铜铝异种材料焊接的研究现状
金属材料焊接技术现状与发展
金属材料焊接技术现状与发展金属材料焊接技术是一种重要的连接工艺，广泛应用于工业生产中。
近年来，随着工业自动化、科技进步和全球化竞争的加剧，金属材料焊接技术的发展也逐渐成为焦点之一。
本文旨在探讨金属材料焊接技术的现状与发展，以期为相关行业的技术升级提供参考和帮助。
1、现有焊接技术的局限性(1)焊缝质量不稳定。
受金属组织和热应力的影响，焊接过程中，焊接质量有时会发生不稳定情况。
比如，焊缝中可能会出现未融合、夹杂、裂纹等缺陷。
这些缺陷不仅影响焊接件的力学性能，还可能会对整个焊接结构的可靠性产生不利影响。
(2)焊接速度慢。
目前，大多数金属焊接件的焊接速度都比较慢，有时需要耗费很长时间才能完成。
这不仅会影响生产效率，也会增加生产成本。
(3)焊接质量难以控制。
焊接过程中，由于焊接条件难以精确控制，焊缝质量也随之难以控制。
这种情况在规模较大、工艺复杂的生产环境中尤其明显。
2、新兴焊接技术的发展为了克服现有焊接技术的局限，许多新兴焊接技术正在不断涌现。
其中，以下几种技术比较值得关注：(1)激光焊接技术。
激光焊接技术是一种以高能量激光束为焊接热源的金属材料连接方法。
相对于传统焊接技术，激光焊接具有焊接速度快、热影响区小、焊缝质量高等优点，被广泛应用于汽车、航空、航天、电子等领域。
以上技术都是可控金属加工领域的重要成果，在金属加工领域得到广泛应用。
金属材料焊接技术未来的发展趋势主要会集中在以下几个方面：1、自动化程度将进一步提高随着工业自动化程度的不断提高，金属材料焊接技术的自动化程度也会进一步提高。
未来，自动化焊接系统将会广泛应用于生产中，这将会大大提高焊接生产效率。
2、焊接质量将进一步提高未来，随着焊接设备和焊接技术的不断改进，焊接质量将会得到进一步提高。
而且，未来焊接质量的检测技术也将更加智能、自动化。
3、绿色化、环保化未来，焊接技术将会更加注重绿色化、环保化，焊接过程和设备将更加节能、环保。
同时，焊接耗材的使用也将更加环保，为人们的生活和社会发展带来更加可持续的动力。
《2024年异种金属铝、铜和钨的真空扩散焊研究》范文
《异种金属铝、铜和钨的真空扩散焊研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，异种金属之间的连接问题越来越受到关注。
其中，铝、铜和钨作为重要的金属材料，在航空航天、电子工程和能源等领域有着广泛的应用。
然而，由于它们各自具有不同的物理和化学性质，实现这些金属的有效连接成为了一个挑战。
真空扩散焊作为一种可靠的焊接方法，因其能够实现在无氧、无污染的环境下进行焊接而备受关注。
本文旨在研究铝、铜和钨三种异种金属的真空扩散焊接过程及其性能。
二、研究内容1. 材料与设备本实验所使用的材料为铝、铜和钨。
采用真空扩散焊机进行焊接实验，设备主要包括真空室、加热系统、冷却系统和控制系统等。
2. 焊接工艺（1）预处理：对铝、铜和钨进行表面清洗，去除油污和氧化层，以提高焊接质量。
（2）装配：将清洗后的金属按照预设的顺序进行装配，确保各金属之间紧密接触。
（3）真空焊接：将装配好的金属放入真空室，进行真空处理，然后进行加热、保温和冷却等工艺，完成焊接过程。
3. 实验方法本实验采用扩散焊接的方法，通过改变焊接温度、时间和压力等参数，研究铝、铜和钨的真空扩散焊接性能。
采用金相显微镜、扫描电镜等手段对焊接接头的微观结构和性能进行分析。
三、结果与讨论1. 焊接接头的微观结构通过金相显微镜和扫描电镜观察发现，铝、铜和钨在真空扩散焊接过程中形成了良好的冶金结合。
接头处无明显缺陷，如气孔、裂纹等。
同时，各金属之间形成了固溶体和金属间化合物等结构，提高了接头的强度和硬度。
2. 焊接温度对焊接性能的影响实验结果表明，随着焊接温度的提高，铝、铜和钨之间的扩散速度加快，接头强度逐渐提高。
然而，过高的温度可能导致接头处出现晶粒长大和过烧等现象，降低接头性能。
因此，存在一个最佳的焊接温度范围。
3. 焊接压力对焊接性能的影响适当的焊接压力有助于提高铝、铜和钨之间的接触面积和紧密度，从而提高接头强度。
然而，过大的压力可能导致金属发生塑性变形或产生残余应力，影响接头性能。
铜_铝钎焊用软钎料及其焊接性研究现状
Welding Technology Vol．40No．5May 2011·专题综述·文章编号：1002－025X (2011)05-0001-04铜/铝钎焊用软钎料及其焊接性研究现状杨刘波，孙德明，刘鹏，李静（山东建筑大学材料科学与工程学院，山东济南250101）摘要：介绍了铜/铝异种材料钎焊用的几种常见软钎料及其特点、应用及研究现状。
本文着重介绍了Sn－Zn 和Zn－Al 系钎料的特点及应用，分析了目前Sn－Zn 和Zn－Al 系钎料存在的主要问题，并对Zn－Al 系钎料在铜/铝钎焊中的应用前景进行了展望。
关键词：铜/铝；异种材料；钎焊；软钎料中图分类号：TG454文献标志码：A收稿日期：2010-10-25基金项目：中国博士后科学基金资助项目（20080430377）；山东省优秀中青年科学家科研奖励基金项目（2008BS04037，2007BS04020）0前言软钎焊是一种低温结合工艺，主要依靠钎料对母材的润湿来形成接头［1-2］。
铜/铝异种材料利用钎焊技术进行连接，既能节约资源、节省成本，又能发挥铜和铝各自的性能优势。
软钎焊已被广泛用于电子组装工艺、电机制造以及电器用端子的铝线与设备铜制引出端的连接等。
铜与铝的物理化学性能差异较大，钎焊时Al 基体表面极易氧化成致密的氧化膜，且极易在界面产生硬脆、电阻极大的Cu－Al 金属间化合物［3－5］。
钎焊时通常将金属间化合物的厚度控制在2μm 以下，才能获得成形良好的Cu /Al 异种接头，同时，又能保证其力学性能［6］。
因此，不断改善钎料性能，降低金属间化合物对Cu /Al 接头性能的影响，一直是铜／铝钎焊用软钎料研究的热点课题。
铜/铝钎焊用软钎料，正在经历从传统的Sn－Pb 钎料向绿色无铅软钎料发展的过程。
本文主要介绍常见的几种铜/铝钎焊用软钎料的特点、性能及其焊接性，阐述了Sn 基、Cd 基、Zn 基钎料的特点及其在铜/铝钎焊中的应用，重点关注Zn－Al 系软钎料研究的现状。
铝铜异种金属熔钎焊焊接研究现状
铝铜异种金属熔钎焊焊接研究现状黄健康1,王梓懿1,梁菲菲2,石玗1,樊丁1（1.兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室，甘肃兰州730050；2.甘肃铭峰建筑装饰工程有限公司，甘肃兰州730030）摘要：随着工业中“以铝代铜”国家战略的提出，铝/铜的连接成为当前焊接领域的研究热点。
总结了铝/铜熔钎焊技术的国内外研究现状，阐述了该技术目前存在的问题，提出了目前仍然有待提高的方面及在今后研究中需要解决的问题。
综合以上研究，深入理解并进一步明确铝/铜熔钎焊连接工艺等基本科学问题，为工业应用提供可靠的技术支持和科学的理论支撑。
关键词：铝/铜熔钎焊；界面性能；连接机理中图分类号：TG442；TG454文献标志码：C文章编号：1001-2303（2019）01-0010-05 DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2019.01.02Research status of fusion brazing for Al/Cu dissimilar alloysHUANG Jiankang1，WANG Ziyi1，LIANG Feifei2，SHI Yu1，FAN Ding1（1.State Key Laboratory of Advanced Processing and Recycling of Non-ferrous Metals，Lanzhou University of Technology，Lanzhou730050，China；2.Gansu Ming Feng Building Decoration Engineering Co.，Ltd.，Lanzhou730030，China）Abstract：With the national strategy of"Substituting aluminum for copper"in industry is proposed，aluminum/copper joining has become a hotspot in the field of welding.The current research situation of aluminum/copper fusion brazing technology at home and abroad are summarized，the existing problems of this technology are expound，and the aspects still need to be improved and the problems need to be solved in the future research are put forward.Based on above research，the basic scientific problems such as the aluminum/copper fusion welding technology are deeply understood and further clarified，which can provide reliable technical support and scientific theoretical support for industrial application.Key words：Al/Cu fusion brazing；interfacial properties；joining mechanism本文参考文献引用格式：黄健康，王梓懿，梁菲菲，等.铝/铜异种金属熔钎焊焊接研究现状[J].电焊机，2019，49（01）：10-13，47.收稿日期:2018-12-07基金项目:国家自然科学基金资助项目（51865029）；兰州理工大学红柳青年项目（Q201202）作者简介:黄健康（1981—），男，副教授，博士，主要从事焊接过程检测与控制、焊接物理等方面的研究。
铜铝复合材料研究的发展及现状
铜铝复合材料研究的发展及现状摘要：铜/铝复合材料是一种的新型复合材料，这种复合材料集中了铜和铝两种材料的优点特性，即它不但具有导电导热率高、接触电阻低及外表美观等铜的优点，还兼具有质轻耐腐等铝的优点。
本研究介绍了铜/铝复合材料的界面结合机理、发展以及应用的研究现状。
关键词：铜＼铝复合材料应用界面伴随日新月异的发展，科学技术的不断提高，人们对材料的性能有了越来越高的需求，甚至提出了极其苛刻的使用条件，如某些在工业生产过程中，就需要在不影响材料使用性能的前提下，尽量减少稀贵金属的消耗，以达到降低成本的目的。
而很多情况下，单一组元材料很难满足人们对材料综合性能的需求，复合材料则不同，它们很好地克服了单一组元材料在性能上的先天不足，综合了不同组元材料的物理及化学性能，尤其是兼顾到不同材料的价格差异，以求获得价格上的互补，降低生产成本，提高工业生产的效益。
因此，充分利用不同组元材料的优异性能，对其进行合理的材料设计复合材料，使其不但表现出更好的综合性能而且兼具价格低廉的特点，是我们合理利用材料的巨大进步。
1、铜＼铝轧制复合的界面结合机理轧制复合方法主要是把两种金属板相互接触，在轧机的压力作用下使金属复合的方法，早在20世纪50年代就有了热轧复合法，因具有设备少、成本低、效率高的特性，目前正逐渐成为大规模金属复合材料生产的加工方法。
轧制复合主要有热轧复合和冷轧复合两种方式，前者是把覆盖材料和基体迭放，焊合两者周边，进行热轧使其复合；冷轧复合则利用轧机的压力将金属复合，比较适用于铜铝等强度较低的情况。
界面结合机理和轧制过程中金属的氧化问题，是决定复合材料性能的关键因素。
一般情况下，轧制复合的界面结合机理会随复合材料的不同而不同。
目前，对于铜铝轧制复合的界面结合机理，国内外主要存在以下几种理论假说。
（1）再结晶理论：此理论可以很好地解释热处理过程中的恢复再结晶的组织变形，在金属的共同变形过程中，在变形热的作用下，接触区会因出现局部高温而两金属边界的晶格原子得以再次排列，形成同属于两种金属的共同晶体，致使彼此接触的两种金属结合在一起。
铝与铜异种金属的摩擦焊和冷压焊及其焊缝接头显微金相组织和性能的研究
铝与铜异种金属的摩擦焊和冷压焊及其焊缝接头显微金相组织和性能的研究温立民1,2，刘燕1，杨永强2，卫国强21顺特电气有限公司，广东佛山顺德（528300）2华南理工大学 机械工程学院，广州（510640）email:wenlmwen@摘要：本文研究了铝铜异种金属摩擦焊、冷压焊的焊接工艺。
对铝和铜的焊接性能，及摩擦焊和冷压焊的焊接特点进行了分析。
分别用摩擦焊和冷压焊完成了铝铜异种金属对接接头的焊接试验，并对冷压焊的焊接工艺参数的选择进行了试验和分析。
对焊接接头的显微金相组织、接头的抗拉强度、抗弯强度、电阻性能、耐温度变化性能及接头耐高温性能进行了试验和分析。
这些试验和分析的结果，为铝铜异种金属焊接接头在电气产品中的使用，提供了依据。
关键词：摩擦焊；冷压焊；铝铜异种金属焊接；显微金相组织；接头性能1．引言目前，市面上的铜价格不断上涨，给电气工程领域的各相关企业带来巨大的成本压力。
部分电气产品或部件用铝代替铜来制造可以降低材料成本。
随着铝铜异种金属焊接技术水平和焊接质量的不断提高，将会使得以铝代替铜的电气产品质量更加安全可靠，因此它的应用会愈来愈广泛，并不断满足用户的使用需要。
铝和铜在电气工程中是重要原材料，在变压器、电抗起、互感器、开关柜等电气产品里，铝和铜被用来制造线圈、出线端子、和电气元件间的连接件等。
目前，国内铜的价格不断上涨，因此，为了降低产品成本，增强企业竞争力，在某些产品上，寻求以铝代铜是许多电气产品制造企业的选择之一。
变压器、电抗器线圈在高电压下工作，承载大电流、温升、电磁振动和短路电动力，所以要求铜铝焊接接头牢固可靠、导电性能良好。
铝与铜异种金属的摩擦焊和冷压焊接，均属于固态焊接方法，它们与熔化焊相比具有焊接时结合面不发生熔化的特点，同时摩擦焊和冷压焊铝铜接头也存在差异，因此研究这两种铝铜异种金属的焊接技术及其焊缝接头性能，为其能够较好地应用到电气产品中，具有重要意义。
1.1 铝与铜的焊接性分析（1）熔点相差大：工业纯铝的熔点为660℃，导电性很好，仅次于铜。
Cu_Al异种金属连接的研究现状
山东大学李亚江课题组 [ 14 ] 主要对 Cu /A l异种金 属进行了真空钎焊工艺及接头组织性能研究 ,试验结 果表明 ,通过严格控制加热温度 、保温时间和真空度可 以获得界面结合紧密的 Cu /A l异种金属接头 ,接头界 面区主要由铜侧过渡区 、钎缝和铝侧过渡区组成 ,有少 量金属间化合物生成 ,这些金属间化合物对于接头的 性能有重要影响 。 1. 2 铜铝摩擦焊
Won2B ao Lee等人 [ 20 ]采用传统摩擦焊方法实现了 纯铜与 1050 铝合金的焊接 。并进一步分析了退火后 处理条件下 ,接头中铜铝金属间化合物的生长规律对 接头电阻率及力学性能的影响 。研究发现 ,金属间化 合物宽度为 21μm 时 ,其电阻率为 45μΩ ·cm ,当金属 间化合物的宽度增加至 107. 5 μm 时 ,电阻率变为 85 μΩ ·cm。抗拉强度因金属间化合物的增长而降低 ,断 裂位置也从 Al侧热影响区变为 整个金 属间化合 物层 。
南京航空航天大学薛松柏 [ 8 ] 采用火焰钎焊技术 , 实现了铜铝管的中温钎焊连接 ;采用改良的无腐蚀钎 剂和中温 钎 料 很 大 程 度 上 减 少 了 金 属 间 化 合 物 的 生 成 。苏文英等人 [ 9 ]对铜铝火焰钎焊材料进行了研究 。 但由于火焰钎焊使用钎剂 ,需焊后清理 ,且火焰钎焊操 作技术很难掌握 ,因此难以保证接头质量 。
铜-铝异种金属钎焊材料的研究现状
专题综述够蕊铜-铝异种金属钎焊材料的研究现状董博文，董显，鲍丽，张雷，龙伟民（郑州机械研究所有限公司，新型钎焊材料与技术国家重点实验室，郑州450001）摘要：从钎剂和钎料两方面对国内外有关铜-铝异种接头钎焊材料的研究成果进行了综述，重点介绍了铜-铝异种接头钎焊连接过程中无腐蚀性钎剂和钎料成分对钎焊接头结合机理、界面反应、金属间化合物的微观结构及生长规律等的影响。
然而，铜-铝异种接头钎焊材料的应用过程中仍存在以下问题:无腐蚀性钎剂熔化温度和价格均较高，适用范围较窄;铝硅系钎料熔化温度较高,铝合金容易过烧熔蚀;钎料洁净度低，钎容易出现氧化，影响钎焊接头的性能。
关键词：无腐蚀性钎剂；复合钎料:铝硅钎料:锌铝钎料:锡锌钎料中图分类号：TG4250前言铜及其合金具有的导电性、导热性、耐蚀性和较高的强度，广泛应用于制冷、电力、电、航等⑴。
，铜，铜价居高不下，严重了铜在的应用。
而铝在地中,价格铜的30%，同有的导电、导热性能和等优点，铝较为理想的铜材料在生产中，分铜和铝的性，的性，铜、铝用［3］#铜-铝异种金属连接对节的铜和的化有分重要的意义#Cu，Al两种在化中较远，其物理化学性异较大，而物理化学性能的差异必然对铜-铝异种金属钎焊性造成重要影响，合适的钎焊材料对铜-铝异种金属之间的连接至关重要［4-I2］o国内外对铜-铝异种接头钎焊材料进行了广泛而的研究，：①改进KF-A1F#和CsF-AlF#等无腐蚀钎剂的成分，提高钎剂活性或降低钎剂的成本;②将钎剂与钎料复合，钎剂的自动、定添加；③钎料成分及微调控方面的研究,如Ag，Mg，Si，4,Ce，Bi及稀土元素等，从理论分析、收稿日期：20I8-II-07基金项目：国家重点研发计划（战略性国际科技创新合作重点专项20I6YFE020I300）doi:I0.I2073/j.hj.20I8II07004试验探索方面揭示合金元素对钎料组织和钎焊接头性能的影响规律。
文中从钎剂和钎料两方面评述国内外有关铜-铝异种接头钎焊材料的研究报道，提目前研究的足及未展的方向，希望为铜-铝异种金属连接相关产业界提供有价值的理论支撑和参考信息。
异种金属的焊接
异种金属的焊接本文对异种金属（铝-钢、铜-钢、钛-钢、Mg/Al、Ti/Al、Cu/Al）的焊接研究现状、异种金属的焊接应用、异种金属的焊接发展等方面进行了分析，希望对异种金属的焊接研究有所裨益焊接在现代的工业生产中，已成为一种重要的金属加工工艺方法，广泛地应用于造船、航空、航天、汽车工业及机械制造等许多现代工业部门, 随着科学技术的发展，异种金属的焊接技术发展越来越快，并且质量要求也越来越高。
为适应焊接技术发展的需要，研究异种金属的焊接工艺技术已成为焊接领域的一种发展趋势。
1 异种金属的焊接研究现状1.1 铝钢异种金属焊接研究现状近年来，环保问题越来越受到重视，汽车工业为了节约燃料、保护环境、不断努力减轻汽车重量，因此对汽车用材料提出了更高的要求。
增加铝材的使用量是其中的重要措施之一, 所以在汽车工业生产中，采用“钢+铝”双金属焊接结构成为汽车轻量化的首选方案，这必然涉及到铝和钢两种材料之间的连接。
目前，应用于铝和钢连接的焊接方法主要有：压焊（滚焊与爆炸焊、摩擦焊、搅拌摩擦焊）、钎焊、熔焊、扩散焊、电弧焊、激光焊和磁脉冲焊等。
铝钢之间的焊接，一直是焊接领域的难点和热点问题，其中脆性金属间化合物的生成是影响接头性能的主要因素。
压力焊和钎焊由于基体可以在焊接过程中保持固态，同时焊接热输入容易控制，因此接头的性能一般不受限于金属间化合物的厚度，比较适于铝钢之间的焊接，但是这种焊接方法效率较低，对工件的尺寸和形状有特殊的要求，不适于大批量生产。
而熔焊方法比较灵活，效率较高，但是金属间化合物又成为不可避免的附加产物。
虽然采用熔钎结合的方法已经获得了很好的效果，但是对于金属间化合物的生长动力学以及如何促进铝合金熔体润湿钢板表面等方面还没有系统研究，因此，解决上述问题对于促进高效的焊接方法在铝钢焊接中的应用具有重要的意义。
1.2 铜钢异种金属焊接研究现状随着经济的迅速发展和科学技术的不断进步，新材料、新工艺、新设备不断涌现，对零部件的性能提出了更高的要求。
《异种金属铝、铜和钨的真空扩散焊研究》范文
《异种金属铝、铜和钨的真空扩散焊研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，异种金属之间的连接技术越来越受到重视。
其中，真空扩散焊作为一种可靠的焊接方法，在铝、铜和钨等金属的连接中具有广泛的应用前景。
本文旨在研究铝、铜和钨三种异种金属的真空扩散焊接性能，探讨其焊接工艺、接合界面特征以及焊接强度等因素。
二、实验材料与方法1. 材料准备实验所用的材料为铝、铜和钨三种金属。
首先，将这三种金属表面进行抛光处理，以去除表面杂质和氧化物，保证焊接质量。
2. 真空扩散焊工艺实验采用真空扩散焊设备进行焊接。
首先，将铝、铜和钨的焊接端面紧密贴合；然后，在一定的真空度下进行加热，使金属原子在高温下产生扩散，实现金属的连接。
3. 实验方法通过金相显微镜、扫描电镜（SEM）以及能谱分析（EDS）等手段，观察焊接接合界面的微观结构，分析金属的扩散程度和焊接强度。
三、实验结果与分析1. 焊接接合界面特征铝、铜和钨三种金属的焊接接合界面呈现出明显的特征。
在高温下，三种金属的原子产生扩散，形成了一定的冶金结合。
接合界面处，可以观察到金属之间的互溶现象以及新的相的形成。
2. 金属扩散程度通过扫描电镜观察，发现铝、铜和钨三种金属在真空扩散焊过程中，原子扩散程度较高。
其中，铝与铜之间的互溶程度较高，而钨由于具有较高的熔点和硬度，原子扩散相对较慢。
3. 焊接强度经过拉伸试验测试，铝、铜和钨三种金属的真空扩散焊接接头具有较高的焊接强度。
其中，接头的强度与金属的扩散程度、接合界面的微观结构等因素密切相关。
四、讨论1. 工艺参数对焊接性能的影响真空扩散焊的工艺参数如温度、压力、时间等对铝、铜和钨三种金属的焊接性能具有重要影响。
适当调整工艺参数，可以优化金属的扩散程度和焊接强度。
2. 金属互溶性与新相的形成在真空扩散焊过程中，铝、铜和钨三种金属之间发生互溶现象，形成新的相。
这些新相的形成对焊接接头的性能具有重要影响。
因此，研究金属的互溶性以及新相的形成机制对于提高异种金属的真空扩散焊接性能具有重要意义。
《2024年度异种金属铝、铜和钨的真空扩散焊研究》范文
《异种金属铝、铜和钨的真空扩散焊研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，异种金属之间的连接技术越来越受到重视。
其中，真空扩散焊作为一种可靠的焊接方法，被广泛应用于异种金属的连接。
本文着重研究了铝、铜和钨三种异种金属的真空扩散焊接过程及其特性，为实际应用提供理论依据。
二、实验材料与方法1. 实验材料本实验采用纯度较高的铝、铜和钨作为研究对象。
其中，铝具有良好的塑性和延展性；铜具有良好的导电性和导热性；钨具有高熔点和优良的抗腐蚀性能。
这三种金属在许多领域都有广泛的应用。
2. 实验方法本实验采用真空扩散焊方法，将铝、铜和钨进行焊接。
首先，将待焊金属表面进行清洗，以去除油污和杂质；然后，将清洗后的金属放置在真空扩散焊机中，进行真空处理，以排除空气中的氧气和水分；最后，进行焊接。
三、实验过程与结果分析1. 焊接过程在真空环境下，加热铝、铜和钨至一定温度，使金属原子发生扩散，从而实现焊接。
在此过程中，需要控制加热速度、保温时间和冷却速度等参数，以保证焊接质量。
2. 结果分析通过观察焊接接头的微观结构，发现铝、铜和钨在真空扩散焊过程中形成了良好的冶金结合。
接头处金属原子相互扩散，形成了连续的晶界，实现了良好的冶金结合。
同时，通过对焊接接头的力学性能进行测试，发现其强度和硬度均达到了较高水平。
四、讨论1. 真空扩散焊的优点真空扩散焊具有许多优点，如焊接接头质量高、焊接过程无污染、可实现异种金属的可靠连接等。
在铝、铜和钨的焊接过程中，真空扩散焊方法能够实现这三种异种金属的冶金结合，具有良好的应用前景。
2. 焊接参数的影响焊接过程中的加热速度、保温时间和冷却速度等参数对焊接接头的质量具有重要影响。
在铝、铜和钨的真空扩散焊过程中，需要合理控制这些参数，以获得高质量的焊接接头。
此外，还需要考虑金属的物理和化学性质对焊接过程的影响。
五、结论本文研究了铝、铜和钨三种异种金属的真空扩散焊接过程及其特性。
通过实验发现，真空扩散焊方法能够实现这三种金属的冶金结合，获得高质量的焊接接头。
《2024年异种金属铝、铜和钨的真空扩散焊研究》范文
《异种金属铝、铜和钨的真空扩散焊研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，异种金属之间的连接技术已成为许多领域的关键技术之一。
其中，真空扩散焊作为一种可靠的焊接方法，因其具有接头强度高、工艺简单等优点，在异种金属连接中得到了广泛的应用。
本文将重点研究铝、铜和钨这三种异种金属的真空扩散焊技术，探讨其焊接性能及影响因素。
二、铝、铜和钨的物理化学性质铝、铜和钨是三种常见的金属材料，具有不同的物理化学性质。
铝具有较低的密度和良好的导电性；铜具有良好的导热性和导电性；钨则具有较高的熔点和良好的耐高温性能。
这三种金属在工业应用中常常需要相互连接，因此研究其真空扩散焊技术具有重要意义。
三、真空扩散焊原理及工艺真空扩散焊是一种通过加热、加压和保温等过程使金属原子相互扩散，从而实现焊接的方法。
在铝、铜和钨的真空扩散焊过程中，首先需将待焊金属表面清洁处理，然后置于真空环境中进行加热。
在加热过程中，金属原子获得足够的能量，开始相互扩散，形成冶金结合。
最后，通过保温和冷却过程，使焊接接头达到所需的强度和性能。
四、铝、铜和钨的真空扩散焊研究1. 焊接性能研究铝、铜和钨的真空扩散焊过程中，焊接性能受多种因素影响。
首先，焊接温度是影响焊接性能的关键因素。
适当的焊接温度可以促进金属原子充分扩散，形成良好的冶金结合。
其次，保温时间也对焊接性能产生影响。
保温时间过短，金属原子扩散不充分；保温时间过长，则可能导致接头过烧，降低接头强度。
此外，焊接压力、金属表面粗糙度等因素也会对焊接性能产生影响。
2. 影响因素分析(1) 焊接温度：焊接温度对铝、铜和钨的真空扩散焊过程具有显著影响。
适当提高焊接温度可以促进金属原子充分扩散，提高接头的强度和性能。
然而，过高的焊接温度可能导致接头过烧，降低接头的耐热性和耐腐蚀性。
(2) 保温时间：保温时间对焊接过程同样具有重要影响。
保温时间过短，金属原子扩散不充分；保温时间过长，可能导致接头过烧。
因此，选择合适的保温时间对于获得良好的焊接接头至关重要。
铜铝焊接结构可靠性设计分析
铜铝焊接结构可靠性设计分析发布时间：2022-10-24T03:36:24.398Z 来源：《科技新时代》2022年第10期作者：柳永刚[导读] 为了保证铜铝焊接质量可靠性，通过对铜铝材料机械性能进行分析柳永刚珠海格力电器股份有限公司广东珠海 519070摘要：为了保证铜铝焊接质量可靠性，通过对铜铝材料机械性能进行分析，设计铜铝管焊接搭接结构，同步制样进行钎焊验证，采用光学显微镜、电化学测量仪、火焰焊接后组织观察等手段，研究了不同状态下铜铝焊点可靠性，结果实验表明铜铝母材采用铝硅系钎料焊接之后，焊缝表面采用双壁热缩胶管做防护处理，焊接可靠性能显著提升。
关键词：铜铝搭接结构、铜铝焊接、铜铝焊接可靠性Reliability design and analysis of copper-aluminum welded structureLiu Yong GangGree Electric Appliances Inc of Zhuhai Zhuhai, Guangdong 519070Abstract: In order to ensure the quality of copper aluminum soldering reliability, through the analysis of mechanical properties of copper and aluminum materials, copper and aluminum tube welding lap structure design, verifies the brazing synchronous sample preparation, using optical microscopy, electrochemical measuring instrument, flame after welding structure, copper and aluminium welding point reliability under different condition is studied, and the experimental results show that copper aluminum parent metal using al-si series solder welding, after welding The surface of the seam is protected by double-wall heat-shrinkable hose, and the welding reliability is significantly improved.Key words: Copper-aluminum lap structure, copper-aluminum welding, copper-aluminum welding reliability.前言在钎焊行业中，由于铜铝材料属性差异大，尤其是熔点、热膨胀阀系数等物理性能差异尤为突出，导致此类异种母材钎焊质量不稳定，本文通过对铜铝材料性能分析研究，对铜铝管焊接搭接结构以及可靠性防护设计，同步制样进行钎焊验证，采用光学显微镜、电化学测量仪、火焰焊接后组织观察等技术手段综合分析研究，达到提高铜铝焊接可靠性的效果。
《异种金属铝、铜和钨的真空扩散焊研究》范文
《异种金属铝、铜和钨的真空扩散焊研究》篇一一、引言随着科技的不断进步，异种金属之间的连接技术在工业生产中扮演着越来越重要的角色。
其中，真空扩散焊作为一种有效的连接方法，在铝、铜和钨等金属的连接中具有广泛的应用前景。
本文旨在研究铝、铜和钨三种异种金属的真空扩散焊接过程及其性能特点。
二、实验材料与方法1. 实验材料本实验采用纯铝、纯铜和钨三种金属作为研究对象。
首先将这三种金属材料进行表面处理，以去除表面的氧化物和其他杂质，确保焊接质量。
2. 实验方法（1）制备焊接试样：将处理后的铝、铜和钨金属板材切割成合适大小的试样，并进行预处理，如去油、除污等。
（2）真空扩散焊：将预处理后的试样放入真空扩散焊机中，进行真空扩散焊接。
在焊接过程中，控制焊接温度、时间和压力等参数，以确保焊接质量。
（3）性能测试：对焊接后的试样进行性能测试，包括拉伸强度、硬度、金相组织等。
三、实验结果与分析1. 真空扩散焊过程分析在真空扩散焊过程中，铝、铜和钨三种金属在高温高压的条件下发生原子扩散，形成冶金结合。
其中，铝与铜之间的扩散速度较快，而钨与铝、铜之间的扩散速度相对较慢。
这主要是由于不同金属的原子结构、化学性质以及物理性质等方面的差异所导致的。
2. 力学性能分析通过对焊接后的试样进行拉伸强度测试，发现铝-铜和铝-钨的接头强度均达到了一定的水平。
其中，铝-铜接头的拉伸强度较高，而铝-钨接头的拉伸强度相对较低。
这可能与不同金属的物理性质和化学性质有关。
此外，通过对硬度测试的结果进行分析，发现接头的硬度分布均匀，未出现明显的硬度降低或突变现象。
3. 金相组织分析通过金相显微镜观察焊接接头的金相组织，发现铝、铜和钨三种金属在焊接过程中形成了良好的冶金结合。
接头的微观组织致密、无气孔和裂纹等缺陷。
同时，通过对不同参数下接头的微观组织进行比较，发现适当的焊接温度和时间对提高接头的性能具有重要意义。
四、讨论与展望本文研究了铝、铜和钨三种异种金属的真空扩散焊接过程及其性能特点。
铜铝异种材料激光焊接的研究综述潘洪文
铜铝异种材料激光焊接的研究综述潘洪文发布时间：2021-09-22T06:25:31.470Z 来源：《中国科技人才》2021年第18期作者：潘洪文[导读] 铜和铝具有优良的电导率、良好的导热系数、良好的延展性和抗腐蚀能力，使它们在国民经济发展中具有不可替代的地位，并广泛用于电力、化学、制冷、能源和电力领域铜产量低，成本高，而铝产量高，价格便宜。
柳州宏德激光科技有限公司广西柳州市 545000摘要：铜和铝具有优良的电导率、良好的导热系数、良好的延展性和抗腐蚀能力，使它们在国民经济发展中具有不可替代的地位，并广泛用于电力、化学、制冷、能源和电力领域铜产量低，成本高，而铝产量高，价格便宜。
因此，采用焊接技术连接铜铝异质性金属，既可以降低企业生产成本，又可以降低原材料的总体质量，符合轻制造结构的理念。
由于铜和铝的物理化学性质差别很大，铜和铝都具有较高的导热系数，铝在焊接过程中容易形成熔点较高的氧化铝膜，因此需要使用强热源铜和铝的熔点和密度大不相同，很难加热、熔化和均匀混合；铜/铝在焊接过程中可能形成破裂的金属化合物，从而降低接头的强度和塑性，并在严重情况下可能导致裂纹或断裂；铜和铝的钢丝延伸率差别很大，焊缝形成后的滑动应力较大，容易产生裂纹。
因此，寻找一种有效的焊接方法来解决铜/铝异质金属的焊接问题逐渐成为国内外研究热点。
关键词：铜铝异种材料；激光焊接；研究进展；引言铝合金耐腐蚀、重量轻。
双相铜成本低、强度高、二者均被广泛应用在航空航天、船舶制造等领域。
随着制造行业的发展，单一结构的构件无法满足使用要求，异种材料的应用逐渐普遍，铜/铝两种工业中常用材料，异种焊接无可避免。
但两种材料的物理性能和化学成份差异较大，在焊接过程中两种材料之间的低混相性导致焊缝的冶金相容性较差容易产生热裂纹、气孔、未熔合和等缺陷。
激光摆动焊接作为一种新技术，具有热输入量高、残余应力小等优点，在异种材料的焊接领域具有广阔的应用前景。
关于铝铜异质金属超声波焊接工艺研究
关于铝铜异质金属超声波焊接工艺研究摘要：铝－铜异种接头在电子、汽车行业及电池制造中有着广泛的应用，因此，本文针对铝－铜异种金属的超声波焊接进行工艺研究。
关键词：异质金属；超声波焊接；工艺研究一、试验材料及设备1.试验材料试验材料为0．5 mm厚的w（Al）99．9％纯铝和0．5mm厚的w（Cu）99．9％纯铜，纯铝的密度为2．70 g/cm 3，熔点为660℃，常温下呈银白色，具有良好的导热和导电性，韧性塑性良好。
纯铜也是电和热的优良导体，耐腐蚀性强，密度为8．96 g/cm 3，熔点为1 083．4℃，常温下呈紫红色。
材料的主要化学成分分别见表1和表2。
由于铝的表面有一层致密的Al 2 O 3氧化膜，因此，在焊前需要对试样表面进行预处理：使用400＃砂纸打磨铝片端部搭接区域的表面，当打磨均匀且呈银白色时，立即用大量清水冲掉打磨后残留在金属表面的颗粒，之后用酒精清洗，去除水分，并用吹风机热风进行表面干燥。
2.试验设备本试验使用的超声波焊机为SONIC MSC4000－2型焊机，振动频率为20 kHz，最大功率为4 kW，如图1a所示，焊极的形状如图1b所示，齿的顶角为90°，齿间距为0．8 mm，齿深为0．4 mm，尺寸为8mm×8 mm。
图1 超声波焊机系统及焊头模型二、试验结果及讨论1.焊接压力对接头质量的影响在恒定的焊接振幅和焊接能量（振幅50μm，能量700 J）下，焊接压力分别设置为0.21，0.28，0.35，0.42 MPa的4组参数下进行焊接。
焊接完成后，通过万能试验机测试试样的最大拉剪载荷，具体结果如图2所示。
图2 焊接压力对铝-铜接头质量的影响从图2可以看出，随着压力的增大，最大拉剪载荷先增大，在0.28 MPa压力时获得峰值1 339．0N，此后，最大拉剪载荷随焊接压力的增大反而减小。
产生这种变化的原因是：起初，焊接压力较小时，界面间的摩擦力也较小，使作用在界面上的能量很少，这种情况不利于界面的结合，接头质量也就不高。
《异种金属铝、铜和钨的真空扩散焊研究》范文
《异种金属铝、铜和钨的真空扩散焊研究》篇一一、引言随着现代工业技术的快速发展，异种金属的连接技术在众多领域中具有重要应用。
真空扩散焊作为一种可靠的异种金属连接方法，具有接头强度高、无污染等优点。
本文将重点研究铝、铜和钨三种异种金属的真空扩散焊接技术，分析其焊接过程、接头性能及影响因素。
二、实验材料与方法1. 实验材料实验选用的金属材料为铝、铜和钨。
这些金属具有不同的物理和化学性质，因此其焊接过程及性能具有研究价值。
2. 实验方法采用真空扩散焊方法，对铝、铜和钨进行焊接。
首先，对金属表面进行预处理，保证其清洁度；然后，将处理后的金属置于真空环境中，进行加热、保温和冷却等过程，实现金属的扩散焊接。
三、焊接过程及接头性能1. 焊接过程在真空环境下，铝、铜和钨三种金属通过加热、保温和冷却过程实现扩散焊接。
其中，加热温度、保温时间和冷却速度等参数对焊接过程及接头性能具有重要影响。
2. 接头性能经过真空扩散焊后，铝、铜和钨的接头具有良好的力学性能和物理性能。
接头的强度、硬度、导电性和耐腐蚀性等均达到较高水平。
此外，接头处无明显的缺陷和裂纹，保证了其在实际应用中的可靠性。
四、影响因素及优化措施1. 影响因素影响铝、铜和钨真空扩散焊接的因素较多，主要包括加热温度、保温时间、冷却速度、金属表面处理等。
其中，加热温度和保温时间对焊接过程及接头性能的影响最为显著。
2. 优化措施为提高铝、铜和钨的真空扩散焊接质量，可采取以下优化措施：（1）合理控制加热温度和保温时间，以保证金属原子充分扩散；（2）对金属表面进行严格的预处理，保证其清洁度和表面质量；（3）采用合适的冷却速度，避免接头处产生过大的残余应力；（4）根据实际需求，选择合适的焊接工艺和设备，提高焊接过程的稳定性和可靠性。
五、结论本文研究了铝、铜和钨三种异种金属的真空扩散焊接技术。
实验结果表明，通过合理的工艺参数和控制措施，可以实现这三种金属的可靠连接。
接头具有较高的强度、硬度和导电性，满足了实际应用的需求。
铜铝异质金属火焰钎焊试验研究
铜铝异质金属火焰钎焊试验研究闫飞;孙钦德;徐道荣;吴圣川【摘要】选用AlSiLaSr、锌铝8213、8515三种钎料研究LF6/Cu火焰钎焊.并通过金相显微镜,扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对焊后接头进行金相分析,形貌和物相分析.结果表明:8515钎料的钎焊工艺效果较好,焊缝中的Cu5Zn8相、α-Al相和β-Cu相较多,Cu9Al4相和CuAl相次之,AlCu5较少.钎料中加入少量的稀土元素不仅可以细化焊缝中的晶粒,而且可以使焊缝的组织更加致密.焊缝中大量的脆性相的产生,导致过渡区和焊缝中心区的硬度明显升高,同时也导致接头的强度降低.要获得较好的接头,必须调整焊接的工艺参数,保证钎缝中的脆性相呈不连续分布或弥散状态存在.%It was chosen that three solders of AlSiLaSr,Zn-Al solder 8213 and 8515 to braze Cu/LF6 by means of the flarme. And through optical microsope,seanning electron microscopy (SEM) and X-my diffraction (XRD) the joints rafter welding were carried out the metallogrsphic analysis,morpholosy and phase analysis. The results showed that :the brazing effect of Zn-Al solder 8515 was best in three solders.There were more Cu5Zns phase, α-Al phase and β -Cuphase,Cu9A14phase and CuAl phase followed,and less AlCu5 phase in the brazing seam region. A small amount of rare earth elements in the filter metal can not only refine the grain in the weld ,and the microstructure in the welding can be more compact.The arising of a large number of brittle phases in the brazing seam region resulted in that the hardness of the central area and the transition zones was significantly higher than that of the base metal ,while the strength of the joint decreased.To get a betterjoint,welding process parameters should be adjusted to ensure that the brittle phases in the brazing seam brazing region are a discontiguous distribution or an existence in the form of the dispersion state.【期刊名称】《电焊机》【年(卷),期】2011(041)003【总页数】5页(P65-69)【关键词】LF6/Cu;火焰钎焊;脆性相【作者】闫飞;孙钦德;徐道荣;吴圣川【作者单位】合肥工业大学材料科学与工程学院,安徽,合肥,230009;合肥工业大学材料科学与工程学院,安徽,合肥,230009;合肥工业大学材料科学与工程学院,安徽,合肥,230009;合肥工业大学材料科学与工程学院,安徽,合肥,230009【正文语种】中文【中图分类】TGA57.19由于铝合金具有密度低、强度高、耐腐蚀、热导和电导率高以及加工性能好等优点而发展迅速，已广泛应用于各领域和国防建设中，用量仅次于钢铁材料，成为第二大金属材料。
《异种金属铝、铜和钨的真空扩散焊研究》范文
《异种金属铝、铜和钨的真空扩散焊研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，异种金属之间的连接技术越来越受到重视。
真空扩散焊作为一种重要的焊接技术，因其具有接头强度高、气密性好、焊接过程无污染等优点，在异种金属连接中得到了广泛应用。
本文以铝、铜和钨三种异种金属为研究对象，对它们在真空扩散焊过程中的行为和特性进行了深入研究。
二、研究背景及意义铝、铜和钨是工业中常用的金属材料，各自具有独特的物理和化学性质。
铝具有优良的导电性和轻质特性，铜具有良好的导热性和导电性，而钨则因其高熔点和优良的机械性能被广泛应用于高温领域。
然而，由于它们各自的物理化学性质差异较大，使得它们的连接成为一项技术挑战。
因此，研究铝、铜和钨的真空扩散焊具有重要的理论和实际意义。
三、研究内容1. 材料准备：选取合适的铝、铜和钨板材，对它们进行表面处理，如抛光、清洗等，以消除表面杂质和氧化物，保证焊接质量。
2. 真空扩散焊工艺：在真空环境下，对铝、铜和钨进行加热、保温和冷却，使它们在高温高压的条件下实现原子扩散，从而形成可靠的接头。
3. 微观结构分析：采用金相显微镜、扫描电镜等手段，对焊接接头的微观结构进行观察和分析，了解接头的组织形态和元素分布情况。
4. 性能测试：对接头进行拉伸、硬度等性能测试，了解接头的力学性能和耐腐蚀性能等。
四、实验结果与分析1. 微观结构观察：在真空扩散焊过程中，铝、铜和钨的原子在高温高压的条件下实现了有效的扩散。
在焊接接头处，三种金属元素形成了混合的冶金结合区域，其组织形态紧密，无明显孔洞或缺陷。
同时，元素分布均匀，无明显元素偏析现象。
2. 性能测试：经过拉伸测试，发现铝、铜和钨的真空扩散焊接头具有较高的抗拉强度和延伸率。
硬度测试表明，接头的硬度与母材相近，无明显硬度降低现象。
此外，对接头进行耐腐蚀性能测试，发现其耐腐蚀性能也较好。
五、结论本文对铝、铜和钨的真空扩散焊进行了深入研究。
实验结果表明，在适当的工艺参数下，三种异种金属在真空环境中能够实现有效的原子扩散，形成可靠的焊接接头。
铝钢异种材料焊接研究现状与发展前景
铝钢异种材料焊接研究现状与发展前景摘要：各种新的科技成果涌现出来，应用于各个领域中，实现行业新发展，特别是工业企业，新技术成果带来日新月异的变化。
改革开放几十年，工业企业的发展中成效显著，我国长期以来走科学发展道路，尤其是持续健康发展战略提出来，对戏产业革新起到一定的促进作用，正如近年来铝钢异种材料焊接技术快速发展起来。
但是，与西方发达国家相比较，异种材料焊接技术发展依然存在滞后性。
该技术要实现更哈发展，就要了解其现状，从实际角度出发分析，本论文着重于研究铝钢异种材料焊接研究现状以及未来发展前景。
关键词：铝钢异种材料；焊接技术；研究现状；未来发展前景引言中国长期以来走科技强国道路，这是发挥科学技术的作用为国家发展指明了方向。
在经济水平逐渐提高的情况下，人们的绿色理念竖立起来，于是开始倡导“绿色生活”，相应的需求增加，促使各种异种材料应运而生，其中极具典型意义的是铝合金。
铝合金的主要成分是铝和钢，结合使用其他异种材料，采用焊接技术获得焊接物。
这种材料的重要特点是比较轻，有很强的硬度，现在很多高端机械制造领域都使用这种材料[1]。
但是，这种铝制品的制作过程中，进行异种材料焊接的时候有很高的技术要求。
近年来，国家通过深入研究焊接技术，很多新技术出现，虽然技术上有所更新的，但是应用于铝钢焊接上依然存在不足之处，这就需要从应用领域需求出发进一步深入研究，以实现铝合金材料量生化，扩大应用范围。
一、铝钢异种材料焊接现状（一）铝钢异种材料中熔焊技术的应用现状熔焊作为一种焊接方法是比较常见的，在焊接的过程中主要发挥作用的是激光、电流以及气体，将两种相同材料或者不同材料连接起来。
焊接技术应用中，应用管熔焊技术，需要在高温作用下将焊接接头融化，之后连接两个被焊的接头，冷却处理之后在重力的作用下融合两个工件。
在对不同种类的材料进行焊接的过程中通常会采用这种焊接技术，就是使用焊条和电弧就可以完成焊接工作，还要将气体合理运用可以对焊接起到很好的保护作用。
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咸阳职院技术学院机电工程系毕业论文铜铝异种材料焊接的研究现状**: ***学号: *********专业名称: 焊接技术及自动化班级: 高职焊接0801班****: ***目录摘要 (1)关键词 (1)一、铝和铝合金的性质及其焊接性能 (1)1 .铝的物理性质 (1)2. 铝合金材料的焊接难点 (2)3. 铝合金材料焊接的工艺方法 (3)4.铝合金焊接接头中的裂纹及其特征 (4)5.铝合金焊接裂纹的防止措施 (5)二、铜的性质 (7)1.铜的密度 (7)2.铜的电阻率 (7)3.铜的一些基础知识 (8)4.铜的硬度 (9)三、铜铝异种材料的各种焊接方法研究现状 (10)1.熔焊 (10)2.压焊 (10)2.1 冷压焊 (10)2.2 摩擦焊 (10)2.3 闪光对焊 (11)2.4 磁力脉冲 (11)2.5 爆炸焊 (11)2.6 扩散焊 (12)3.钎焊 (12)3.1 硬钎焊 (12)3.2 软钎焊 (12)4.搅拌摩擦焊 (13)4.1 微观组织结构 (13)4.2 焊接工艺及接头性能 (13)四、结论 (13)参考文献 (14)铜铝异种材料焊接的研究现状摘要：铝铜接头一般采用压焊、扩散焊、超声波焊、镀覆过渡层气体保护焊等焊接方法,由于设备复杂,生产成本高,生产周期长,限制了这些方法的使用。
近几年,铜铝的直接软钎焊成为研究的热点。
综述了近年来铜与铝软钎焊在钎焊方法、钎料及钎剂三个方面的技术发展现状。
指出铜铝软钎焊的技术优势,铜与铝软钎焊技术应用前景广阔。
关键词：焊接工艺；焊接方法；发展前景一、铝和铝合金的性质及其焊接性能1 .铝的物理性质铝是银白色的轻金属，较软，密度2.7g/cm3，熔点660.4℃，沸点2467℃，铝和铝的合金具有许多优良的物理性质，得到了非常广泛的应用。
铝对光的反射性能良好，反射紫外线比银还强，铝越纯，它的反射能力越好，常用真空镀铝膜的方法来制得高质量的反射镜。
真空镀铝膜和多晶硅薄膜结合，就成为便宜轻巧的太阳能电池材料。
铝粉能保持银白色的光泽，常用来制作涂料，俗称银粉。
纯铝的导电性很好，仅次于银、铜，在电力工业上它可以代替部分铜作导线和电缆。
铝是热的良导体，在工业上可用铝制造各种热交换器、散热材料和民用炊具等。
铝有良好的延展性，能够抽成细丝，轧制成各种铝制品，还可制成薄于0.01mm的铝箔，广泛地用于包装香烟、糖果等。
铝合金具有某些比纯铝更优良的性能，从而大大拓宽了铝的应用范围。
例如，纯铝较软，当铝中加入一定量的铜、镁、锰等金属，强度可以大大提高，几乎相当于钢材，且密度较小，不易锈蚀，广泛用于飞机、汽车、火车、船舶、人造卫星、火箭的制造。
当温度降到-196℃时，有的钢脆如玻璃，而有些铝合金的强度和韧性反而有所提高，所以是便宜而轻巧的低温材料，可用来贮存火箭燃料液氧和液氢。
2. 铝合金材料的焊接难点(1)极易氧化在空气中,铝容易同氧化合,生成致密的三氧化二铝薄膜(厚度约0.1-0.2μm),熔点高(约2050℃),远远超过铝及铝合金的熔点(约600℃左右)。
氧化铝的密度3.95-4.10g/cm3,约为铝的1.4倍,氧化铝薄膜的表面易吸附水分,焊接时,它阻碍基本金属的熔合,极易形成气孔、夹渣、未熔合等缺陷,引起焊缝性能下降。
(2)易产生气孔铝和铝合金焊接时产生气孔的主要原因是氢,由于液态铝可溶解大量的氢,而固态铝几乎不溶解氢,因此当熔池温度快速冷却与凝固时,氢来不及逸出,容易在焊缝中聚集形成气孔。
氢气孔目前难于完全避免,氢的来源很多,有电弧焊气氛中的氢,铝板、焊丝表面吸附空气中的水分等。
实践证明,即使氩气按GB/T4842标准要求,纯度达到99.99% 以上,但当水分含量达到20ppm时,也会出现大量的致密气孔,当空气相对湿度超过80%时,焊缝就会明显出现气孔。
(3)焊缝变形和形成裂纹倾向大铝的线膨胀系数和结晶收缩率约比钢大两倍,易产生较大的焊接变形的内应力,对刚性较大的结构将促使热裂纹的产生。
(4)铝的导热系数大铝的导热系数大(纯铝0.538卡/Cm.s. ℃)。
约为钢的4倍,因此,焊接铝和铝合金时,比焊钢要消耗更多的热量。
(5)合金元素的蒸发的烧损铝合金中含有低沸点的元素(如镁、锌、锰等),在高温电弧作用下,极易蒸发烧损,从而改变焊缝金属的化学成分,使焊缝性能下降。
(6)高温强度和塑性低高温时铝的强度和塑性很低,破坏了焊缝金属的成形,有时还容易造成焊缝金属塌落和焊穿现象。
(7)无色彩变化铝及铝合金从固态转为液态时,无明显的颜色变化,使操作者难以掌握加热温度。
3. 铝合金材料焊接的工艺方法(1)焊前准备采用化学或机械方法,严格清理焊缝坡口两侧的表面氧化膜。
化学清洗是使用碱或酸清洗工件表面,该法既可去除氧化膜,还可除油污,具体工艺过程如下:体积分数为6%～10%的氢氧化钠溶液,在70℃左右浸泡0.5min→水洗→体积分数为15%的硝酸在常温下浸泡1min进行中和处理→水洗→温水洗→干燥。
洗好后的铝合金表面为无光泽的银白色。
机械清理可采用风动或电动铣刀,还可采用刮刀、锉刀等工具,对于较薄的氧化膜也可用0.25mm的铜丝刷打磨清除氧化膜。
清理好后立即施焊,如果放置时间超过4h,应重新清理。
(2)确定装配间隙及定位焊间距施焊过程中,铝板受热膨胀,致使焊缝坡口间隙减少,焊前装配间隙如果留得太小,焊接过程中就会引起两板的坡口重叠,增加焊后板面不平度和变形量;相反,装配间隙过大,则施焊困难,并有烧穿的可能。
合适的定位焊间距能保证所需的定位焊间隙,因此,选择合适的装配间隙及定位焊间距,是减少变形的一项有效措施。
(3)选择焊接设备目前市场上焊接产品种类较多,一般情况下宜采用交流钨极氩弧焊(即TIG 焊)。
它是在氩气的保护下,利用钨电极与工件问产生的电弧热熔化母材和填充焊丝的一种焊接方法。
该焊机工作时,由于交流电流的极性是在周期性的变换,在每个周期里半波为直流正接,半波为直流反接。
正接的半波期间钨极可以发射足够的电子而又不致于过热,有利于电弧的稳定。
反接的半波期间工件表面生成的氧化膜很容易被清理掉而获得表面光亮美观、成形良好的焊缝。
(4)选择焊丝一般选用301纯铝焊丝及311铝硅焊丝。
(5)选取焊接方法和参数一般以左焊法进行,焊炬和工件成60°角。
焊接厚度15mm以上时,以右焊法进行,焊炬和工件成90°角。
焊接壁厚在3mm以上时,开V形坡口,夹角为60°～70°,间隙不得大于1mm,以多层焊完成。
壁厚在1.5mm以下时,不开坡口,不留间隙,不加填充丝。
焊固定管子对接接头时,当管径为200mm,壁厚为6mm时,应采用直径为3～4mm的钨极,以220～240A的焊接电流,直径为4mm的填充焊丝,以1～2层焊完。
4.铝合金焊接接头中的裂纹及其特征虽然已经应用铝及其合金焊成许多重要产品，但实际焊接生产中并不是没有困难，主要的问题有：焊缝中的气孔、焊接热裂纹、接头“等强性”等。
由于铝及其合金的化学活泼性很强，表面极易形成氧化膜，且多具有难熔性质（如 Al2O3的熔点为 2050℃，MgO 熔点为 2500℃），加之铝及其合金导热性强，焊接时容易造成不熔合现象。
由于氧化膜密度同铝的密度极其接近，所以也容易成为焊缝金属中夹杂物。
同时，氧化膜（特别是有 MgO 存在的，不很致密的氧化膜）可以吸收较多水分而常常成为焊缝气孔的重要原因之一。
此外，铝及其合金的线胀系数大，导热性又强，焊接时容易产生翘曲变形。
这些也都是焊接生产中颇感困难的问题。
下面，对在试验过程中产生比较严重的裂纹进行深入的分析。
在铝合金焊接过程中，由于材料的种类、性质和焊接结构的不同，焊接接头中可以出现各种裂纹，裂纹的形态和分布特征都很复杂，根据其产生的部位可分为以下两种裂纹形式：（1）焊缝金属中的裂纹：纵向裂纹、横向裂纹、弧坑裂纹、发状或弧状裂纹、焊根裂纹和显微裂纹（尤其在多层焊时）。
（2）热影响区的裂纹：焊趾裂纹、层状裂纹和熔合线附近的显微热裂纹。
按裂纹产生的温度区间分为热裂纹和冷裂纹，热裂纹是在焊接时高温下产生的，它主要是由晶界上的合金元素偏析或低熔点物质的存在所引起的。
根据所焊金属的材料不同，产生热裂纹的形态、温度区间和主要原因也各有不同，热裂纹又可分为结晶裂纹、液化裂纹和多边化裂纹3类。
热裂纹中主要产生结晶裂纹，它是在焊缝结晶过程中，在固相线附近，由于凝固金属的收缩，残余液体金属不足不能及时填充，在凝固收缩应力或外力的作用下发生沿晶开裂，这种裂纹主要产生在含杂质较多的碳钢、低合金钢焊缝和某些铝合金；液化裂纹是在热影响区中被加热到高温的晶界凝固时的收缩应力作用下产生的。
在试验过程中发现，当填充材料表面清理不够充分时，焊接后焊缝中仍存在较多的夹杂和少量的气孔。
在三组号试验中，由于焊接填充材料为铸造组织，其中夹杂为高熔点物质，焊接后在焊缝中仍将存在；又，铸造组织比较稀疏，孔洞较多，易于吸附含结晶水的成分和油质，它们将成为焊接过程中产生气孔的因素。
当焊缝在拉伸应力作用下时，这些夹杂和气孔往往成为诱发微裂纹的关键部位。
通过显微镜进一步观察发现，这些夹杂和气孔诱发的微观裂纹之间有明显的相互交汇的趋势。
然而，对于夹杂物在此的有害作用究竟是主要表现为应力集中源从而诱发裂纹，还是主要表现为脆性相从而诱发裂纹，尚难以判断。
此外，一般认为，铝镁合金焊缝中的气孔不会对焊缝金属的拉伸强度产生重大影响，而本研究试验中却发现焊缝拉伸试样中同时存在着由夹杂和气孔诱发微裂纹的现象。
气孔诱发微裂纹的现象是否只是一种居次要地位的伴生现象，还是引起焊缝拉伸强度大幅度下降的主要因素之一，亦还有待进一步的研究。
5.铝合金焊接裂纹的防止措施根据铝合金焊接时产生热裂纹的机理，可以从冶金因素和工艺因素两个方面进行改进，降低铝合金焊接热裂纹产生的机率。
在冶金因素方面，为了防止焊接时产生晶间热裂纹，主要通过调整焊缝合金系统或向填加金属中添加变质剂。
调整焊缝合金系统的着眼点，从抗裂角度考虑，在于控制适量的易熔共晶并缩小结晶温度区间。
由于铝合金属于典型的共晶型合金，最大裂纹倾向正好同合金的“最大”凝固温度区间相对应，少量易熔共晶的存在总是增大凝固裂纹倾向，所以，一般都是使主要合金元素含量超过裂纹倾向最大时的合金组元，以便能产生“愈合”作用。
而作为变质剂向填加金属中加入Ti、Zr、V 和 B 等微量元素，企图通过细化晶粒来改善塑性、韧性，并达到防止焊接热裂纹的目的尝试，在很早以前就开始了，并且取得了效果。
图3给出刚性搭接角焊缝的条件下 Al-4.5%Mg 焊丝中加入变质剂的抗裂试验结果。
试验中加入的 Zr 为 0.15%，Ti+B 为 0.1%。
可见，同时加入 Ti 和 B 可以显著提高抗裂性能。