中溫Al-Si-Cu基釬料研制及LY12感應(yīng)釬焊的研究.pdf

1、LY12鋁合金具有高的比強(qiáng)度，將其應(yīng)用于飛機(jī)、汽車(chē)、船舶等結(jié)構(gòu)中，可以減輕這些結(jié)構(gòu)的重量，提高它們的綜合性能，因而具有廣闊的應(yīng)用前景。但由于加工成形困難和自身熔點(diǎn)低等問(wèn)題，硬鋁合金的連接受到限制。如采用合理的焊接工藝，可以加工結(jié)構(gòu)更復(fù)雜、尺寸更大的硬鋁合金部件，進(jìn)一步擴(kuò)大LY12鋁合金的應(yīng)用范圍。本文設(shè)計(jì)了用于釬焊硬鋁合金LY12的低熔點(diǎn)釬料，為實(shí)現(xiàn)鋁合金在更低的溫度下連接提供基礎(chǔ)。
　　 本文研制了一系列Al-Si-Cu-Ge

2、系釬料，并通過(guò)坩堝熔煉和熔劑覆蓋保護(hù)的熔煉工藝制備釬料合金，利用差熱分析、光學(xué)金相顯微分析、掃描電子顯微鏡及能譜分析、X射線衍射分析及熒光分析等手段，通過(guò)鋪展和潤(rùn)濕試驗(yàn)、釬焊接頭剪切強(qiáng)度試驗(yàn)等方法，分別對(duì)所研制釬料的熔化特征、微觀組織、鋪展和潤(rùn)濕性能、釬焊接頭剪切性能進(jìn)行了測(cè)定和分析。本文研究成果如下：
　　 1.與Al-9.6Si-20Cu釬料相比，添加Ge后釬料熔化溫度大幅降低，熔化溫度區(qū)間處在408～486℃之間，釬焊溫度

3、為510℃。釬焊溫度較低，有利于高強(qiáng)度低熔點(diǎn)鋁合金的釬焊。利用感應(yīng)釬焊的方法，在氬氣保護(hù)下實(shí)現(xiàn)LY12鋁合金的釬焊具有良好的效果。
　　 2.對(duì)鑄態(tài)釬料組織進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)：隨著wt.（Ge）％的增加，釬料熔化溫度下降明顯，主要是出現(xiàn)Al-Si-Cu-Ge、Al-Si-Ge等低熔點(diǎn)共晶相。并且隨著Ge元素的加入，釬料對(duì)母材的潤(rùn)濕性和鋪展性能提高，潤(rùn)濕角最小為4.5°。但是釬料中存在大量Al2Cu（θ）金屬間化合物和Si-Ge先析出相

4、，Ge的加入使釬料中脆性相聚集，導(dǎo)致釬料脆性增加。
　　 3.釬料焊接性能良好，焊縫無(wú)明顯缺陷。焊縫組織形貌與鑄態(tài)釬料組織差別較小，主要由α-Al，Si-Ge先析出相以及Al2Cu（θ）組成。產(chǎn)生的脆性相對(duì)接頭性能有不利的影響。所研制釬料中3＃釬料釬焊所得搭接接頭的剪切強(qiáng)度最高為93.7MPa，約為母材的40％。釬料釬焊接頭的斷裂位置在釬縫處，為明顯的脆性斷裂。
　　 4.對(duì)3＃釬料進(jìn)一步研究，調(diào)整其預(yù)留間隙為0.2mm