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高硅铝合金具有质轻、热导率高、膨胀系数低等优点,是正在研发的新一代结构材料,因此,开展高硅铝合金的连接性能研究具有十分重要的意义。本文概述高硅铝合金的性能特点和用途,分析了其在焊接中可能存在的问题,并提出数种可用于焊接高硅铝合金的方法和相关研究现状。课题以探索高硅铝合金的连接性能为目的,采用Cu箔、Zn片以及BAl88SiMg钎料对高硅铝合金进行钎焊试验,并利用激光脉冲焊机进行激光熔焊试验。试验内容包括使用金相显微镜、显微硬度计、带有能谱分析(EDS)功能的扫描电子显微镜(SEM)测试手段对焊接接头的宏观形貌、微观组织、元素分布、接头显微硬度等进行分析,探讨两种焊接方法和不同工艺参数对焊接接头的影响。主要研究工作和结果如下:采用BAl88SiMg钎料、Cu箔和Zn片中间层对高硅铝合金进行真空炉中钎焊,在适当的工艺条件下均可实现有效地冶金结合。采用BAl88SiMg为钎料,焊缝边界区组织以母材边界为基底向焊缝中心区生长,焊接接头牢固,焊缝组织与母材基体组织相近,冶金相容性好。随着焊接温度的升高和保温时间的加长,焊缝扩散区逐渐变宽,元素扩散行为加剧。以Cu为中间层和高硅铝合金发生接触反应钎焊,钎缝中不可避免地会出现脆性金属间化合物,影响接头的性能,导致脆性裂纹形成。Cu、Al还可能形成低熔点共晶,致使接头组织中出现晶间渗入的现象。Zn、Al互溶度大,钎焊时作用强烈,钎焊后焊缝中会出现大量孔洞,并随着保温时间和中间层厚度的增大而加剧这一现象。但钎缝中生成的Zn-Al固溶体和共晶体能很好地强化焊缝组织,提高接头的力学性能。激光熔焊高硅铝合金,接头外观良好,但是焊缝内易出现气孔、未熔合和未焊透等缺陷,焊缝区组织是细小的等轴晶,分布均匀,是理想的接头组织。钎焊接头的硬度值从扩散区→边界区→钎缝中心区呈递减趋势,硬度值随焊缝中心距离变化分布曲线为“U”形。其中Cu中间层钎缝的显微硬度最高,Zn次之,BAl88SiMg钎料的硬钎焊因为存在过烧现象,硬度最低。