6061鋁合金釬焊材料及工藝研究.pdf

1、6061鋁合金固相線為582℃，而常規(guī)鋁基釬料的釬焊溫度均高于6061鋁合金固相線，釬焊過程容易使6061鋁合金母材發(fā)生熔蝕并導(dǎo)致接頭軟化，嚴重影響接頭性能。本文旨在開發(fā)中溫鋁基釬料，以降低Al-Si-Zn釬料熔點、改善Al-Si-Zn釬料在6061鋁合金表面鋪展性、提高釬焊接頭質(zhì)量為目的，研制Al-Si-Zn釬料并探索其釬焊工藝。
　　本文首先研究了Si對Al-xSi-Zn釬料液固相線及在6061鋁合金上的鋪展性能的影響規(guī)律，研

2、究結(jié)果表明：Al-xSi-Zn釬料的液相線隨著釬料中Si含量的增加而降低，當(dāng)Si的含量超過3％后，液相線降至549℃而后趨于平穩(wěn)。而固相線隨Si含量的增加先升高后降低。同時，釬料的熔化區(qū)間先縮短后變寬。Al-xSi-Zn釬料在6061鋁板上的鋪展面積呈先增大后減小的趨勢。當(dāng)釬料中Si含量為4%時，釬料液相線最低且釬料的鋪展面積最大。Al-xSi-Zn釬料中相組成為α-Al固溶體、η-Zn固溶體和單質(zhì)Si。釬料中Si含量的變化只改變單質(zhì)S

3、i的形貌和分布。
　　Al-xSi-Zn/6061釬焊接頭中，Al-4Si-Zn/6061接頭具備最佳抗剪強度，達到160.23MPa。當(dāng)釬料中Si的含量不斷增加時，界面上柱狀的α-Al固溶體和分布于焊縫中的樹枝狀α-Al固溶體均會不斷得到細化，同時，焊縫中共晶組織比例不斷升高。共晶組織的硬度最大，其值隨釬料中Si含量增加而增加。當(dāng)釬料Si的含量達到6%時，焊縫共晶組織中因含有過多的硬質(zhì)Si而導(dǎo)致其接頭力學(xué)性能下降，并且釬焊接頭由

4、原先的韌性斷裂逐漸向脆性斷裂轉(zhuǎn)變。
　　Al-4Si-Zn釬料的釬焊工藝試驗結(jié)果表明：不同釬焊溫度及冷卻速度條件下得到的Al-4Si-Zn/6061焊縫顯微組織均由垂直界面生長α-Al固溶體、焊縫中的樹枝狀α-Al固溶體和共晶組織組成，其中共晶組織由α-Al固溶體和單質(zhì)Si組成，單質(zhì)Si均勻分布在共晶組織中。相同釬焊溫度條件下，爐冷得到的焊縫組織中樹枝狀α-Al固溶體最粗大，且焊縫中共晶組織比例最低，而空冷得到的焊縫組織樹枝狀α-

5、Al固溶體最為細小，其中含有大量的共晶組織。水冷得到的α-Al固溶體主要為樹枝狀且沿焊縫和基體界面法線方向垂直生長。隨著冷卻速度增大，接頭抗剪強度隨之增大，其中水冷得到接頭的抗剪強度最大。水冷和空冷條件下，釬焊溫度由570℃升至590℃，當(dāng)釬焊溫度為580℃時，接頭抗剪強度最大。爐冷時，釬焊溫度對接頭的抗剪強度影響不大。
　　在5-15min保溫范圍內(nèi)，不斷粗化的α-Al固溶體和分布更加彌散的共晶組織使得接頭抗剪強度逐漸遞增。在1