机械制造文摘———焊接分册 2013 年第 1 期` 强度达到最高,为 109. 3 MPa。当连接温度为 1 000 ℃ 和 1 050 ℃时,随着保温时间延长,反应层厚度超过最佳范围,抗剪强度逐渐降低。采用弱工艺参数时,接头断裂位置主要在复合材料与中间层连接界面靠复合材料处,断口存在钎料,钎料区呈现短河流状的曲折线 条,断口具有一定塑性; 采用强工艺参数时,接头断裂位置主要在复合材料与连接层界面区域,断口平滑,属于脆性断裂。 关键词: Cf /SiC 复合材料; 304 不锈钢; 钎焊; 显微组织; 抗剪强度 典型图片 图 1 钎焊接头典型组织结构 真空处理 5052 铝合金及其与 Q235 钢钎焊工艺研究 硕士研究生: 赵军立 导师: 赵兴科 ( 北京科技大学 毕业时间: 2013 年 1 月) 文中采用预真空处理工艺对高镁铝合金 5052 表面进行降 Mg,改善了该合金的钎焊性能。配合 Al-5Si-20Cu-2Ni 钎料和 AlF3-5KCl-CsF 钎剂进行了 5052/ Q235 的非真空炉中钎焊和真空炉中钎焊连接。钎焊前对 Q235 钢板表面进行了镀镍处理,镀镍层厚度分别为 5 μm 和 10 μm。研究了钎焊温度、保温时间等工艺参数对 5052/Q235 钎焊接头组织及性能的影响。结合微观组织测试和热力学理论计算分析,探讨了钎焊接 头界面反应层的演变规律和反应机理。 真空条件下采用 Al-5Si-20Cu-2Ni 钎料,当 Q235 钢表面镀 10 μm 的镍层,钎焊温度 580 ℃时,若保温 12 min,接头的组织结构为 Q235 钢/Ni/Ni2Al3 /NiAl3 /Al + CuAl2 + Cu-Ni + Si/5052。保温时间延长到17 min,则接头的组织结构为 Q235 钢/Fe2Al5 /FeAl3 /Ni-Al/Al + CuAl2 + Si/5052。随着保温时间的延长,连接温度的升高,镀镍层逐渐变薄,通过扩散反应与钎料连接层之间形成了 Ni2Al3,NiAl3 界面反应层。当保温时间继续延长到 17 min 时,镀镍层完全消失,对 Fe/Al 的阻隔作 用消失; Fe2Al5 大量生成,形成一个厚度大约 40 μm 的界面反应层,紧邻的 FeAl3 层由于 Ni-Al 相层的存在,生长缓慢,界面层相对较薄,厚度大约为 3 μm。 镍层厚度为 5 μm 时,当连接温度为 560 ℃,抗剪强度随保温时间的延长而升高; 当连接温度为 570 ℃ 时,抗剪强度随保温时间的延长先升高后降低。当连接温度 580 ℃时,抗剪强度随着保温时间的延长而降低。镀镍层厚度为 10 μm 时,一定时间内随着连接温度的升高,接头抗剪强度升高; 当连接温度为 560 ℃和570 ℃时,抗剪强度随保温时间延长而升高; 当连接温度为 580 ℃时,抗剪强度随着保温时间的延长先升高,后降低。当镀镍层厚度为 10 μm,连接温度为 580 ℃,保温时间为 12 min 时,抗剪强度达到最高为 81 MPa,剪切时接头的断裂位置主要在 Ni2Al3 /NiAl3 内部靠近Ni2Al3 /NiAl3 和钎料连接层界面区域。镍层厚度为0 μm 时,接头抗剪强度最高只有 38 MPa,断裂位置主要在 Fe2Al5 /FeAl3 内部靠近 Q235 钢侧。 界面反应层的演化过程可大致分成 4 个阶段: 钎 83 机械制造文摘———焊接分册 学位论文摘要 2013 年第 1 期 料与待焊母材表面物理接触; 原子扩散; Ni2Al3,Ni

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