銅-鋁感應(yīng)釬焊接頭的界面行為及耐腐蝕性能研究.pdf

1、由于銅的資源性缺乏及其價(jià)格的居高不下，使“鋁代銅”成為空調(diào)等制冷行業(yè)材料替代的研究熱點(diǎn)。隨著“鋁代銅”技術(shù)的日趨成熟，銅/鋁接頭在空調(diào)等制冷行業(yè)的應(yīng)用也愈加廣泛，但銅/鋁接頭在力學(xué)性能和耐腐蝕性方面依然存在不足。本文選用三種 Zn-Al系藥芯焊絲（FC502、E05NC和SUPER5A），通過(guò)高頻感應(yīng)釬焊實(shí)現(xiàn)銅鋁異種金屬連接，并對(duì)銅/鋁釬焊接頭的顯微組織結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能和耐腐蝕性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究。
　　研究結(jié)果表明：FC502焊后

2、Cu/Al接頭組織主要由鋁基固溶體、Zn-Al共晶組織、鋅基固溶體、Cu-Zn金屬間化合物和鋅鋁銅三元金屬間化合物組成。銅側(cè)界面層中 Cu3.2Al4.2Zn0.7脆性相在強(qiáng)度和塑性方面與釬縫金屬存在明顯差異，在外力作用下，易成為裂紋源，接頭的剪切強(qiáng)度為32.2 MPa，斷口平齊光亮，主要是脆性斷裂，同時(shí)接頭易發(fā)生點(diǎn)蝕和晶間腐蝕，其耐腐蝕性能較差。E05NC焊后 Cu/Al接頭顯微組織與 FC502接頭組織基本一致，但由于加入一定量的C

3、u元素和微量的Ag元素，界面層厚度變小，并且釬縫中分布有少量尺寸較小的CuAl2相，接頭剪切強(qiáng)度為34.4 MPa，略有提高，接頭的耐腐蝕性能也優(yōu)于 FC502焊后接頭。SUPER5A焊后 Cu/Al接頭組織主要由鋅基固溶體與鋁基固溶體的混合物及灰色塊狀的CuAl2相構(gòu)成。由于釬料中加入了一定含量的Ag元素，其在Cu/Al表面潤(rùn)濕性較好，焊后缺陷較少，接頭剪切強(qiáng)度達(dá)到39.3 MPa，剪切斷口中均勻分布著大大小小的韌窩，主要是韌性斷裂。

4、同時(shí)，接頭抗腐蝕性能也優(yōu)于前兩種焊料。
　　極化曲線(xiàn)結(jié)果表明，銅母材的腐蝕電位最高，腐蝕電流密度最小，耐腐蝕性最好，鋁母材則相反。在三種銅/鋁接頭的釬縫中，F(xiàn)C502釬縫腐蝕電流密度最大，抗電化學(xué)腐蝕性能最差，SUPER5A最小，抗電化學(xué)腐蝕性最好，E05NC次之。極化曲線(xiàn)結(jié)果與浸泡腐蝕后各銅/鋁釬焊接頭的抗腐蝕性能結(jié)果一致。
　　目前，采用高粘度SAC305焊膏釬焊黃銅振子，焊后檢測(cè)發(fā)現(xiàn)焊點(diǎn)內(nèi)部存在大量氣孔。一方面，氣孔的

5、存在對(duì)產(chǎn)品使用性能留有隱患，另一方面， SAC305屬于高 Ag型(≥1％)釬料，成本比較高。因此，本文以 SAC305、Sn-58Bi、Sn-17.0Bi-0.5Cu(SBC1705）為研究對(duì)象，對(duì)比分析三種高粘度焊膏在黃銅振子表面的可焊性以及焊點(diǎn)內(nèi)部氣孔率，以?xún)?yōu)選出一種適合黃銅振子感應(yīng)釬焊工藝并且價(jià)格相對(duì)低廉的焊膏。
　　研究結(jié)果表明：在可焊性方面，高粘度 SBC1705焊膏在黃銅振子表面鋪展性最好，SAC305焊膏相對(duì)較差；