11铝及铝合金钎焊

铝及铝合金的物理性质
银 白 色
铝合金：轻金属、耐高温、 硬度大、强度高
导
导
延
电
热
展
性
性
性
生活当中的铝
生活当中的铝
铝与氧化铁反应
修补钢 轨
定向爆破
问题2：为何铝罐车可以储存、运 输浓硫酸、浓硝酸？
原因：铝在冷的浓硫酸、浓硝酸 中发生钝化现象。
铝和热水能反应，为什么 在日常生活中，人们常用铝制 品制炊具？但铝制品却不能用 来盛放酸性和碱性物质？
7A09 用于制造飞机中要求强度高、抗腐蚀性能强的高应力结构件 7A04 飞机蒙皮、螺钉、以及受力构件如大梁桁条、隔框、翼肋、起落 架等
锻铝
（铝-镁-硅-铜系合金）
用“铝”和“锻”二字的汉语拼音首字 母“L” 和“D”加顺序号表示， 如5号锻铝用 LD5 (2A50)表示。
锻铝合金具有优良的锻造工艺性能，主要用作制作外形复 杂的锻件。
硬钎料
铝及铝合金的硬钎焊目前仍主要使用钎剂去膜。一般使用 氯化物为基的钎剂。其中QJ201具有较好的活性，能充分去 除氧化膜，保证钎料的铺展，特别适用于火焰钎焊。炉中 钎焊常使用QJ206、QJ207、129A，17lB等钎剂，
接头形式
铝和铝合金的钎焊，宜采用搭接接头，推荐的接头形式
接头形式
在装配铝零件时，不使用压配合或紧配合，这样有利于钎 料的铺展和减少钎缝中的夹渣。
铝及铝合金的钎焊
为什么拿破仑没有珍藏金制的餐具而门捷列 夫没有给奖励一只金杯呢？
铝土矿（主要成分为Al2O3，含少量Fe2O3、SiO2杂质）
铁钙钠钾镁 14.55%
氧 49.13%
铝7.73% 硅 26%
铝的发现
１８２５年，丹麦科学家奥 斯特发表文章说，他提炼出一块 金属，颜色和光泽有点象锡。
工业纯铝
98.0%-99.0% 电线、电缆、配置合金
工业纯铝 纯铝的强度低，不能用作结构材料
铝合金
密度低、比强度高，纯铝的密度只有2700kg/m 仅为铁的1/4。
优良的物理、化学性能。导电性能好、磁化率低、 耐腐蚀等。
加工性能好，铸造性能好，易于塑性变形，经热处 理后还具有很高的强度。
纯铝通常制成管、棒、箔等型材，配制合金和脱氧剂 、 电线、电缆等。
高强度硬铝 典型牌号2A12(LY12)
硬铝有强烈的时效强化作用，经时效处理后具有很高 的硬度、强度，具有优良的加工工艺性能，可以加工成板、 棒、管、线、型材及锻件等半成品，广泛应用在航空，汽 车和机械中。
超硬铝
（铝-锌-铜系合金）
超硬铝合金是目前室温强度最高的一类铝合金，其强度达 500～700MPa，超过高强度的硬铝LY12合金(400-430 MPa)。
硬钎焊
锻铝合金的含镁量也不高,对钎焊性无影响.LD2合 金固相线温度为593℃的温度进行炉中钎焊,合金 不发生过烧现象.
如果钎焊温度超过其固相线温度,可能出现不连续 的过烧组织,若钎焊温度超过600 ℃以下浸沾钎焊 时,对其机械性能没有不良影响.这是因为浸沾钎 时加热过程迅速,使过烧过程来不及发展.
铝合金
（1）
变形铝合金ຫໍສະໝຸດ Baidu
变形铝合金
不可热处理强化铝合金——防锈铝 可热处理强化铝合金——硬铝、超硬铝和锻铝
（2） 铸造铝合金
具有共晶组织，塑性较差，但 熔点低，流动性好
铝合金
防锈铝
●Al-Mn系合金 如3A21(LF21) ●Al-Mg系合金 如5A05(LF5)、5A11(LF11)
●Al-Zn-Mg-Cu系合金
原因： 1、铝在空气中可以生成致密的
氧化层，保护内层的铝。 2、氧化层能与酸性、碱性物质
反应。
工业纯铝
原子序数为13，原子量为26.98，面心立方结构，熔点 660℃，密度2.702
名称 高纯铝
纯度 99.93%-99.99%
用途 科学研究、制作电器
工业高纯铝 98.85%-99.9%
铝箔、铝合金原料
铝同其他金属的钎焊
铝可以与许多金属进行钎焊连接。实现铝与其它金属钎焊 连接的主要困难在于，需要选择能满足两种不同母材表面 氧化物要求的去膜措施，在钎缝中往往生成金属间化合物 层面使接头脆化，铝同其它金属的热膨胀系数和电极电位 差别特别大。依靠在铝或另一母材表面镀覆金属层可以较 好解决。
铝与铜、钢等金属软钎焊时，可先在铝表面镀锌，再镀铜 或镍，然后可按一般钎焊工艺用锡铅钎料钎焊。
铝及铝合金的焊接性分析?
铝及铝合金与其他金属相比,
由于它特钎有焊的仍物是较理困、难化的学,工性艺能钎,焊其焊接过程中会遇 到一系列困难,如氧性化较差、焊缝热裂纹和气孔等。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也比较严格。
铝及铝合金的钎焊特点
铝对氧的亲和力极大．表面很容易生成一层致密且化学稳 定、熔点很高(～2050℃)的氧化铝膜，颇难去除
钎焊方法
铝合金的硬钎焊主要采用火焰钎焊、炉中钎焊、盐浴钎焊 及气体介质保护钎焊等方法进行。
火焰钎焊多用于钎焊小型焊件和单件生产。有多种火焰可 以使用。一般应避免使用氧乙炔焰，因乙炔中的杂质同钎 剂接触使钎剂失效。
盐浴钎焊具有加热快而均匀、焊件不易变形、去膜充分的 优点，因而焊件质量好、生产效率高。特别适合于大批量 生产，尤其适用于密集结构钎缝的焊接。
钎焊方法
铝合金的硬钎焊主要采用火焰钎焊、炉中钎焊、盐浴钎焊 及气体介质保护钎焊等方法进行。
空气炉中钎焊，其设备投资小，钎焊工艺简单，操作方便。 但是这种方法加热慢，在空气中加热时工件表面容易氧化， 尤其在温度高时更为显著，不利于钎剂的去膜，而且在加 热过程中，钎剂会因空气中的水分而失效。
铝比较活泼，容易在表面形成一层致密的氧化膜。钎焊时， 单纯依靠真空条件难以去除氧化物，必须同时借助于某些 金属活化剂，如Mg、Bi等。
优良的抗腐蚀，良好的塑性与焊接性，适宜压力加工和 焊接。力学性能较低 ，可用冷加工方法使其强化。切削加 工工艺性能差，故适用制作焊接管道、容器、铆钉以及其它 冷变形零件。
②能热处理强化的铝合金
硬铝
铆钉硬铝 典型牌号2A01(LY1) 2A10(LY10)
（铝-铜-镁系合金） 标准硬铝 典型牌号2A11(LY11)
用硬钎料钎焊时，由于钎料的熔点同铝及铝合金的熔点相 差不大，所以必须严格控制钎焊温度。
用软钎料钎焊时，由于钎料和母材之间电极电位相差悬殊， 给钎焊接头的抗腐蚀性能带来不利的影响。
为清除氧化铝膜使用的钎剂具有强烈的腐蚀性，如果钎焊 后不立即清除干净，接头有很快被腐蚀破坏的危险。
软钎焊
铝及铝合金很少进行软钎焊，主要问题是钎焊接头抗蚀性 能差。因为钎料与母材成分相差大，造成电极电位差异， 使接头产生电化学腐蚀。
解决的办法:提高钎料中的锌含量，有助于提高抗 蚀性。若在铝表面预镀铜或镍再用通常的锡铅钎 料钎焊，在界面处不会发生腐蚀。
软钎料
软钎剂
硬钎焊
铝及铝合金硬钎焊只能用铝基钎料,且多为铝硅系.
纯铝和LF21铝锰合金的钎焊性最好,其表面氧化物可以用 钎剂消除.
对于铝镁合金,镁的质量分数高于1.5%对钎焊性有很大影 响.随着含镁量的增加,合金表面的氧化镁也增多,现有的钎 剂不能有效去除,使钎焊性变坏.
铝同其他金属的钎焊
铝与钢可使用铝基钎料钎焊，但要注意防止在加热中表面 氧化，因为铝钎剂不能保护钢。为此可采用保护气体钎焊。 这时保护气体保护钢，同时使用铝钎剂去除氧化铝膜。这 样直接钎焊的接头，界面区往往生成脆性的Fe3Al相，因 而对加热和冲击具有敏感性。性能较好的钢-铝接头可通 过两种方式来制取。
铝和镁不宜相互钎焊，因为二者彼此间相互溶解度很大， 且易形成极脆的铝镁化合物相。
铝和其他金属的钎焊，由于接头存在大的电极电位差，容 易发生电化学腐蚀，通常必须加涂油漆、密封剂或不透水 的涂层，以提高其抗腐蚀性能。
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当合金镁的含量高达2.5%以上时,钎焊困难,不推荐用钎焊 方法来连接.
硬钎焊
硬铝的钎焊性很差,主要问题是出现过烧.
保温时间越长,过烧越严重,强度和塑性下降也越多,因此钎 焊温度要控制在505℃以下.由于缺少合适的钎料,硬铝合金 的硬钎焊是困难的.
超硬铝在温度超过470℃时就发生过烧,故除采用快速加热 的钎焊方法外,不宜进行硬钎焊.
一种方式是钎焊前对钢表面镀覆适当的金属层（Cu、Ni、 Zn、Al、Ag）
另一方式是采取高速加热并加压的工艺，可把Fe3Al相脆 性层控制在极薄的范围，使接头具有较好的性能。
铝同其他金属的钎焊
铝与铜不论采用一般方法钎焊，还是在高于548℃的温度 下接触反应钎焊，由于相互形成脆性金属间化合物，接头 性能很差。但在一定工艺条件下，也可以获得较满意的钎 焊结果。
根据经验，当浸渍钎焊时，搭接长度小于6.4mm，适宜的 接头间隙为0.05～0.10mm：对于火焰钎焊、炉中钎焊、 机械化火焰钎焊或感应钎焊来说，当搭接长度等于或小于 6.4mm时，可以采用0.10～0.25mm的间隙。对于搭接长度 更长的接头，间隙可增加到0.4mm，通常可通过试验来确 定正确的间隙。
例如，快速进行钎焊加热和冷却，往往能使接头具有满足 某些应用要求的韧性。钎焊时，可使用标准的钎料和钎剂。 另一个更有效的解决办法是采用过渡接头型式，即将铝钎 焊到一个镀铝的钢件上，然后把铜钎焊到钢的另一端。
铝同其他金属的钎焊
钎焊钛与铝，必须先在钛表面热浸镀一层银铝合金或锌铝 合金，然后用浸沾钎焊完成。
木炭和铝土（氧化铝）氯气 氯化铝
钾汞齐 铝汞齐 隔绝空气蒸发 一种金属
因刊登文章的杂志不出名， 奥斯特又忙于自己的电磁现象研 究，这个实验就被忽视了。
丹麦科学家奥斯特 (Hans Christian
Oersted， 1777－1851)
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。