銅-鋁釬焊用鋅基釬料的研制及其爐中釬焊工藝研究.pdf

1、本文設(shè)計并制備了Al含量分別為1.8wt.％、2wt.%、2.2wt.%的銅/鋁異種材料釬焊連接用鋅基釬料，采用差示掃描量熱法(DSC)測定了釬料的固、液相線，根據(jù)國標(biāo)((GB/T11364-20008》評價了釬料的潤濕性，使用金相顯微鏡和X射線衍射儀(XRD)分析了釬料的顯微組織和相組成，利用電化學(xué)測試方法考察了釬料的耐腐蝕性，并最終確定了最佳的釬料成分。隨后使用所制備釬料分別在氬氣保護(hù)和真空條件下實現(xiàn)了銅/鋁異種材料的爐中釬焊，結(jié)合

2、掃描電鏡和能譜分析討論了接頭區(qū)域的組織形成過程，使用顯微維氏硬度儀考察了接頭區(qū)域的硬度變化情況，應(yīng)用拉伸試驗的方法測量了銅/鋁接頭的抗拉強(qiáng)度，并結(jié)合斷口形貌探討了接頭的斷裂機(jī)理。本文主要研究工作和得出的結(jié)論如下：
　　1.三種釬料合金的顯微組織均主要由鋅基同溶體以及少量的共品組織和鋁基同溶體相析出物組成，耐腐蝕性沒有明顯差別。在釬劑QJ201覆蓋條件下，三種自制鋅基釬料在鋁板上均有良好的潤濕性，其中Al含量為2.2%的釬料潤濕性相

3、對最佳，在大氣環(huán)境和氬氣保護(hù)環(huán)境中最大鋪展面積分別為236mm2和257mm2，而在真空環(huán)境中釬料的最大鋪展面積便可達(dá)342mm2。
　　2.爐中氬氣保護(hù)釬焊獲得的銅/鋁異種材料對接接頭均在焊縫區(qū)斷裂，對接接頭性能穩(wěn)定，平均拉伸強(qiáng)度為50.62MPa。接頭處出現(xiàn)了偏析的現(xiàn)象，富鋅區(qū)的抗拉強(qiáng)度較好。這是由于，隨爐冷卻過程釬料凝固時問較長，Zn元素發(fā)生比重偏析。焊縫與銅母材結(jié)合面處顯微硬度明顯高于焊縫基體，最高達(dá)到557HV，這是由于

4、此處形成Cu-Al金屬間化合物層，屬于脆性相，裂紋最易從此處萌生，易導(dǎo)致釬焊接頭強(qiáng)度降低。
　　3.爐中真空釬焊試驗得到了良好的銅/鋁釬焊接頭。真空釬焊對接接頭沒有發(fā)生比重偏析的現(xiàn)象，抗拉強(qiáng)度略高于氬氣保護(hù)對接接頭，達(dá)到53.4MPa。對接接頭在焊縫處斷裂，界面顯微硬度高達(dá)676HV，遠(yuǎn)高于焊縫組織，這是因為銅母材與焊縫界面處形成了連續(xù)的Zn-Al-Cu三元化合物層和Cu-Al二元化合物層，Cu-Al二元化合物層的脆性大，易導(dǎo)致釬