PDF《Al/Cu 异种有色金属的真空钎焊工艺》

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083 209~344 33~90 14~60 优良 表1 母材的力学性能 文章编号: 1002- 025X( 2007) 01- 0036-

03 Al/Cu 异种有色金属的真空钎焊工艺马海军, 李亚江, 王娟(山东大学 材料液态结构及其遗传性教育部重点实验室, 山东 济南 250061) 摘要: 针对铝和铜异种有色金属钎焊工艺, 从钎料选择、焊前清理、接头装配和钎焊工艺要点等方面对Al/Cu真空钎焊的去膜机理和界 面结合特点等进行了研究, 分析了真空钎焊加热温度、升温速度、保温时间和真空度等工艺参数对钎焊接头性能的影响.结果表明, Al- Si钎料中加入1%~1.5%的Mg作为活化剂, 有利于铝母材表面氧化膜的去除;

加热温度、保温时间及钎料用量对母材溶蚀的产生具有 重要影响. 关键词: Al/Cu真空钎焊;

去膜机理;

Al- Si钎料;

溶蚀 中图分类号: TG454 文献标识码: B 收稿日期: 2006- 09- 04;

修回日期: 2006- 12-

09 36 Welding Technology Vol.36 No.1 Feb.

2007 高, 否则化学反应过分剧烈会在试样表面形成一层白色薄膜, 影响焊接质量.化学清洗后, 试样上残留的溶液必须用水冲洗 干净, 否则会造成局部点状腐蚀, 降低焊件的使用寿命.母材 和钎料经过清理后最好能及时钎焊, 否则在存放过程中又会重 新生成氧化膜, 所以应尽量缩短清理完毕到焊前的时间间隔, 最多不要超过12 h, 否则需要重新清理. 钎焊接头的合理装配对于保证良好的钎焊工艺性及铝铜钎 焊接头的使用性能具有重要影响.试验中采用铝铜板对接接头 形式, 母材及钎料从下到上的放置顺序为铝板!片状钎料!铜板, 铝铜真空钎焊接头的装配示意图如图1所示. 通过采用垫片 ( 垫片厚度为7.3~7.4 mm) 来控制铝铜钎缝 的间隙, 使钎缝间隙保持在0.2~0.3 mm之间, 在此间隙值范围 内, 铝铜钎焊接头具有最大的结合强度.这是由于0.2~0.3 mm 的间隙值范围保证了钎料充分而致密地填缝、母材对钎料良好 的合金化作用以及母材对钎缝合金层足够支撑作用.间隙过大 或过小都将影响钎缝的致密性及接头强度.间隙过小时钎料填 缝变得困难, 间隙内的气体较难排出, 容易造成未钎透、气孔 等缺陷.间隙过大时毛细作用减弱, 也使钎料不能填满间隙, 母材对钎料中心区的合金化作用消失, 钎缝结晶生成柱状组织 和枝晶偏析以及母材对钎缝合金层的支撑作用减弱[6] . 2.2.2 钎焊工艺要点 铝铜真空钎焊的主要工艺参数包括钎焊加热温度、升温速 度、保温时间和真空度.钎焊加热温度应适当高于钎料熔点而 低于母材熔点, 以减小液态钎料的表面张力, 改善润湿和填缝 能力, 并使钎料与母材能充分相互作用, 有利于提高铝铜接头 强度.由于真空炉采用辐射方式加热, 导致炉温和工件的温度 并不完全一致, 因此控制升温速度对铝铜钎焊接头的质量很重 要.保温时间决定了铝铜钎焊接头的结合强度, 保温时间过 短, 钎料未完全熔化, 与母材的结合不充分, 导致接头强度下 降;

保温时间过长, 钎料过度熔化, 造成母材与钎料的过度反 应(甚至是母材之间直接发生反应) 而产生溶蚀.合理的保温 时间应使钎料表面层微熔, 能与母材结合即可.真空度是铝铜 真空钎焊工艺中最重要也是最难控制的工艺参数, 要得到高质 量的铝铜钎焊接头, 很大程度上取决于真空度的大小.实际生 产中, 若真空钎焊设备较长时间没有使用过, 应让真空炉运行 数小时后再使用;