6061铝合金钎焊用钎料的研究
铝合金钎焊实验报告
铝合金钎焊实验报告铝合金钎焊实验报告引言：钎焊是一种常见的金属连接方法，通过在金属表面加热并填充钎料，使金属间形成牢固的连接。
本实验旨在探究铝合金钎焊的工艺特点和连接强度，以及对钎焊接头的分析和评估。
一、实验材料和方法1. 实验材料：本次实验使用的材料为铝合金板和铝合金钎料。
铝合金板的尺寸为10cm×10cm×0.5cm，钎料为铝硅钎料。
2. 实验方法：首先，将铝合金板清洗干净，并用砂纸打磨表面，以去除氧化层和污垢。
然后，将钎料均匀地分布在铝合金板的接触面上。
接下来，使用氧乙炔焊接设备进行钎焊。
调整焊接火焰的大小和温度，将焊接火焰对准钎料和铝合金板的接触面，进行钎焊操作。
最后，将焊接接头冷却，并进行力学性能测试和金相分析。
二、实验结果1. 连接强度测试：通过拉伸试验，测定钎焊接头的连接强度。
实验结果显示，钎焊接头的断裂强度为XXX，远高于铝合金板的断裂强度。
这表明，钎焊接头具有良好的连接强度，能够满足实际应用需求。
2. 金相分析：对钎焊接头进行金相分析，观察接头的组织结构和相变情况。
实验结果显示，钎焊接头呈现出均匀的晶粒结构，无明显的裂纹和缺陷。
同时，钎料与铝合金板之间形成了明显的界面，钎料与基材之间的结合紧密。
这表明，钎焊过程中钎料与基材发生了良好的扩散和融合，形成了高强度的连接。
三、实验讨论1. 钎焊工艺特点：铝合金钎焊具有温度低、热影响区小、焊接变形小等特点。
由于铝合金的低熔点和高导热性，钎焊过程中需要控制焊接温度，以避免过热和过热区域的形成。
此外，钎料的选择和合理的焊接参数也对钎焊质量有重要影响。
2. 钎焊接头评估：钎焊接头的质量评估主要包括连接强度、界面结合性和金相分析等。
在本次实验中，通过拉伸试验和金相分析，可以得出钎焊接头具有良好的连接强度和界面结合性。
金相分析结果显示，钎料与基材之间形成了均匀的晶粒结构，无明显的缺陷和裂纹。
四、实验结论通过本次铝合金钎焊实验，得出以下结论：1. 铝合金钎焊具有良好的连接强度，能够满足实际应用需求。
6061铝合金真空钎焊工艺研究
6061铝合金真空钎焊工艺研究作者：胡琼来源：《中国科技纵横》2019年第18期摘要：为了提高铝合金结构件的生产效率，降低生产成本，针对试验件及航空电子设备机箱结构特点进行真空钎焊加工工艺研究，通过分析6061铝合金材料特性及钎焊性，确定母材6061铝合金真空钎焊工艺过程及真空钎焊工艺参数以及工件经钎焊后进行强化处理的工艺方法和工艺参数。
铝合金的真空钎焊离不开钎焊料，钎焊料的选择是钎焊成功的关键因素之一，由于目前市场所能提供的钎焊料品种不多，根据目前市场常见的几种钎焊料，如纯钎料：箔材4004、4047，单面及双面复合钎料其基材为3003，压覆层为4004。
通过对比试验确定钎焊6061母材的焊料为4004相对合适。
关键词：6061铝合金;真空钎焊;焊接工艺;4004钎焊料中图分类号：TG425 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）18-0080-020 引言真空钎焊是在真空环境下，不需要使用钎剂，利用毛细作用将钎料填满于母材间隙之间的高质量焊接方式。
其具有焊接变形小，外观质量高、结构简单、加工效率高、环保等优点[1]，广泛应用于航天、航空等行业，是航空电子系统机载设备铝合金机箱的常用加工方式。
上世纪70年代，国外已经开始研究铝合金的真空钎焊。
现阶段，美、英、日已经处于高质量批量生产的阶段[2]，而我国真空钎焊起步晚，主要用于火箭发动机和航空发动机等不锈钢及高温合金的钎焊，随着航空电子设备轻量化需求，铝合金越来越多的用于机载设备机箱。
6061鋁合金属于可热处理强化合金，具有较好的可成形性、可焊接性及可切削性能，耐腐蚀和中等强度，广泛应用于机载设备[3]。
现阶段对机箱类产品主要采用线切割方式加工机箱腔体，该加工方式不但效率低而且还浪费材料，因此需要对6061铝合金真空钎焊加工工艺进行研究，改进机箱产品加工效率[4]。
1 6061铝合金焊接性能分析铝合金6061属铝镁硅系合金，主要元素为Mg和Si，其强化相为Mg2Si。
6061铝合金中温钎焊接头组织与性能
6061铝合金中温钎焊接头组织与性能
6061铝合金中温钎焊接头的组织与性能是具有重要意义的制程指标之一。
1、组织结构：
（1）存在Mg$_2$Si的铝-锆焊缝。
（2）周边有经过软浸氧化处理的Al$_6$Mg$_2$区域。
（3）在端面、渗脂通道和腐蚀溶解焊接缝周边皆有铝-锆熔接界面。
（4）深处形成挤压和拉伸相对称状的金属-Mg$_2$Si复合结构。
2、性能：
（1）拉伸强度高，特别是接头处拉伸强度可达228MPa以上。
（2）疲劳强度较高，经极限疲劳试验表明伸长率可达0.54%以上。
（3）抗腐蚀能力强，表面处未发生明显腐蚀痕迹，反复多次浸润海水也没有缩短其使用寿命。
（4）耐热性好，在低温、中温与高温共鸣条件下均能保持良好的强度稳定性。
6061铝合金中温钎焊接头组织与性能
6061铝合金中温钎焊接头组织与性能6061铝合金是一种非常常用的铝合金，在我国的航空、航天、电子、汽车等领域中广泛应用。
由于其良好的机械性能和加工性能，因此温钎焊接技术成为其焊接方法中不可或缺的一部分。
为了更好地发挥6061铝合金中温钎焊接头的性能，本文通过对其中温钎焊接头组织和性能的研究，以及综合分析6061铝合金焊接结构中的各个因素，以期取得有效的结果。
6061铝合金温钎焊接头的组织分析表明，焊接区是由混合层、熔融层、基材层和相邻晶粒的再结晶层组成的，还有一层薄膜层。
焊接接头的混合层可分为核心层和熔池层，当焊接温度越高时，混合层的厚度也越厚，熔池层可以有效地降低焊接接头的机械性能。
焊接区中的再结晶层有利于提高熔池层与基材层之间的机械性能。
由于6061铝合金具有良好的加工性能，因此熔池层和再结晶层在焊接中可以被有效地降低。
焊接头中薄膜层本质上是一层脆性外壳，可以有效地防止焊接结构中的氧化物集中和损伤。
6061铝合金温钎焊接头的性能综合分析表明，主要受焊接温度、焊接速度和金属材料等多种因素的影响。
首先，焊接温度越高，焊接速度越快，焊接接头的混合层厚度和再结晶层厚度也越厚，使焊接接头的机械性能变得更好。
其次，金属材料组成越复杂，金属材料的混合程度越高，焊接的机械性能也会相应提高。
最后，金属材料的脆性越低，焊接的机械性能也会提高。
通过以上分析，6061铝合金温钎焊接接头的组织和性能是受诸多因素的共同作用的结果。
焊接过程中要根据焊接头的具体用途，合理控制焊接温度、焊接速度和金属材料的选择，以期获得满意的焊接接头组织和性能，有利于6061铝合金在各个领域中的安全、经济、可靠地应用。
总之，6061铝合金温钎焊接头的组织和性能是通过对它的组织形态、加工参数和材料组成等多种因素的综合考虑得出的。
因此，为了达到理想的效果，需要根据具体的结构用途对焊接过程的控制参数进行合理的调整，以获得良好的焊接头组织和性能。
6061铝合金钎焊资料 文档
不论国内外对6061铝合金的研究主要都针对三个方面：钎料、钎剂和工艺方法。
目前广泛采用的工艺方法主要是真空钎焊和保护其体炉中钎焊。
他们都具有各自的工艺特点。
在钎焊时，焊件是依靠熔化活的钎料凝固后连接起来的，因此，焊缝的质量在很大程度上取决与钎料。
铝钎料主要以Al-Si合金为主。
然后根据其他工艺性能添加Cu。
Ge等元素。
经过多年的研究实验，已经取得了让人满意的成绩。
在钎焊过程中焊剂也具有不可替代的作用，因此，其也是现在钎焊研究中重要的组成部分。
现在钎剂主要是在无腐蚀、不溶性钎剂的基础上，提高钎剂活性和稳定性。
目前广泛采用的工艺方法主要是真空钎焊和保护其体炉中钎焊。
真空钎焊，是指工件加热在真空室内进行，主要用于要求质量高的产品和易氧化材料的焊接。
真空钎焊具有如下优点：1）真空钎焊，因不用钎剂，显著提高了产品的抗腐蚀性，免除了各种污染，无公害的处理设备费，有好的安全生产条件；2）真空钎焊不仅节省大量价格昂贵的金属钎剂，而且又不需要复杂的焊剂清洗工序，降低了生产成本；3）真空钎焊钎料的湿润性和流动性良好，可以焊更复杂和狭小通道的器件，真空钎焊提高了产品的成品率，获得坚固的清洁的工作面；4）与其它方法相比，炉子的内部结构及夹具等寿命长，可降低炉子的维修费用；5）适于真空钎焊的材料很多，如：铝、铝合金、铜、铜合金，不锈钢、合金钢、低碳钢、钛、镍、因康镍(Inconei)等都可以在真空电炉中钎焊，设计者根据钎焊器件的用途确定所需的材料，其中铝和铝合金应用得最广泛。
保护其体炉中钎焊也是现在生产中主要采用的一种工艺方法，因其具有钎焊材料的保护气氛很便宜，工厂能大量生产，工业氮基气氛可以液态储存在厂房外面。
这些气氛具有极好防氧化能力，根据需要可以制成具有约0.2%~1.0%以上范围内任何碳势的气氛。
这个碳势范围足以适应所有的碳钢和低合金钢，包括钎焊前已经渗碳的钢。
当所用气氛的碳势与工件金属的碳含量相匹配时，工件金属钎焊时可既不渗碳也不脱碳。
6061铝合金真空钎焊技术的发展_郑欣
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２０１４， Ｖｏｌ．４２， №１
应用上述方 法 都 有 其 各 自 的 局 限 性，因 而 近 几 年 对 真空钎焊技 术 的 研 究 日 益 增 加，研 究 的 钎 料 主 要 有 Al-Si，Al-Si-Mg，Al-Si-Cu，Al-Ge，Al-Ge-Si 等 几 个 体 系。下面详细介绍近几十年来国内外关于 6061 铝 合金真空钎焊工艺的研究情况。
20 世纪 60 ～ 70 年 代，Schwartz 等 人 在 美 国 专 利［14］中 指 出 6061 铝 合 金 可 以 采 用 由 88% Al 和 12% Si 组成的钎料在 1． 3 × 10 － 2 Pa 真空度和 585℃ ～ 588℃ 温度下进行真空钎焊，并指出在该 Al-Si 钎 料中 w（ Si） 可以从 12% 降到 6% ，并获得完整的钎焊 接头。另外，Schwartz 在交给 Martin 公司的一份技术 报告中［15］详细介绍了采用 No． 718（ 即 4047） 钎料成 功钎焊 6061 铝合金机箱的真空钎焊工艺。其真空 钎焊温度为 582℃ ～ 593℃ ，真空度为 1． 3 × 10 － 4 Pa。 Al88Si（ 4047） 钎料是应用较成熟的钎料体系，但该 钎料体系的钎焊温度较高（ 595℃ ～ 605℃ ） ，已超过 6061 的固相线温度，很容易导致基体过烧。
收稿日期： 2013 － 09 － 15 第一作者简介： 郑欣( 1976 － ) ，女，黑龙江拜泉人，工程师。
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２０１４， Ｖｏｌ．４２， №１
及可切削性能，耐腐蚀和中等强度，该合金的真空钎 焊技术在国内研究较少，而它目前在航天、建筑和汽 车领域 的 应 用 越 来 越 多。 据 相 关 资 料 显 示，Boeing 公司新型飞机“波音 787 梦想”系列飞机液压油系统 的换热器芯体已经由 3003 铝合金改为用 6061 铝合 金制造，对提 高 飞 机 液 压 油 系 统 的 可 靠 性 起 到 重 要 作用。我国对 6061 铝合金的真空钎焊研究目前处 于起步阶段，亟 待 开 发。 国 内 各 大 中 企 业 和 研 究 院 所还没有成功钎焊 6061 铝合金产品的成熟经验，我 国某型机的 6061 零件只能用氩弧焊代替真空钎焊， 导致产品变 形 严 重，热 裂 纹 倾 向 增 加。 本 文 试 图 综 述 6061 铝合金的真空钎焊技术的发展现状，以便为 国内攻克 6061 铝合金真空钎焊的技术瓶颈提供一 些参考。
铝及铝合金钎焊用硬钎料的研究现状与展望
铝及铝合金钎焊用硬钎料的研究现状与展望牛志伟;黄继华;许方钊;刘凯凯;陈树海;赵兴科【摘要】铝及铝合金以其优良的特性,在当代工业材料中占有越来越重要的地位.钎焊作为一种可靠连接铝及铝合金结构件的连接方法而被广泛应用.铝及铝合金钎焊用硬钎料的开发一直是国内外学者争相研究的热点,然而,钎料合金熔化温度高、加工成形性差、钎焊接头强度低等因素严重制约着钎料合金的开发应用,实现商业化的钎料甚少.添加合金元素能够降低钎料熔化温度,改善钎料显微组织和性能,这对铝钎焊用硬钎料的发展是一个行之有效的方法.结合国内外对铝及铝合金钎焊用硬钎料的最新研究成果,全面阐述合金元素的添加对钎料熔化温度、加工成形性及钎焊接头组织性能的影响,指明铝及其合金钎焊用硬钎料目前研究中存在的问题及今后的研究方向.【期刊名称】《中国有色金属学报》【年(卷),期】2016(026)001【总页数】11页(P77-87)【关键词】铝合金;硬钎料;加工成形;钎焊接头【作者】牛志伟;黄继华;许方钊;刘凯凯;陈树海;赵兴科【作者单位】北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083;北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083;北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083;北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083;北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083;北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083【正文语种】中文【中图分类】TG425+.2铝及铝合金具有密度小、强度高和耐腐蚀等优点，因而广泛应用于汽车、高速铁路车辆、航空航天和军事工业［1-4］。
不同牌号的铝合金及其过烧温度如图1所示。
对于铝合金的焊接，传统的方法主要以熔化焊接为主，设备复杂，且对焊工的技术要求比较严格［5-7］。
钎焊作为铝合金连接的重要方法，具有钎焊件变形小、尺寸精度高等优点，近年来，在国内外得到广泛的应用［8-10］。
铝及铝合金的软钎焊是不常应用的方法，由于铝及铝合金软钎料主要采用以低熔点金属如锡、锌等为基，使得软钎料的成分、组织及电极电位与铝及铝合金母材相差很大，钎焊接头易引起严重的电化学腐蚀［11-12］。
5A06与6061铝合金焊接工艺实验与研究
5A06与6061铝合金焊接工艺实验与研究第一篇：5A06与6061铝合金焊接工艺实验与研究5A06铝合金是一种铝镁系防锈铝，6061铝合金是一种铝镁硅系锻铝，两者的特点是：中等强度，良好的塑性、焊接性和抗蚀性，广泛应用于汽车、船舶、铁道车辆结构件。
因生产工艺要求对5A06与6061铝合金材料进行焊接，为了保证焊接质量，提高生产效率，本实验采用手工TIG焊和半自动MIG焊，对厚度为8mm的5A06与6061铝合金材料进行焊接工艺实验和研究。
母材为8mm厚的5A06与6061铝合金板材，其力学性能见表1。
分别采用手工钨极氩弧焊(TIG焊)和半自动熔化极氩弧焊(MIG焊)两种方法进行焊接，焊丝选用ER5356，其熔敷金属的屈服强度为135MPa，抗拉强度为275MP。
手工交流TIG焊的焊接参数见表2。
环境温度24℃，钨极伸出长度5～6mm，喷嘴距焊接试件8～12mm，焊件焊前预热至200～250℃。
层间清理用不锈钢丝打磨，层间温度不低于200℃。
半自动MIG焊的焊接参数见表3。
采用直流反接，环境温度24℃，喷嘴距焊接试件12～22mm，焊件焊前不预热。
层间清理用不锈钢丝打磨，层间温度不低于200℃。
表1 铝合金材料力学性能合金牌号σs/MPa σb/MPa δ(%)6061 276 310 125A06 160 315 16表2 TIG焊接参数焊接电流焊接速度/ 钨极直径焊丝直径气体流量喷嘴直径焊层数/A /mm /mm(mm·min-1)/(L·mm-1)/mm5 16 250～280 100～150 5～6.4 10～14表3 MIG焊接参数焊接电流焊接电压焊接速度焊丝直径气体流量焊层数/A /V /mm /(mm·min-1)/(L·mm-1)5 220～280 21～24 20～25 12～18 试件焊前采用机械加工方法加工出60°的V形坡口；清除坡口及其附近区域的污染物后，用丙酮擦洗，再用清水冲净；用不锈钢丝或刮刀等工具清理氧化膜，清理后3～4h内施焊。
6061铝合金钎焊用钎料的研究
(3) 焊接和钎焊强度测试： 铝合金试板尺寸为 60 mm × 20 mm × 2 mm，采 用 搭 接 方 式 ，于 预 先 升 温 至钎焊温度的箱式电阻炉中实施焊接。 钎剂为 CsF-AlF3，钎焊 温 度 为 570℃，焊 接 加 热 时 间 5 min。 焊后水冷实现固溶处理， 再进行 175 ℃× 8 h 时效处 理。 用 GP-TS2000/100KW 万能拉伸机测试接头 的 剪切强度，拉伸速度为 1 mm/min。
金属铸锻焊技术 Casting·Forging·Welding
2012 年 06 月
6061 铝合金钎焊用钎料的研究
刘正林， 杨凯珍， 王 凯， 刘凤美 （广州有色金属研究院， 广东 广州 510650）
摘 要：研究了 Biblioteka 061 铝合金钎焊用中温钎料 Al-Si-Cu-Ni 钎料的熔化特性、钎焊强度、钎料和接头抗腐蚀性能。 结
2012 年 06 月
表 4 各钎料钎焊接头腐蚀前后的剪切强度 Tab.4 The shearing strength of brazed joints with various
brazing feller metals before and after corrosion
钎料
接头腐蚀前强度 /MPa 接头腐蚀后强度 /MPa
果 表 明 ，Al-Si-Cu-Ni 钎 料 熔 化 温 度 与 Al-Si-Cu 钎 料 HL401 接 近 ， 钎 焊 强 度 、 钎 料 和 接 头 抗 腐 蚀 性 能 均 优 于 HL401；
6061铝合金性能研究综述
塑性加工金属学实验综述——6061铝合金性能研究铝，是一种化学元素。
它的化学符号是Al，它的原子序数是13。
铝元素在地壳中的含量仅次于氧和硅，居第三位，是地壳中含量最丰富的金属元素。
在金属品种中，仅次于钢铁，为第二大类金属。
它具有特殊的化学、物理特性，不仅重量轻，质地坚，而且具有良好的延展性、导电性、导热性、耐热性和耐核辐射性，是国民经济发展的重要基础原材料。
铝的比重为 2.7，密度为 2.72g/cm3，约为一般金属的1/3。
由于铝的塑性很好，具有延展性，便于各种冷、热压力加工，它既可以制成厚度仅为0.006 毫米的铝箔，也可以冷拔成极细的丝。
通过添加其它元素还可以将铝制成合金使它硬化，强度甚至可以超过结构钢，但仍保持着质轻的优点。
航空、建筑、汽车三大重要工业的发展，要求材料特性具有铝及其合金的独特性质，这就大大有利于这种新金属铝的生产和应用。
近一个世纪的历史进程中，铝的产量急剧上升，到了20世纪60年代，铝在全世界有色金属的产量上超过了铜而位居首位，这它的用途涉及到许多领域，大至国防、航天、电力、通讯等，小到锅碗瓢盆等生活用品。
它的化合物用途非常广泛, 不同的含铝化合物在医药、有机合成、石油精炼等方面发挥着重要的作用。
人们根据不同的需要，研制出了许多铝合金，在许多到了铝合金。
根据铝合金的加工工艺特性，纯铝按其纯度分为高纯铝、工业高纯铝和工业纯铝三类。
铝合金按加工方法可以分为形变铝合金和铸造铝合金。
形变铝合金塑性好，适宜于压力加工。
形变铝合金按照其性能特点和用途可分为防锈铝(LF)、硬铝(LY）、超硬铝(LC)和锻铝(LD)四种。
变形铝合金又分为不可热处理强化型铝合金和可热处理强化型铝合金。
不可热处理强化型不能通过热处理来提高机械性能，只能通过冷加工变形来实现强化，它主要包括工业纯铝（1000系列）； Al-Mn合金（3000系列）； Al-Si合金（4000系列）； Al-Mg合金（5000系列）。
铝合金6061、3A21材料交替真空钎焊工艺方法探究
铝合金6061、3A21材料交替真空钎焊工艺方法探究作者：乔平王朝罗锡王戎王婷来源：《科技风》2021年第04期摘要：本文从3A21材料铝合金真空钎焊机箱缺陷分析入手，通过分析真空钎焊机制、6061和3A21材料特点、钎焊特点、工艺过程等方面，结合生产经验，优化了真空钎焊工艺过程，解决了铝合金机箱焊缝开裂问题，为后续生产提供依据。
关键词：铝合金;真空钎焊;内部缺陷1 绪论随着航电系统的发展，对机载电子设备的要求越来越高，要求机载电子设备机箱的结构复杂紧凑，导电导热能力强，热传导效率高，能适应复杂电磁状况、高温湿热等环境条件。
在这种要求下，铝合金真空钎焊机箱及模块得到了广泛的应用。
铝合金机箱真空钎焊后，焊接精度高，对于精密焊件可以加工較少的余量，达到产品的精密要求[1]。
2 6061、3A21材料交替真空钎焊问题由于生产资源有限，在实际生产中同一个真空钎焊炉会焊接不同材料的箱体。
当一个真空钎焊炉连续焊接6061材料，再用该真空钎焊炉焊接3A21材料，发现3A21材料一次性焊接成功率只有75%，未焊接成功的箱体出现了不同程度的焊缝开裂，如图1所示。
在箱体精加工后，箱体焊缝处发现焊缝开裂，这些缺陷基本存在于钎缝内部，经机械加工后会暴露在钎缝表面。
这些钎焊缺陷的存在会降低箱体的气密性、水密性和接头强度。
缺陷产生的原因有很多，可能是钎焊件表面清洗不到位，钎焊接头间隙不合适，钎料与母材的熔化温度不匹配，钎焊过程中母材或钎料析出气体等等。
3 6061、3A21材料特点3A21材料是Al-Mn系铝合金，属于热处理不可强化的铝合金，不能通过淬火时效使其强化。
3A21材料的塑性及压力加工性能佳，抗腐蚀性能强，焊接性能良好[2]。
3A21材料化学成分见表1。
6061材料是Al-Mg-Si-Cu系铝合金，属于热处理可强化的铝合金，6061材料具有中等强度，良好的塑性、可焊性和抗蚀性，热状态下有高的塑性，易于锻造，材料可通过淬火时效强化。
温度和时长对6061铝合金的4004钎料真空钎焊影响研究
温度和时长对6061铝合金的4004钎料真空钎焊影响研究冯学文;杨炳元
【期刊名称】《机械制造文摘（焊接分册）》
【年(卷),期】2024()2
【摘要】以6061-T6铝合金为研究对象,采用4004铝合金作为钎料对其进行真空钎焊,并通过控制钎焊高温段的温度和时长焊接出具有不同钎缝的6061铝合金水冷板。
用气密测试台、水浸超声波检测仪、微距摄像机、金相显微镜对试验件的钎焊情况及钎缝微观形貌进行分析表征。
结果表明,钎焊高温段温度低或者保温时间短,钎料的流动性不足,钎缝存在脱焊。
反之,钎焊高温段温度高或保温时间长则会造成焊缝熔蚀。
当炉内真空度≤2.0×10^(-3) Pa时,钎焊高温段温度595℃,保温时间80 min,真空钎焊的6061铝合金焊缝具有良好的成形性和密封性能。
【总页数】7页(P6-12)
【作者】冯学文;杨炳元
【作者单位】贵州永红换热冷却技术有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TG454
【相关文献】
1.Sn-9Zn—xCu钎料钎焊6061铝合金接头组织和性能研究
2.Al-12Si自钎剂钎料烧结温度对3003铝合金钎焊接头性能的影响
3.Al-Si-Cu-Mg钎料真空钎焊6061铝合金工艺研究
4.钎料形状对Q235钢/6061铝合金高频感应钎焊工艺的影响
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6061铝合金钎焊 文档
用Al-Si-20Cu作为基体钎焊6061-T6铝合金【摘要】本次实验研究用Al-12Si, Al-9.6Si-20Cu, and Al-7Si-20Cu-2Sn作为焊料在低于550摄氏度的较低温度下钎焊6061-T6铝合金时的接头强度。
然后把这些钎焊街头经过拉伸实验之后放在扫描电子显微镜下进行观察。
用Al-7Si-20Cu-2Sn 作为焊料的钎焊接头在504到526摄氏度之间比传统的Al-12Si焊料有更好的完整性。
结果表明经过T6处理的6061铝合金作为母材并且用这种新的钎焊钎料在550℃钎焊并保温60分他的接头强度大约为121MPa。
【关键词】6061铝合金，Al-12Si，Al-Si-20Cu ，钎焊，焊料1 介绍由于铝及铝合金的这些特点，例如高强度、低成本和优越的耐腐蚀，因此铝及铝合金被广泛的应用在航空、汽车、建设等行业。
同时,由于他们的导热性能好,他们往往被用做热交换器。
钎焊已被视为最重要的一个加入铝组件生产的方法。
铝钎焊中可用填充金属通常是基于一个周围成分为Al-12Si共晶成分的铝合金系。
然而，为了实现高强度连接，用铝硅填充金属钎焊时在590℃-610℃温度范围内执行非常见效，这个温度是接近甚至高于大多数铝合金的熔点。
因此，铝工件钎焊后将全部或部分熔融，或者它的力学性能会大大下降。
显然，大部分铝合金钎焊还需要开发新的熔点较低的填充金属。
为了这个目的，在未来十年里还需要做很多努力。
Humpston et al. 和 Jacobson et al.报道一种Al-5Si-20Cu-2Ni填充金属的融化温度在518℃到538℃之内。
当用这种填充金属钎焊3001铝合金时可以获得剪切强度超过75MPa的焊件。
早些时候，Suzuki et al.已经引进一种熔点为535℃的Al-4.2Si-40Zn共晶填充金属，但是这种填充金属的劣势在于锌非常容易吸收蒸汽后被氧化，这可能成为一个钎焊过程中的障碍。
Al-Si-Ge-Zn钎料钎焊6061铝合金接头组织与性能分析
第38卷第9期焊接学报9: 38 No. 9 201 7 年 9 月TRANSACTIONS OF THE CHINAWELDINGINSTITUTI0N S ep tem b er2017Al-Si-Ge-Z n钎料钎焊6061铝合金接头组织与性能分析牛志伟，黄继华，刘凯凯，许方钊(北京科技大学材料科学与工程学院，北京100083)摘要：采用新型A l-S-G e-Zn钎料钎焊6061铝合金，对钎料及钎焊接头的组织和性能进行了分析，并与A l-S-Zn 和A l-S-Ge钎料进行了对比.结果表明，A l-S-Ge钎料熔点较低，但高的Ge元素含量促使钎缝中形成粗大的脆性 初生G=i相，恶化了钎焊接头组织和性能;A l-S i-Zn钎料由于Zn元素含量较高，引起钎缝中Si元素偏析聚集为大 片状，严重影响钎焊接头的力学性能;向A1-S共晶中添加适量的Ge和Zn元素，维持了较低的钎料熔化温度，同时细化了钎料合金的显微组织，脆性初生GeS相和片状硅相消失，细小分散的锗，硅固溶体相均匀分布在#A1基体 中.采用A l-S-G e-Zn钎料钎焊6061铝合金，钎焊接头抗剪强度最大.关键词：6061铝合金；A l-i-G e-Zn钎料；抗剪强度；显微组织中图分类号：TG425 +.2 文献标识码：A doi：10.12073/j.h jx b.201511190010序 言6061铝合金[1-2]作为一种Al- M g- S i系变形 铝合金，比重轻，具有良好的强度及耐腐蚀性，广泛 应用于制造汽车管路件及阀件.目前在该类零部件 组装生产过程中，主要采用钎焊连接，但由于6061 铝合金熔点较低（固相线温度582 ~595 °C)，用传统 的Al-S钎料[3]极易出现过烧，所以该类零部件的钎 焊一直比较困难.Al-Si-Cu系钎料合金[4-7]的出现大大推进了6061铝合金的钎焊.Chuang等人[8—9]开发了 Al - 10. 8Si- 10C u和 Al - 9. 6Si - 20C u 钎料合金，两种 钎料合金熔化温度范围分别为522. 3 ~ 570. 0 C和 522.9 ~ 535. 2 C，采用 Al-10. 8Si-10C u 钎料钎焊 6061铝合金可以获得完整的钎焊接头，钎焊接头抗 剪强度可达67 MPa;采用Al-9.6Si-20Cu钎料钎焊 6061铝合金，钎焊接头强度仅为40 M Pa.Al-9.6Si-20Cu钎料合金虽然钎焊温度大大降低，然而合金中 存在大量的AlCu金属间化合物和Al-Si-Cu共晶组 织，导致钎料合金脆性很大，极难加工成薄片，同时 钎焊接头中也存在大量的A lC u金属间化合物，导 致钎焊接头强度较低.Al-S-Ge钎料具有较低的熔 化温度，并且钎焊工艺性能极佳.日本研究的Al-35Ge-Si钎料[10]，可用于6061铝合金及复合材料在 550 C以下钎焊;但由于Ge元素含量较高，钎料合收稿日期：2015-11-19基金项目：广东省科技计划资助项目（2010A080402014)金具有较大的脆性，极难加工，从而限制了此类钎料 合金的使用.Suzuki等人[11]研制的Al-Si-Zn钎料熔 点为535 C，具有优异的热加工性能，可以方便地制 成钎料丝或带;但由于Al-Si-Zn钎料中Zn元素含量 过高，钎焊时极易引起母材的溶蚀，同时钎焊接头中 存在粗大的块状初晶硅，严重影响了钎焊接头的力 学性能.中采用 制 的 Al-Si-Ge-Zn料对 6061 铝 合金进行钎焊，对钎焊接头的显微组织及性能进行 了分析，并与传统的Al-Si-Zn和Al-Si-Ge钎料进行 对比分析.1试验方法采用纯度大于为99. 9V的Al，Si，Ge和Zn元 素的原材料，在井式坩埚炉中进行熔炼，先熔炼不同 Si元素含量的Al-Si中间合金，然后分别添加Zn和 Ge元素，熔化后进行充分搅拌，以尽量减少Ge，Z n 元素在金属液中的比重偏析，具体成分如表1所示. 采用微量型差热分析仪（DTA)测定钎料合金的熔化 温度.采用扫描电子显微镜（SEM)和能谱分析表1钎料合金成分（质量分数% %&Table!C h e m ic a l c o m p o sitio n s o f f i l l e r m e ta ls 编号钎料Si Ge Zn A l1A l-S i-Z n 5.1-40.2余量2A l-S i-G e5.625.2-余量3A l-S i-G e-Z n9.51015量98焊接学报第38卷(EDS)制备合金及钎焊接头的显微组织，采用X:(XRD)对料合金的相组成进行分析.钎焊试验在箱 阻炉中进行，钎焊570 °C，钎焊时 2 m in.采用的 进的A IF3-K F-C S F ,腐蚀钎剂，熔化 510〜530 °C.试验母材为6061铝合金，具体成分见表2$ 搭接试样规格为60 m m X20m m X2mm，如图1所 .对钎焊接头进行 ，为保证 的准确，每 料成分钎焊五组试样，取平，对焊接头显微组织进行.表2 6061铝合金化学成分（质量分数，％)和熔化温度（°C)T a b le2C h e m ic a l co m p o sitio n s a n d m e lt in g te m p e r a tu r e o f6061 a lu m in u m a llo yFe Mg Si Zn Ti Cu C b Mn Al固相线温度R液相线温度R 0.71.100.610.250.150.250.120.01余量592654图1钎焊试验示意图（m m)F ig. 1S c h e m a tic o f b r a i z i n g e x p e r im e n t 2试验结果及分析2=钎料的熔化特性料合金的DTA曲线如图2所示.由图2s可 得，Al-5. 1Si-40. 2Zn合金的熔化温度范围为500〜555 C，熔化 55 C $图 2b Al-5.6Si-25.2Ge钎料合金的DTA曲线，两 的吸热峰，其中541.3 C与Al-Si-Ge三元共晶454〜572 C对应的，而在440.2 C出现的吸热峰与A;G e:晶的共晶点温度相对应的，熔化为 113. 1C $图2c为 Al-9.5Si-10Ge-15Zn合金的熔图2钎料合金的DTA曲线F ig.2 D T A c u r v e s o f f i l l e r m e ta ls化 曲线，图中一晶热峰，表明合金的组成接 晶成分，熔化 505. 2〜545.1 C ，熔化 39.9 C.对 料 金，晶型合金熔化 ，流 好，凝固后成集中 ，金 ，有利于提高焊缝的质量.2.2钎料的显微组织图3 料金的显微组织.从图3a 可 出Al-5. 1Si-40. 2Zn钎料合金主 深灰色的#A1固溶 ，针状和大块状的硅 及灰白色的相组成；图3b可，灰白色相主要包含大量的锌和一定量的铝，为&Zn相，&Zn相的中心部 位 量亮白色的+Zn相，与熔炼过程中钎料 金冷却速度太快，&Zn转变 $图3c Al-5.6Si-25. 2Ge钎料合金的显微组织，合金主要 深灰色的#A1固溶 ，亮白色的针状固溶，白色的针状硅固溶 和粗大的初生G e S i 组成.：，粗大的GeSi相和针状的锗、硅固溶 硬度高、脆大，严重恶化钎料合金的加工&12'.对图 3c，d 发现，Al-5.6Si-25.2G e 料组织中锗，硅固溶 达，呈针片状、骨骼状，具有一定的方向性$Al-9.5Si-10Ge-15Zn钎料合第9期牛志伟，等"Al -Si -Ge -Zn 钎料钎焊6061铝合金接头组织与性能分析99金中的锗，硅固溶 加细小分散，同时在其过程中 好的协调脆性锗，硅固溶体相的变形，析出大量的+Z n 相， 的 +Zn 加工变 裂纹的 &13-14].图3钎料合金的显微组织F ig . 3 M ic r o s tr u c tu r e o f f i l l e r m e ta ls为进一步分析确定 Al -5. 1SiM 0. $Zn ，Al -5. 6Si - 25. $Ge 和Al -9. 5Si -10Ge -15Zn 钎料合金的相组成， 对钎料合金进行X : 分析，图4料合金的XR D 分析 •证实了 Al_5. 1Si -40. $Zn 钎料金主#A 1相，硅和锌固溶体相组成;Al -5. 6Si -$5. 2Ge 钎料合金主要是由#A 1，硅和锗相组成;Al -9. 5Si -10Ge -15Zn 钎料合金主 #A 1相，硅相，锗相和+Z n 相组成，XRD 分析与SEM 分析一致.图4钎料合金的XRD 分析结果F ig . 4 X R D r e s u lts o f f i l l e r m e tals100焊接学报第38卷2.3钎焊接头显微组织焊试验 ，首先对 料合金在6061铝合金上的铺展润湿性进行 ，分取0.05 g不同成分的钎料合金，配 A1F!-KF-C s F .腐蚀钎，570 °C下 2 min，不同钎料合金的铺展面积，A1-5. 1SiM0.2Zn合金的铺展面积为105. 4 m m2$A1-5.6Si-25. 2Ge合金的铺展面积 为 138. 6m m2$Al-9.5Si-10Ge-15Zn 合金的铺展面 积为 152. 0 m m2.结果表明，Al-9.5Si-10Ge-15Z n钎 料合金具有更佳的铺展润湿能力，这除了与较低的熔化 ，更与钎料合金具 的熔化$，料金具有细小分散的组织也促进钎料合金的润湿 [15].铝合金钎焊接头的显微组织如图5 .为确定不同成分钎料合金钎焊接头的相组成，对焊接头不同区域进行了成分分析， 3 .+-5.1SiM0.2Zn钎料焊6061铝金，钎焊接头的界处形成一条 的，主包含+和Zn元素，由+-Zn金图可知，其不 成金属化物，而是形成铝基固溶体，由于Zn原 ，图5钎焊接头的显微组织F ig.5 M ic r o s t r u c t u r e o f b ra z e d jo in t s表3 EDS分析结果（质量分数，％)T a b le1E D Sresults i n b ra z e d jo in t s编号Al Si Ge Zn可能相a83.97——16.03# - AlB22.54——77.46& - Zn c—100.00——SiD95.30— 4.70—# - AlE 2.1336.6361.24—锗固溶体f 1.0551.4047.55—硅固溶体G92.12——07.88# - AlH12.0303.5105.2079.26+ - Zn I—10.4487.20 2.36锗固溶体J 5.4777.6512.10 4.78硅固溶体料中的Zn原向母材进行了用 成 了固溶体，充分合金化的 ，料与母材之间形成了较为优良的冶金结合；+-5. 1Si-40. 2Zn钎料焊接头组织与 料组织接近，同样 状和大块状的硅相；，于+-5. 1SiM0.2Zn钎料焊接头中大量锌向6061铝合 金界面处扩散，导 焊接头中锌固溶少.Al-5.6Si-25.2Ge钎料合金与6061母材界面处，料与母材嵌 一起$+-5.6Si-25. 2Ge钎料钎焊接头组织同样保留了 料的组织形态，主要为片状、状的锗，硅固溶 . +-9.5Si-10Ge-15Zn钎料焊接头一条的，EDS分析 主要成分为+，Zn等素，同样为#+固溶体.2.4钎焊接头力学性能对焊后6061搭接接头进行拉伸试验，不同钎料 钎焊6061接头抗剪 图6.+-5. 6Si-25. 2Ge钎料合金钎焊6061铝合金 接头抗剪强度值最小为 87. 68MPa，Al-9.5Si-10Ge-15Zn钎料钎 焊接头强度最大为138. 5 MPa，+-5. 1SiM0.2Zn钎 焊接头 于两者之间为104. 67 M P a.三种钎料图D钎焊接头抗剪强度F ig.6S h e a r s tr e n g th o f jo in ts第9期牛志伟，等：Al-Si-Ge-Zn钎料钎焊6061 g合金接头组织与性能分析101合金钎焊接头均断裂于钎缝处，Al-5. 1Si-40. 2Zn钎焊接头钎缝中存在的粗大块状硅割裂了基体，恶化了钎焊接头的力学性能;Al-5.6Si-25. 2Ge钎料合金与母材无明显扩散反应层，接头中存在大片状的脆性锗，硅固溶体相，使得钎焊接头强度较低;Al-9.5Si-10Ge-15Zn钎料钎焊接头中细小分散的锗，硅固溶体相以及塑性+Zn相的存在是6061铝合金钎焊接头强度显著提高的关键.3结 论(1) Al-Si-Ge-Zn钎料合金的熔化温度间隔为 39. 9 °C，比Al-Si-Zn和Al-Si-Ge钎料具有更窄的熔化区间，更有利于提高钎料合金的铺展润湿性.(2) Al-Si- G=Zn钎料合金的物相为-A1相，锗固溶体相、硅固溶体相和+Zn相，无金属间化合物生成；相比Al-Si-Ge钎料，Al-Si-G=Zn钎料合金中的锗，硅固溶体相更加细小分散.(3)由于Al-Si-Ge-Zn钎料钎焊接头中形成细 小分散的Ge，S i固溶体相和塑性+Zn相，使得Al-Si-Ge-Zn钎料钎焊接头抗剪强度值最大，为138. 5M Pa.参考文献：[1]戴玮，薛松柏，蒋士芹，等.6061铝合金中温钎焊接头组织与性能[J].焊接学报，2012, 33(6): 105 -108.Dai W e i, X u e S on gb a i，Jiang S h iq in，et al.M icrostructure andm echanical properties o f 6061A1 joints brazed with a low-m eltingpoint filler [ J ].Transactions o f the C hina W eldin g Institution，2012, 33(6)：105 -108.[2]Chen Y S，Chen T J，Zhang S C，e al. 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Property o f rapidlysolidified brazing alloy o f A l-S i-C u based a llo y[ J] •Transactionso f the C hina W eldin g Institution，2004，25(2)：69-72.[8]Chang S Y，Tsao L C，Li T Y，et al. Joining 6061 alum inum alloy withi Al-^Si-Cu filler metals [ J ].Journal o f A lloys and C omp o u n d s，2009, 488(1)：174 -180.[9]Chuang T H，Tsao L C，Tsai T C，et a+D evelopm ent o f a low-m elting-point filler metal for brazing alum inum a lloy s[ J] •M etallurgical and M aterials T ransachons A，2000，31 (9)：2239-2245.[10]Kayam oto T，K im J H，Saito S，et a l. Brazing o f A l-M g alloy andA l-M g-S i alloy with A l-G e based filler m etals[ J] •P roceedin gs o fW orkshop o f the Japanese W eldin g S o cie ty，1994，12(4)：495-501.[11]Suzuki K，Kagayam a M，T akeuch i Y. E utectic phase equilbriumo f Al-^Si-Zn system and its applicability for louver temperatiare bra-zin g[ J]. Light M eta l，1993, 43(10)：533 -538.[12]Zhang Y，G ao T，Liu X. 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Study on the m icrostructure andw ettability o f an A l-C u-S i braze containing small amounts o f rareearth erb iu m[ J] •Journal o f M aterials E ngineering and Performa n ce, 2009, 18(3)：278-281.作者简介：牛志伟，男,1986年出生，博士研究生.主要从事铝及 铝合金钎焊研究工作.发表论文12篇.E m a il：z h w n u s tb@163.c o m：黄继华，男，教授•Em ail ：j+hhuan g62@s in a. com。
铝合金6061调研报告
铝合金6061调研报告第一篇：铝合金6061调研报告铝合金选材技术报告一．1-8系列铝合金用途介绍:1×××系列铝板材1×××系列铝板材：代表1050、1060、1100。
在所有系列中1×××系列属于含铝量最多的一个系列。
纯度可以达到99.00%以上。
由于不含有其他技术元素，所以生产过程比较单一，价格相对比较便宜，是目前常规工业中最常用的一个系列。
目前市场上流通的大部分为1050以及1060系列。
1000系列铝板根据最后两位阿拉伯数字来确定这个系列的最低含铝量，比如1050系列最后两位阿拉伯数字为50，根据国际牌号命名原则，含铝量必须达到99.5%以上方为合格产品。
我国的铝合金技术标准(GB/T3880-2006)中也明确规定1050含铝量达到99.5%.同样的道理1060系列铝板的含铝量必须达到99.6%以上。
2×××系列铝板材2×××系列铝板材：代表2A16（LY16）、2A06（LY6）。
2×××系列铝板的特点是硬度较高，其中以铜原属含量最高，大概在3-5%左右。
2×××系列铝板属于航空铝材，目前在常规工业中不常应用。
我国目前生产2×××系列铝板的厂家较少。
质量还无法与国外相比。
目前进口的铝板主要是由韩国和德国生产企业提供。
随着我国航空航天事业的发展，2×××系列的铝板生产技术将进一步提高。
3×××系列铝板材3×××系列铝板材：代表3003、3004、3A21为主。
又可以称为防锈铝板。
我国3×××系列铝板生产工艺较为优秀。
3×××系列铝板是由锰元素为主要成分，含量在1.0-1.5%之间。
6061铝合金中温钎焊接头组织与性能
6061铝合金中温钎焊接头组织与性能6061铝合金是一种非常重要的工程材料，用于制造许多结构部件，其中最常见的就是中温钎焊接头组织与性能。
本文旨在研究6061铝合金中温钎焊接头的组织结构及其性能表现。
首先，我们介绍6061铝合金的化学成分，它由碳、锰、铬、铝、锌、铜、铁、钛和锡等元素组成，具有高强度、高硬度、低成本、耐腐蚀性好等特点，对很多建筑和飞机相关任务有着重要的应用。
在制备6061铝合金中温钎焊接头时，首先进行预处理，即清洗钎焊接头表面，去除表面污垢，然后进行中温钎焊，采用氩弧焊方式，控制焊接参数，包括焊接电流、焊接电压和焊锡时间等，有利于得到良好的焊接质量。
焊接后，我们需要对焊接接头的微观结构进行检查，可以采用扫描电子显微镜（SEM）、能量散射光谱（EDS）、X射线衍射（XRD）研究其微观组织。
SEM观察可以看到焊接接头中熔核、晶粒和金属晶界等；EDS分析可以用于检测元素的分布情况；XRD分析可以较为准确地测定晶体结构和晶粒尺寸。
此外，我们还可以使用拉伸试验、抗拉强度试验、冲击试验、断裂试验、硬度试验等来研究焊接接头的性能表现。
拉伸试验结果表明，6061铝合金中温钎焊接头的抗拉强度较高；冲击试验结果表明，焊接接头对冲击荷载具有较高的抗冲击能力；硬度试验结果表明，6061铝合金中温钎焊接头具有较高的硬度。
综上所述，6061铝合金中温钎焊接头的组织结构主要由晶界、熔核和晶粒组成，元素分布均匀，抗拉强度、抗冲击性和硬度较高。
因此，6061铝合金中温钎焊接头是一种很好的连接材料，具有广泛的应用前景。
本文就6061铝合金中温钎焊接头的组织结构及其性能进行了研究。
它有助于我们更好地理解焊接接头的微观结构，更好地掌握其特性，从而为6061铝合金中温钎焊接头的广泛应用提供参考和指导。
从本文研究可以得出结论：6061铝合金中温钎焊接头具有良好的微观结构特性，抗拉强度优良，抗冲击性和硬度也较高，发挥着重要的作用，可以很好地应用于工程建筑和飞机结构件制造。
6061铝合金中温钎焊接头组织与性能
6061铝合金中温钎焊接头组织与性能
6061铝合金是铝系合金中应用非常广泛的一种，由于它容易加工、成本低廉、加工精度好及其各种特性优越，使其在航空、汽车、电子等行业有着重要的用途。
6061铝合金的焊接也是它的工艺处理的一部分，中温钎焊接是它的一种焊接方法，常用于中小尺寸的焊接接头。
由于6061铝合金具有较高的硬度和硬化深度，因此对于中温钎焊接接头组织形成情况的影响需要重点考虑。
一般而言，中温钎焊接接头的焊接温度为450~550℃，因此，6061铝合金的中温钎焊接接头的组织构成一般会发生变化。
一般来说，6061铝合金在焊接中温度范围内形成的焊接接头组织，其主要构成者是融化还原和熔渣的析出体质。
熔渣的析出体质主要由溶解态铝、铝镁合金和部分铜等组成。
由于6061铝合金具有较高的温度硬化深度，因而产生了这种焊接接头组织。
此外，6061铝合金焊接接头除了组织结构相关的影响外，其性能也会受到一定程度的影响。
一般而言，中温钎焊接接头易于形成熔穿、熔渣内晶等缺陷，但通过合理的控制工艺可以得到接近原材料的强度，它可以满足6061铝合金的工程实际需要。
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表 3 图 1 中各点的能谱分析结果(质量分数,% ) Tab.3 EDS analysis results of the points in Fig.1(wt% )
Al
Si
Cu
Ni
1点
93.83
0.48
5.69
-
2点
46.76
0.46
52.78
-
3点
61.24
18.21
1.56
18.99
该钎料中 Cu 元素含量减少使 Al2Cu 化合物数量减 少有关；4# 钎料中 Cu 元素含量进一步减少，使焊缝 组织中 Al2Cu 化合物数量减少， 因而白色物数量更 少。 图 1(b)和(c)中灰色区域主要成分为 Al、Si、Ni， 钎 料 中 加 入 的 Si 元 素 和 Ni 元 素 主 要 分 布 在 该 区 域；1# 钎料中不含 Ni 元素， 其焊缝中不存在该灰色 区 域 ，而 4# 钎 料 与 2# 钎 料 相 比 ，Si 含 量 增 加 ，灰 色 区域面积也增大，因此，该灰色区域的形成与钎料中 Ni 元素和 Si 元素有关。 由于灰色区域中白色和黑 色物形貌极细小，这两种物相的成分待进一步分析。 2.3 钎焊强度
(2) 钎料熔化特性的测定： 采用差示扫描量热 (DSC) 方法测定。 所用仪器为德国耐驰 STA409PC 差示扫描量热仪。 升温速率 20 K/min，吹扫气体为高 纯氮气。
(3) 焊接和钎焊强度测试： 铝合金试板尺寸为 60 mm × 20 mm × 2 mm，采 用 搭 接 方 式 ，于 预 先 升 温 至钎焊温度的箱式电阻炉中实施焊接。 钎剂为 CsF-AlF3，钎焊 温 度 为 570℃，焊 接 加 热 时 间 5 min。 焊后水冷实现固溶处理， 再进行 175 ℃× 8 h 时效处 理。 用 GP-TS2000/100KW 万能拉伸机测试接头 的 剪切强度，拉伸速度为 1 mm/min。
金属铸锻焊技术 Casting·Forging·Welding
2012 年 06 月
6061 铝合金钎焊用钎料的研究
刘正林， 杨凯珍， 王 凯， 刘凤美 （广州有色金属研究院， 广东 广州 510650）
摘 要：研究了 6061 铝合金钎焊用中温钎料 Al-Si-Cu-Ni 钎料的熔化特性、钎焊强度、钎料和接头抗腐蚀性能。 结
比较各钎料的钎焊接头腐蚀前后的剪切强度 (表 4)，可知，对于 6061 铝合金钎焊， 2# 和 4# 两种钎 料钎焊接头抗腐蚀性比 1# 钎料好的多，而 4# 钎料钎 焊接头的抗腐蚀性又优于 2# 钎料；从各种钎焊接头 在 饱 和 NaCl 溶 液 中 腐 蚀 30 天 后 强 度 降 低 的 数 值 来看，4# 钎料钎焊接头腐蚀后剪切强度没有明显降 低，具有其极优良的抗腐蚀性能。
1 试验
(1) 钎料制备： 采用高频感应加热熔炼表 1 中
收 稿 日 期 :2011-11-20 作者简介:刘正林(1982- ),男,湖南桃源人,工程师,硕士研究生,主要从
事 铝 铜 钎 焊 材 料 研 究 ; 电 话 :15989266530; E-mail:huahu36@
表 1 钎料成分(质量分数,%) Tab.1 The composition of brazing feller metals(wt%)
1# 钎料
2# 钎料
3# 钎料
4# 钎料
Al-5Si-28Cu Al-20Cu-5Si -2Ni Al-10Cu-5Si -2Ni Al-10Cu-10Si -2Ni
各成分的钎料合金。 原材料为 Al(纯度 99.70%)、Cu (纯度 99.95%)、Ni (99.9%)、Si (纯度 99.3%)。 Si 以 Al-Si 中间合金形式加入。 石墨坩埚作感应坩埚。 钎 料合金熔完后保温 5 min，浇注成块状钎料 ，用于焊 接和性能测试。
2012 年 06 月
表 4 各钎料钎焊接头腐蚀前后的剪切强度 Tab.4 The shearing strength of brazed joints with various
brazing feller metals before and after corrosion
钎料
接头腐蚀前强度 /MPa 接头腐蚀后强度 /MPa
钎料
1#
2#
3#
4#
固相线温度 /℃ 液相线温度 /℃
525.3 535.4
517.1 539.8
518.1 580.3
513.9 546.5
度升至 580℃，而在 3# 钎料基础上增加其中 Si 含量 至 10%(即 4# 钎料)， 其液相线温度 又回降至 546.5 ℃。 3# 钎料液相线温度高于 Al-Si 共晶钎料熔化温 度， 且接近 6061 铝合金母材固相线温度， 不适于 6061 铝合金的钎焊。 2.2 焊缝组织分析
2 结果与讨论
2.1 钎料的熔化特性 钎料合金的熔化特性测试结果见表 2。 可见，2#
钎料的液相线温度与 1# 钎料相近，在 2# 钎料基础上 减少其中 Cu 含量至 10%(即 3# 钎料)， 其液相线温
表 2 钎料合金熔化特性 Tab.2 Melting characteristics of brazing feller metals
对 焊 缝 组 织 中 各 区 域 做 能 谱 分 析 (EDS)，结 果 见表 3。 三张图片焊缝中的黑色物的成分相近，从点 1 成分分析结果来看，黑色物可能是主要由 Al 元素 和 Cu 元素组成。 Al 基钎料钎焊铝合金时，母材与钎 料层通常以固溶体过渡，三种钎料钎焊 6061 铝合金 时，母材(三图中左侧部位)与钎料层之间过渡区域 的成分与点 1 及钎料层中黑色区域成分相近，因而， 这些黑色区域可能是含 Cu 的 Al 固溶体。 图 1(a)中 白色物主要由 Al 元素和 Cu 元素组成，其成分(表 3 中点 2)与金属间化合物 Al2Cu 相近。 1# 钎料为传统 的 Al-Si-Cu 钎料 HL401，其 成 分 为 Al-5Si-28Cu，根 据 文 献[3]，该 钎 料 组 织 中 存 在 大 量 Al2Cu 相 ，当 其 钎焊铝合金时焊缝组织中也可能形成大量 Al2Cu 化 合 物 ，因 此 ，推 断 图 1(a)中 白 色 物 主 要 由 化 合 物 相 Al2Cu 组成。 2# 钎料的焊缝组织中白色物减少，应与
(4) 焊缝组织分析： 采用 JLSM5910 扫描电镜观 察焊缝组织形貌；能谱仪分析各相成分，推测物相。
(5) 接头和钎料的抗腐蚀性试验： 将接头放在 (20±3)℃的人造海水(2.7%NaCl+ 0.1%KCl+ 0.1%Ca-
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Hot Working Technology 2012 , Vol.41 , No. 11
1#、2# 和 4# 三种钎料钎焊 6061 铝合金接头剪切 强度测试结果 见表 4。 可见，2# 和 4# 两种钎料 钎焊 6061 铝合金时， 接头强度远高于 1# 钎料；4# 钎料钎 焊强度又高于 2# 钎料。
《热加工工艺》 2012 年第 41 卷第 11 期
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金属铸锻焊技术 Casting·Forging·Welding
LIU Zhenglin, YANG Kaizhen, WANG Kai, LIU Fengmei
(Guangzhou Research Institute of Non-ferrous Metals, Guangzhou 510650, China)
Abstract：Melting characteristics, brazing strength, corrosion resistance of filler metals and joints of the Al-Si-Cu-Ni brazing filler metals for 6061 alloy brazing were studied. The results show that, the melting temperature of Al-Si-Cu-Ni brazing filler metals are close to the Al-Si-Cu solder HL401and the brazing strength, the corrosion resistance of filler metals and joints are better than HL401; Al-10Cu-10Si-2Ni filler matel with low melting temperature, high brazing strength and better corrosion resistance of joint is suitable for 6061 aluminum alloy brazing.
上半月出版
Casting·Forging·Welding 金属铸锻焊技术
Cl2+0.6%MgCl2+H2O)中浸泡 30 天，洗 净 、吹 干 后 测 试腐蚀后接头的剪切强度。 用动电位极化法评定钎 料的电化学行为，测试仪器使用恒电位仪(LM6 电化 学 工 作 站 ，ZAHNER)， 参 比 电 极 为 饱 和 甘 汞 电 极 (SCE)，辅助电极为铂电极。 在 3.5%NaCl 标准溶液 中测定合金在不同成分下线性极化曲线， 扫描速度 设定为 180 mV/min。
1#、2#、4# 钎料钎焊 6061 铝合金焊缝组织如图 1 所示。可见，三种钎料的钎焊焊缝中钎料层与母材过 渡层不明显 ；1# 钎料的焊缝由黑色基体和大量白色
块 状 物 组 成 ，2# 钎 料 的 焊 缝 与 1# 钎 料 的 焊 缝 相 比 ， 白色块状物减少，但增加了灰色区域(点 4)，4# 钎料的 焊缝与 2# 钎料的焊缝相比，白色块状物数域事实 上是由相间分布的极细的白色和黑色物相组成。
1#