11铝及铝合金钎焊剖析

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,*,单击此处编辑母版标题样式,铝及铝合金的钎焊,为什么拿破仑没有珍藏金制的餐具而门捷列夫没有给嘉奖一只金杯呢？,铝土矿主要成分为Al2O3，含少量Fe2O3、SiO2杂质,氧,49.13%,硅,26%,铝7.73%,铁钙钠钾镁,14.55%,铝的觉察,年，丹麦科学家奥斯特发表文章说，他提炼出一块金属，颜色和光泽有点象锡。,因登载文章的杂志不知名，奥斯特又忙于自己的电磁现象争论，这个试验就被无视了。,木炭和铝土（氧化铝）,氯气,氯化铝,钾,汞齐,铝汞齐,隔绝空气蒸发,一种金属,丹麦科学家奥斯特,(HansChristianOersted，,17771851),铝合金具有密度小、强度高和耐腐蚀等优点，因而广泛应用于汽车、高速铁路车辆、航空航天和军事工业。,铝及铝合金的物理性质,银白色,导电性,导热性,延展性,铝合金：,轻金属、耐高温、,硬度大、强度高,生活当中的铝,铝与氧化铁反响,修补钢轨,定向爆破,生活当中的铝,问题2：,为何铝罐车可以储存、运输浓硫酸、浓硝酸？,缘由：铝在冷的浓硫酸、浓硝酸中发生钝化现象。,铝和热水能反响，为什么在日常生活中，人们常用铝制品制炊具？但铝制品却不能用来盛放酸性和碱性物质？,缘由：,1、铝在空气中可以生成致密的氧化层，疼惜内层的铝。,2、氧化层能与酸性、碱性物质反响。,工业纯铝,原子序数为13，原子量为26.98，面心立方构造，熔点660，密度2.702,名称,纯度,用途,高纯铝,99.93%-99.99%,科学研究、制作电器,工业高纯铝,98.85%-99.9%,铝箔、铝合金原料,工业纯铝,98.0%-99.0%,电线、电缆、配置合金,工业纯铝,密度低、比强度高，纯铝的密度只有,2700kg/m,仅为铁的1/4。,优良的物理、化学性能。导电性能好、磁化率低、,耐腐蚀等。,加工性能好，铸造性能好，易于塑性变形，经热处,理后还具有很高的强度。,纯铝通常制成管、棒、箔等型材，配制合金和脱氧剂、,电线、电缆等。,纯铝的强度低，不能用作构造材料,铝合金,铝合金,1,变形铝合金,不行热处理强化铝合金防锈铝,可热处理强化铝合金硬铝、超硬铝和锻铝,2,变形铝合金,铸造铝合金,具有共晶组织，塑性较差，但熔点低，流淌性好,铝合金,Al-Mn系合金 如3A21(LF21),Al-Mg系合金 如5A05(LF5)、5A11(LF11),Al-Zn-Mg-Cu系合金,防锈铝,优良的抗腐蚀，良好的塑性与焊接性，适宜压力加工和焊接。力学性能较低，可用冷加工方法使其强化。切削加工工艺性能差，故适用制作焊接收道、容器、铆钉以及其它冷变形零件。,能热处理强化的铝合金,硬铝,铝-铜-镁系合金,铆钉硬铝 典型牌号2A01(LY1)2A10(LY10),标准硬铝 典型牌号2A11(LY11),高强度硬铝 典型牌号2A12(LY12),硬铝有猛烈的时效强化作用，经时效处理后具有很高,的硬度、强度，具有优良的加工工艺性能，可以加工成板、,棒、管、线、型材及锻件等半成品，广泛应用在航空，汽,车和机械中。,超硬铝,铝-锌-铜系合金,超硬铝合金是目前室温强度最高的一类铝合金，其强度达500700MPa，超过高强度的硬铝LY12合金(400-430 MPa)。,7A09 用于制造飞机中要求强度高、抗腐蚀性能强的高应力构造件 7A04 飞机蒙皮、螺钉、以及受力构件如大梁桁条、隔框、翼肋、起落架等,用“铝”和“锻”二字的汉语拼音首字母“L”,和“D”加挨次号表示，如5号锻铝用LD5,(2A50)表示。,锻铝,铝-镁-硅-铜系合金,锻铝合金具有优良的锻造工艺性能，主要用作制作外形简洁的锻件。,铝及铝合金的焊接性分析?,由于它特有的物理、化学性能,其焊接过程中会遇到一系列困难,如氧化、焊缝热裂纹和气孔等。对于铝合金的焊接,传统的方法主要以熔化焊接为主,设备简洁,且对焊工的技术要求也比较严格。,铝及铝合金与其他金属相比,钎焊仍是较困难的,工艺钎焊性较差,铝及铝合金的钎焊特点,铝对氧的亲和力极大外表很简洁生成一层致密且化学稳定、熔点很高(2050)的氧化铝膜，颇难去除,用硬钎料钎焊时，由于钎料的熔点同铝及铝合金的熔点相差不大，所以必需严格把握钎焊温度。,用软钎料钎焊时，由于钎料和母材之间电极电位相差悬殊，给钎焊接头的抗腐蚀性能带来不利的影响。,为去除氧化铝膜使用的钎剂具有猛烈的腐蚀性，假设钎焊后不马上去除洁净，接头有很快被腐蚀破坏的危急。,软钎焊,铝及铝合金很少进展软钎焊，主要问题是钎焊接头抗蚀性能差。由于钎料与母材成分相差大，造成电极电位差异，使接头产生电化学腐蚀。,解决的方法:提高钎料中的锌含量，有助于提高抗蚀性。假设在铝外表预镀铜或镍再用通常的锡铅钎料钎焊，在界面处不会发生腐蚀。,软钎料,软钎剂,硬钎焊,铝及铝合金硬钎焊只能用铝基钎料,且多为铝硅系.,纯铝和LF21铝锰合金的钎焊性最好,其外表氧化物可以用钎剂消退.,对于铝镁合金,镁的质量分数高于1.5%对钎焊性有很大影响.随着含镁量的增加,合金外表的氧化镁也增多,现有的钎剂不能有效去除,使钎焊性变坏.,当合金镁的含量高达2.5%以上时,钎焊困难,不推举用钎焊方法来连接.,硬钎焊,硬铝的钎焊性很差,主要问题是消逝过烧.,保温时间越长,过烧越严峻,强度和塑性下降也越多,因此钎焊温度要把握在505以下.由于缺少适宜的钎料,硬铝合金的硬钎焊是困难的.,超硬铝在温度超过470时就发生过烧,故除承受快速加热的钎焊方法外,不宜进展硬钎焊.,硬钎焊,锻铝合金的含镁量也不高,对钎焊性无影响.LD2合金固相线温度为593的温度进展炉中钎焊,合金不发生过烧现象.,假设钎焊温度超过其固相线温度,可能消逝不连续的过烧组织,假设钎焊温度超过600 以下浸沾钎焊时,对其机械性能没有不良影响.这是由于浸沾钎时加热过程快速,使过烧过程来不及进展.,硬钎料,铝及铝合金的硬钎焊目前仍主要使用钎剂去膜。一般使用氯化物为基的钎剂。其中QJ201具有较好的活性，能充分去除氧化膜，保证钎料的铺展，特殊适用于火焰钎焊。炉中钎焊常使用QJ206、QJ207、129A，17lB等钎剂，,接头形式,铝和铝合金的钎焊，宜承受搭接接头，推举的接头形式,接头形式,在装配铝零件时，不使用压协作或紧协作，这样有利于钎料的铺展和削减钎缝中的夹渣。,依据阅历，当浸渍钎焊时，搭接长度小于6.4mm，适宜的接头间隙为0.050.10mm：对于火焰钎焊、炉中钎焊、机械化火焰钎焊或感应钎焊来说，当搭接长度等于或小于6.4mm时，可以承受0.100.25mm的间隙。对于搭接长度更长的接头，间隙可增加到0.4mm，通常可通过试验来确定正确的间隙。,钎焊方法,铝合金的硬钎焊主要承受火焰钎焊、炉中钎焊、盐浴钎焊及气体介质疼惜钎焊等方法进展。,火焰钎焊多用于钎焊小型焊件和单件生产。有多种火焰可以使用。一般应避开使用氧乙炔焰，因乙炔中的杂质同钎剂接触使钎剂失效。,盐浴钎焊具有加热快而均匀、焊件不易变形、去膜充分的优点，因而焊件质量好、生产效率高。特殊适合于大批量生产，尤其适用于密集构造钎缝的焊接。,钎焊方法,铝合金的硬钎焊主要承受火焰钎焊、炉中钎焊、盐浴钎焊及气体介质疼惜钎焊等方法进展。,空气炉中钎焊，其设备投资小，钎焊工艺简洁，操作便利。但是这种方法加热慢，在空气中加热时工件外表简洁氧化，尤其在温度高时更为显著，不利于钎剂的去膜，而且在加热过程中，钎剂会因空气中的水分而失效。,铝比较活泼，简洁在外表形成一层致密的氧化膜。钎焊时，单纯依靠真空条件难以去除氧化物，必需同时借助于某些金属活化剂，如Mg、Bi等。,铝同其他金属的钎焊,铝可以与很多金属进展钎焊连接。实现铝与其它金属钎焊连接的主要困难在于，需要选择能满足两种不同母材外表氧化物要求的去膜措施，在钎缝中往往生成金属间化合物层面使接头脆化，铝同其它金属的热膨胀系数和电极电位差异特殊大。依靠在铝或另一母材外表镀覆金属层可以较好解决。,铝与铜、钢等金属软钎焊时，可先在铝外表镀锌，再镀铜或镍，然后可按一般钎焊工艺用锡铅钎料钎焊。,铝同其他金属的钎焊,铝与钢可使用铝基钎料钎焊，但要留意防止在加热中外表氧化，由于铝钎剂不能疼惜钢。为此可承受疼惜气体钎焊。这时疼惜气体疼惜钢，同时使用铝钎剂去除氧化铝膜。这样直接钎焊的接头，界面区往往生成脆性的Fe3Al相，因而对加热和冲击具有敏感性。性能较好的钢-铝接头可通过两种方式来制取。,一种方式是钎焊前对钢外表镀覆适当的金属层Cu、Ni、Zn、Al、Ag,另一方式是实行高速加热并加压的工艺，可把Fe3Al相脆性层把握在极薄的范围，使接头具有较好的性能。,铝同其他金属的钎焊,铝与铜不管承受一般方法钎焊，还是在高于548的温度下接触反响钎焊，由于相互形成脆性金属间化合物，接头性能很差。但在确定工艺条件下，也可以获得较满足的钎焊结果。,例如，快速进展钎焊加热和冷却，往往能使接头具有满足某些应用要求的韧性。钎焊时，可使用标准的钎料和钎剂。另一个更有效的解决方法是承受过渡接头型式，马上铝钎焊到一个镀铝的钢件上，然后把铜钎焊到钢的另一端。,铝同其他金属的钎焊,钎焊钛与铝，必需先在钛外表热浸镀一层银铝合金或锌铝合金，然后用浸沾钎焊完成。,铝和镁不宜相互钎焊，由于二者彼此间相互溶解度很大，且易形成极脆的铝镁化合物相。,铝和其他金属的钎焊，由于接头存在大的电极电位差，简洁发生电化学腐蚀，通常必需加涂油漆、密封剂或不透水的涂层，以提高其抗腐蚀性能。,Thank you,