薄壁Cu-Al管高頻感應(yīng)釬焊工藝及接頭性能研究.pdf

1、由于鋁的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能相對(duì)較好，同時(shí)鋁的價(jià)格上比銅更便宜，這就導(dǎo)致越來越多的企業(yè)采用鋁制材料來代替銅，簡(jiǎn)稱“鋁代銅”。目前應(yīng)用最廣泛的代替位置是在制冷系統(tǒng)的熱循環(huán)管路中。主要采用兩端銅，中間鋁的銅/鋁組合方式，該結(jié)構(gòu)可有效降低成本，同時(shí)不影響使用性能。
　　焊接是銅/鋁管最佳的連接方法。但是目前研究的各種熔化焊接效果均不佳，主要表現(xiàn)在焊縫中α-Al與CuAl2脆性共晶組織的產(chǎn)生、力學(xué)性能較差、抗腐蝕性能不佳、生產(chǎn)效率不高以及釬劑的

2、焊后殘留與制冷劑反應(yīng)造成對(duì)管路的堵塞等問題。選擇合理的焊接工藝和結(jié)構(gòu)是本研究的主要目標(biāo)。
　　高頻感應(yīng)釬焊是一種工藝簡(jiǎn)單、效率高、投入少、操作簡(jiǎn)單的釬焊方法，本文采用采用新的焊接結(jié)構(gòu)，有效的避免了體釬料中脆性共晶組織的產(chǎn)生。目前主流的銅/鋁釬料Sn-Zn、Sn-Pb、Cd-Zn、Al-Si均存在較嚴(yán)重的缺陷。Zn-Al釬料的種類多，根據(jù)鋁含量的變化可將釬料熔化溫度控制382-500℃范圍內(nèi)，同時(shí)兩種元素的電極電位很相近，價(jià)格也很低

3、，配合新型的無腐蝕免清CsF-AlF3釬劑，使Zn-Al釬料成為銅/鋁管焊接的理想焊料。本文采用E02NC，SUPER5A，E22NC三種Zn-Al焊料，均配合CsF-AlF3釬劑。另采用本課題組自行設(shè)計(jì)研發(fā)的SAC0705-Bi-Ni低銀無鉛焊料，通過高頻感應(yīng)焊接方法對(duì)薄壁銅/鋁焊接接頭進(jìn)行研究。
　　研究結(jié)果表明:通過設(shè)計(jì)合理的焊接結(jié)構(gòu)，能夠制造出缺陷較少的優(yōu)異釬焊接頭。而在對(duì)接頭的顯微組織觀察中發(fā)現(xiàn):不同釬料焊接的Cu/Al

4、接頭的顯微組織各有不同。E02NC焊后接頭組織主要由α1(Al)固溶體、Zn-Al共晶組織、Zn-Cu金屬間化合物、Cu-Al-Zn三元金屬間化合物組成。界面中組織種較類多，性能難以協(xié)調(diào)一致，過多的三元化合物使接頭脆性增大，降低接頭壽命，同時(shí)接頭內(nèi)部缺陷較多、接頭剪切強(qiáng)度雖達(dá)到32.5MPa、但抗腐蝕性能較差，在銅一側(cè)的斷口中韌窩大小不一。SUPER5A接頭主要有α1(Al)固溶體、Zn-Al共晶組織、Cu-Al金屬間化合物組成。焊后接