鎂、鋁異種金屬接觸反應(yīng)釬焊研究.pdf

1、鎂、鋁合金具有熔點(diǎn)低、密度小、塑性好、比強(qiáng)度高等特點(diǎn)，是目前應(yīng)用廣泛的航空航天材料。由于鎂合金和鋁合金的應(yīng)用廣泛性和交叉性，以及在某些場(chǎng)合對(duì)其特殊性能的要求，將鎂和鋁及其合金連接形成復(fù)合結(jié)構(gòu)十分必要，這樣既可以降低結(jié)構(gòu)重量又可以節(jié)約材料。 本文以鎂合金(AZ31)/鋁合金(6061)接觸反應(yīng)釬焊為研究對(duì)象，采用Al-Si粉末、Sn、Zn等釬料，結(jié)合試驗(yàn)對(duì)不同釬料釬焊鎂和鋁的組織性能等各方面進(jìn)行了研究；利用金相照片、X射線衍射分析

2、、能譜分析、強(qiáng)度分析等方法，分析不同釬料形成的鎂/鋁接頭的組織性能。通過(guò)試驗(yàn)研究，選擇一種合適的鎂/鋁接觸反應(yīng)釬焊釬料。 采用合適的釬料層進(jìn)行鎂/鋁接觸反應(yīng)釬焊，通過(guò)對(duì)釬焊工藝參數(shù)的調(diào)整，主要是釬料層厚度、加熱溫度以及保溫時(shí)間等參數(shù)，闡述了釬料層厚度、加熱溫度、保溫時(shí)間對(duì)鋁合金與鎂合金接觸反應(yīng)釬焊的影響。通過(guò)調(diào)整工藝參數(shù)對(duì)接頭的界面狀態(tài)進(jìn)行了研究，探討了如何通過(guò)對(duì)工藝參數(shù)的合理控制，以獲得AZ31/6061接觸反應(yīng)釬焊比較理想的

3、接頭。 研究表明，當(dāng)鎂和鋁進(jìn)行直接接觸反應(yīng)釬焊或采用Al-Si釬料進(jìn)行連接得到的接頭性能都很不理想，基本不到10MPa。采用Al-Si釬料并不能解決鎂鋁直接接觸反應(yīng)時(shí)存在的問(wèn)題。采用Sn釬料進(jìn)行的鎂和鋁接觸反應(yīng)釬焊接頭剪切性能有一定程度的提高，但由于Al和Sn能大量互溶，而在鋁基體產(chǎn)生大量的溶蝕現(xiàn)象。采用Zn作為釬料能獲得較好的接頭性能，同時(shí)由于所需要的焊接溫度低、時(shí)間短，對(duì)鎂和鋁基體產(chǎn)生影響較少。研究發(fā)現(xiàn)，由于鎂和鋁的活潑性，

4、采用接觸反應(yīng)釬焊焊接鎂合金和鋁合金的過(guò)程中不可避免地會(huì)出現(xiàn)金屬間化合物，但是由于不同材料之間產(chǎn)生共晶反應(yīng)時(shí)所需要的液相成分不一樣，所以產(chǎn)生的金屬間化合物的量也不相同；界面研究結(jié)果表明，當(dāng)鎂合金和鋁合金進(jìn)行直接接觸反應(yīng)釬焊試驗(yàn)過(guò)程中，接頭過(guò)渡層寬度不能控制在一定范圍之內(nèi)；在適當(dāng)工藝條件下，鋅釬料層的加入通過(guò)控制鋅層的厚度能控制過(guò)渡區(qū)域的寬度，雖然接頭過(guò)渡區(qū)域的鎂含量升高，使得接頭過(guò)渡區(qū)域金屬間化合物含量增加，但是接頭強(qiáng)度還是有一定提高。