鋁鎂合金共晶反應(yīng)釬焊研究.pdf

1、鋁及鋁合金由于具有眾多優(yōu)異特性，廣泛應(yīng)用于石油化工、交通運(yùn)輸?shù)榷鄠€(gè)領(lǐng)域。其中，鋁鎂合金在工程應(yīng)用方面具有顯著的特性。傳統(tǒng)釬焊由于其固有的局限性，難以實(shí)現(xiàn)鋁合金的高致密連接。而共晶反應(yīng)釬焊依靠金屬原子間的相互擴(kuò)散在界面處形成共晶液相實(shí)現(xiàn)連接，它兼具釬焊和擴(kuò)散焊的優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是目前解決釬焊問題的較理想的方法。近年來，共晶反應(yīng)釬焊技術(shù)在很多領(lǐng)域都有了一定的進(jìn)展和突破。 本文分別以Al-Si常規(guī)合金、急冷合金和Cu箔-Mg粉-Cu箔復(fù)合

2、層為反應(yīng)材料，進(jìn)行6063鋁合金的共晶反應(yīng)釬焊試驗(yàn)，并采用金相顯微鏡、掃描電鏡、能譜儀等對(duì)相關(guān)的微觀過程、機(jī)理、影響因素以及強(qiáng)度變化進(jìn)行了分析和探討，為鋁合金的共晶反應(yīng)釬焊工藝提供了一定的依據(jù)。 通過6063/Al-Si合金的鋪展試驗(yàn)，研究了保溫時(shí)間、釬焊溫度和反應(yīng)材料對(duì)潤濕角和鋪展面積的影響，并采用相關(guān)公式進(jìn)行解釋。在此基礎(chǔ)上，采用Si含量為9％、12.6％、14％的Al-Si常規(guī)合金和急冷合金進(jìn)行6063鋁合金共晶反應(yīng)釬焊的

3、對(duì)比試驗(yàn)，接頭微觀組織分析結(jié)果表明：接頭均由Al基體、α(A1)固溶體、Al-Si共晶組織組成。6063/Al-Si常規(guī)合金釬縫反應(yīng)前沿區(qū)主要為共晶Si相，中部區(qū)和近反應(yīng)區(qū)有少量的初生Si相；6063/Al-Si急冷合金釬縫整體形貌不太規(guī)則，組織中針狀的共晶Si相較多而且均勻，塊狀的初生Si相較少。6063/Al-Si常規(guī)合金釬焊過程中共晶液相傾向于在一側(cè)的母材中產(chǎn)生、擴(kuò)散，6063/Al-Si急冷合金釬焊過程中并沒有出現(xiàn)這種情形。Al

4、-Si合金中Si的濃度梯度為Si向液相前沿的擴(kuò)散提供了條件和動(dòng)力。 同時(shí)，在不同的工藝參數(shù)下，研究了共晶反應(yīng)釬焊中液相層的寬度和接頭強(qiáng)度的變化，結(jié)果表明：保溫初期共晶液相的產(chǎn)生表現(xiàn)出一定的滯后現(xiàn)象，10min時(shí)液相層擴(kuò)展而突然變寬，15min時(shí)液相層由于接頭成分均勻化而收縮；釬焊溫度由590℃升高到610℃時(shí)，液相層寬度逐漸變小，并推測當(dāng)溫度升高到一定程度時(shí)，釬縫甚至?xí)?。隨著保溫時(shí)間的延長、釬焊溫度的升高或者Si含量的增加，

5、急冷合金與常規(guī)合金的接頭強(qiáng)度都是先增加后減小，而且在相同的釬焊條件下，采用急冷合金釬焊的接頭強(qiáng)度高于常規(guī)合金。 為了探索復(fù)合型反應(yīng)材料，在Cu箔中間添加Mg粉作為中間層進(jìn)行6063鋁合金的共晶反應(yīng)釬焊，并與6063鋁合金/Cu共晶反應(yīng)釬焊的接頭組織相比較，結(jié)果表明：兩者釬縫組織有明顯的區(qū)別，6063/Cu-Mg-Cu的釬縫主要由α(Al)固溶體，Al、Cu、Mg共晶反應(yīng)形成的二元及三元化合物的混合物以及Al2MgO4等組成；606

6、3/Cu的釬縫主要由α(Al)固溶體和Al-Cu共晶體組成。兩者接頭共晶組織均為樹枝狀，其中6063/Cu-Mg-Cu組織分布更均勻，枝晶排列得更緊密，晶體在縱向上的生長也更深入。同時(shí)，比較不同工藝參數(shù)下釬縫的組織形態(tài)，來選定反應(yīng)的最佳參數(shù)。 通過對(duì)6063鋁合金/Cu箔-Mg粉-Cu箔共晶反應(yīng)釬焊過程的解釋闡述了反應(yīng)過程中鋁合金表面氧化膜的破碎機(jī)理：主要是由于Mg與Al2O3產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)所致，并指出Mg粉的加入在一定程度上延緩