铝合金焊料的洁净度是铝合金焊接接头可靠性的重要保障。为生产高性能洁净铝合金焊料,拓展铝合金的应用领域,本文在Al-5Mg-0.1Mn-0.1Cr-0.1Ti焊料的基础上系统研究了Fe、Si、Ca杂质元素及Sc、La、Ce稀土元素在合金中的行为及对焊料性能的影响。在Al-5Mg合金的基础上研究了Fe与Sc、La、Ce,Si/Ca与Sc、La、Ce的交互耦合作用,及杂质与稀土共同存在时引起的焊料和焊接接头组织与性能的变化。根据试验结果,给出了焊料洁净度表征公式,并探讨了杂质元素的增熵劣化原理,提出了抑制杂质劣化性能措施,得到以下结论：(1)杂质与稀土在铝镁焊料中行为研究：Fe在铸态铝合金中形成粗大针状富Fe相θ-AlFe3,降低了合金强度、塑性和冲击断裂韧性。为获得良好的焊料性能,焊料中Fe应控制在0.2%(质量分数)以下。Si对焊料强度影响较小,但劣化焊料塑性和韧性。随着Si含量的提高,合金由韧性断裂转变为以脆性断裂为主的混合型断裂,0.5% Si为合金韧脆转变的临界点。为保证焊料良好的塑韧性,焊料中的Si应小于0.25%或更低。Ca在焊料中以块状(Cr,Ti)2Ca(Al,Mg)20口不连续条状Al2Ca化合物在晶界富积析出。Ca元素改变了合金断裂方式,合金拉伸或冲击断口由穿晶延性断裂特征(Ca<0.28%)转变为脆性断裂(Ca>0.28%)特征,合金韧脆转变点Ca含量为0.28%。为获得好的综合力学性能,应尽量降低合金中Ca的含量。焊料中存的杂质生成了有害相,降低了焊料洁净度,劣化了焊料性能。焊料中Sc细化a-A1晶粒,使连续分布在晶界的条状β-Al3Mg2转变为链球状并断续分布在晶界,Sc加入提高了焊料强度和塑韧性。La除了固溶在焊料合金基体内,还以块状或枝状(Cr,Ti)2La(Al,Mg)20稀土化合物和棒状或颗粒状Al11La3化合物形式存在。微量添加La时,合金晶粒细化,强度和塑韧性提高。但随La添加量的增加(大于0.45%),析出的块状和粗大枝状富La化合物降低了晶粒细化对合金性能的优化作用,使合金性能下降。Ce以块状(Cr,Ti)2Ce(Al,Mg)20化合物和棒状α-Ce3Al11化合物形式在晶界和相界分布,并随Ce的增加而增加。Ce的固溶强化和晶粒细化作用使合金强度和塑韧性良好,但块状(Cr,Ti)2Ce(Al,Mg)20化合物对焊料性能有剧烈的劣化作用。微量稀土添加到焊料中,因固溶、细化、变质和有益第二相生成,可优化焊料与焊接接头性能,但应控制稀土的添加量,防止有害稀土相生成。(2)杂质与稀土元素交互作用研究：Sc与Fe无强烈的交互作用,Sc加入不改变Fe相的分布与形貌,Sc对富Fe相没有明显的变质作用。杂质Fe劣化了焊接接头的力学性能,Sc不改变Fe在铝中的行为及Fe致性能劣化。与含有微量Fe(～0.16%)的Al-Mg-xLa相比,Al-Mg-Fe-xLa中La对富Fe相有变质作用,Al-Mg-Fe(～0.8%)-xLa焊接接头力学性能与Al-Mg-xLa接近。由于La与Fe的交互作用,La加入可抑制Fe对焊接接头力学性能的劣化。高Fe含量的Al-5Mg焊接接头中Ce的存在形式有四种。固溶在a-Al晶粒内；以化合物Al11Ce3的形式偏聚在晶界；Ce吸附在富Fe相表面；Ce存在于富Fe相内部,形成(AlFeSiCe)化合物。Fe与Ce强烈的交互作用和Ce对富Fe相进行的变质,使Ce抑制了Fe对焊接接头性能的劣化。Al-5Mg焊料中Sc与Mg2Si弱交互作用,Sc不改变Si对焊接接头性能劣化。La与Si交互作用促使La对Mg2Si相变质,使Al-Mg-Si焊接接头抗拉强度因Si致劣化程度减弱。但Al-Mg-Si焊接接头脆性大,La添加后焊接接头冲击韧性没有明显改观。La不能明显抑制Al-Mg-Si焊接接头Si致韧性劣化。Ce与Si及Mg2 Si的交互作用,使Ce对α-Al晶粒和Mg2Si有细化作用,故Ce可抑制焊接接头因Si导致的强度劣化,但因Ce在合金中能形成粗大的Al11Ce3和AlFeSiCe,焊接接头冲击韧性没有改善,过量添加Ce后焊接接头抗拉强度和冲击韧性均下降。Ce与Si的作用强度小于La与Si的作用强度,而Ce与Al的作用强度远大于La与Al的作用强度,故Ce更倾向于与Al形成化合物。Ce对Mg2Si的变质弱于La对Mg2Si的变质。Ca与Sc无明显的交互作用,但Ca能改变Sc在Al中的固溶度,促进Al3Sc粒子的聚积。Sc添加不改变Ca引起的焊接接头性能劣化。Ca与La有微弱交互作用,Ca与La不形成化合物,Ca与La可互溶于对方晶格,La不改变富Ca化合物结构与形貌,La对富Ca相无明显的变质,且La不改变Ca导致的焊接接头性能劣化。Ce与Ca微弱的作用力,将Ce添加到含Ca的焊料内,Ce不改变Ca对焊接接头性能的劣化,Ce单独优化焊接接头性能。Ce对Ca的作用与La对Ca的作用不同,Ca与La可微弱互溶形成固溶体,而Ce与Ca基本无互溶。(3)铝合金焊料洁净度表征体系与增熵劣化研究：洁净度表征公式：多元交互作用值)焊料中杂质元素增加,增加了系统熵值,焊料洁净度降低,导致焊料与焊接接头性能劣化。添加有益元素降低系统熵值,净化合金,有益元素抑制杂质对焊料和焊接接头性能的劣化。