铝及其合金软钎焊技术
2016-05-21 10:07阅读:
铝及铝合金因具有密度小、强度高、耐腐蚀性好等长处,而广泛运用于汽车工业、航空航天等范畴。相较于传统的熔化焊,钎焊因具有焊接温度低、工件变形小、外形漂亮等长处,这些年得到了广泛的运用和开展。可是,传统的硬钎焊所运用的钎料熔点较高,与铝合金间的温差较小,在运用中会发作晶粒长大、熔蚀乃至过烧的景象,这将发作严峻的的软化疑问,使焊接接头强度达不到与母材等强的请求,然后影响全部工件的运用寿命。处理的办法是下降钎焊温度、进行铝合金软钎焊,因此有关研讨已经变成这些年铝合金焊接研讨的热门之一。铝合金软钎焊疑问研讨的关键是挑选适宜的钎剂和技术铲除合金外表的氧化膜,虽然在去膜疑问上软钎焊不如传统的硬钎焊技术老练,但随着新技术、新材料的不断呈现,铝及铝合金的软钎焊也已得到了迅速开展。下面,就从钎剂、钎料、钎焊办法三个方面简略介绍有关的研讨动态。
1 钎剂
与其它常用合金比较,铝及铝合金的焊接功能较差,首要原因在于铝的外表会生成一层极薄的细密氧化膜,这层氧化膜化学安稳性极好,熔点高达2000℃以上,假如不能损坏氧化膜,钎焊就无法进行。所以,在运用中有必要先用钎剂处理铝合金的外表,将氧化膜铲除,才干确保钎焊后工件的功能满意请求。由于铝及铝合金的熔点较低、化学活性强,而氧化膜的熔点高、安稳性好,而且结实、细密地粘附在铝或合金外表,所以通常通用的钎剂均不能满意钎焊铝及铝合金的请求,有必要选用铝及铝合金专用钎剂。
铝用钎剂大致能够分为铝用软钎剂和铝用硬钎剂两类,通常钎焊温度低于450℃的为软钎剂,高于450℃的为硬钎剂。按质料种类,铝用软钎剂又能够分为无机软钎剂和有机软钎剂。
( 1)无机软钎剂
无机软钎剂首要是由ZnCl2、SnCl2、NH4Cl等几种盐构成的混合盐,它们的熔化温度较低,其间也常添加氟化物作为破膜剂。这类钎剂加热时安稳不易失效,加热便利,且价格低廉,由于运用了较高含量的重金属盐,钎焊时易与铝外表反应分出
金属,因此也拥有较高的活性。可是,该类钎剂存在Cl-等卤离子,对母材发作激烈的电化学腐蚀,吸湿性强,故运用这类钎剂钎焊对残留物的清洁尤为首要,否则会因残留物吸湿而致使对工件钎焊区的腐蚀。
在对锌铝合金的无机软钎剂研讨后,有文献指出,一些情况下无机钎剂的去膜作用好于有机钎剂,该文章一起给出了一个较为适宜的配方,钎剂中不挥发物含量较小,焊后用清水即可进行清洁,因此焊后的清洁比较简略,焊剂腐蚀性较小,能够满意较长时间的运用请求。
研讨表明,运用氟化物钎剂的作用通常优于氯化物钎剂,可是通常的氟化物钎剂的熔点较高,不满意软钎焊的请求。所以,关于氟化物钎剂成分改善的研讨方针之一就是设法下降其熔点,其间的关键是找到适宜的低熔点氟化物。这些年报导中呈现较多的是BeF2与KF生成的分子型中间化合物KBe2F5,其熔点只要358℃,能够与KAlF4和K3AlF6等形成二元系统,共晶点可别离低至331℃和334℃,因此这也是有也许付诸实践的化合物之一,在适宜的配方下,能够适用于铝合金软钎焊。可是这一系列也有其不足之处,比如K3AlF6-KBe2F5亚二元系中当w(KBe2F5)>58%时,熔盐冷却时呈玻璃态,黏度添加。此外,含Be化合物归于剧毒物质,因此运用时要注意通风杰出和自己防护。
(2)有机软钎剂
有机软钎剂首要是将一些氟硼酸盐如Zn(BF4)2,
Cd(BF4)2,
NH4BF4等中的一种或几种溶解在有机胺溶剂中制成溶液,常用的有机胺有乙醇胺、三乙醇胺、三乙烯三胺等。需求阐明的是,钎剂被铝还原在铝面上分出的金属,有必要在钎焊温度下呈液态才具有最大的活性,但在此活化温度下三乙醇胺易发作焦化。这类钎剂的缺陷还在于系统中的无机盐吸湿性很强,无机与有机组分相溶性有限,易致使寄存期间钎剂呈现分层景象,一起所含Pb,
Zn, Cd等金属毒性较大。因此国内外研讨人员针对钎剂成分的改进展开了广泛的研讨。
有专家在三乙醇胺钎剂的根底上,用辛酸亚锡来代替Zn(BF4)2作活性成分,一起加入松香衍生物、氟外表活性剂,制备铝用膏状无铅钎剂,取得了较好的作用。这是由于有机金属盐在有机系统中更易相溶,且吸湿性和毒性更小。结果表明,新钎剂在节能、环保、安稳以及潮湿性等方面已显著优于传统的有机铝用软钎料。
2 钎料
现在运用的钎料种类较多,首要是以共晶成分的铝基合金为根底,随着低温软钎焊的开发,很多低熔点重金属不断增加的运用于钎猜中。关于铝合金,除了对通常钎料的一起请求,如具有适宜的熔点,潮湿性、流动性、热安稳性,成分均匀外,还由于铝是一个极生动的元素,有必要思考钎料合金元素与母材的电化学腐蚀,再有,铝合金是一种银白色的金属,钎料的色泽以及钎缝与母材结合部的镀覆功能也不得不变成一项首要的思考内容。
3 钎焊技术
铝的软钎焊是一个杂乱的进程,包括工件的清洁、工件安装和固定、加热和冷却、焊后处理等。本文首要介绍钎焊加热办法上的新进展。
通常说来,只要是能使工件依照必定条件升温的热源都能够用作钎焊时的加热,多见的加热办法首要有火焰加热、电炉加热、盐浴加热、电阻加热等。
火焰加热是使用可燃气体点着后的高温火焰进行加热,其设备简略,本钱不高,首要用于小型焊件或许单件的出产。但关于铝及铝合金的钎焊,火焰加热温度难以操控,且对操作的请求较高,需求工人有丰厚的经历。电炉加热是运用最为广泛的钎焊办法,即用电阻丝或别的加热元件加热炉膛,使其间的工件得以加热,一起能够通入惰性气体或许活性气体使之变成气体保护焊或气体钎剂焊接,也可做成气密的炉膛在真空下进行钎焊[7]。盐浴加热是将熔融的盐作为加热介质,以便恒温操控,将安装好的工件涂覆钎料后浸入装满熔融盐的槽中,使钎料熔化而完结钎焊的进程。盐浴加热具有升温速度快、加热均匀、去膜充沛、能准确操控加热温度等长处,因此适于批量出产,尤其是一些钎焊接头较为密布的工件。其缺陷在于,焊后清洁非常费事,且非常耗电,出产周期也比较长。电阻加热使用电流经过钎缝接头发作热量熔化钎料,这种接头需安装严密并施加压力以便电流经过,长处是升温快,缺陷是难以用于杂乱接头。
跟着铝及铝合金的使用越来越广泛,铝合金的软钎焊疑问也已经成为资料科学研究的要点之一,跟着新技能、新资料的不断涌现,有关的科研工作也在不断取得前进。估计将来的研究方向依然环绕开发和完善铝合金外表处理方法,添加焊接功率并前进焊接质量,将会有更多的效果为大家所知。伴跟着科学技能的不断发展,有关理论也将不断得到完善,这又会进一步推进有关技能的前进。因此,铝合金软钎焊是一项具有宽广远景的技能,必将越来越多的使用于工程实习之中。
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