中溫Al-Si-Cu基釬料研制及LY12感應釬焊的研究.pdf

1、LY12鋁合金具有高的比強度，將其應用于飛機、汽車、船舶等結構中，可以減輕這些結構的重量，提高它們的綜合性能，因而具有廣闊的應用前景。但由于加工成形困難和自身熔點低等問題，硬鋁合金的連接受到限制。如采用合理的焊接工藝，可以加工結構更復雜、尺寸更大的硬鋁合金部件，進一步擴大LY12鋁合金的應用范圍。本文設計了用于釬焊硬鋁合金LY12的低熔點釬料，為實現(xiàn)鋁合金在更低的溫度下連接提供基礎。
　　 本文研制了一系列Al-Si-Cu-Ge

2、系釬料，并通過坩堝熔煉和熔劑覆蓋保護的熔煉工藝制備釬料合金，利用差熱分析、光學金相顯微分析、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，通過鋪展和潤濕試驗、釬焊接頭剪切強度試驗等方法，分別對所研制釬料的熔化特征、微觀組織、鋪展和潤濕性能、釬焊接頭剪切性能進行了測定和分析。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，有利于高強度低熔點鋁合金的釬焊。利用感應釬焊的方法，在氬氣保護下實現(xiàn)LY12鋁合金的釬焊具有良好的效果。
　　 2.對鑄態(tài)釬料組織進行分析發(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等低熔點共晶相。并且隨著Ge元素的加入，釬料對母材的潤濕性和鋪展性能提高，潤濕角最小為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，導致釬料脆性增加。
　　 3.釬料焊接性能良好，焊縫無明顯缺陷。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3＃釬料進一步研究，調整其預留間隙為0.2mm