北京钛真空钎焊

    5005铝合金与1Cr18Ni9Ti的真空钎焊分析5005铝合金与1Cr18Ni9Ti的真空钎焊分析张丽霞，孟德强，郑文龙，冯吉才(哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室，哈尔滨150001)摘要：采用Al-Si-Mg钎料成功实现了5005铝合金与1Cr18Ni9Ti不锈钢的真空钎焊，借助扫描电镜、能谱分析仪和X射线衍射仪对焊后接头界面进行分析，同时对接头抗剪强度进行测试.结果表明，焊后接头界面结构从1Cr18Ni9Ti不锈钢侧到5005铝合金侧的界面依次为FeAl，FeAl3，FemAln+αAl.随着钎焊温度的升高或保温时间的延长，接头抗剪强度均呈现先升高后降低的变化趋势.当钎焊温度为580℃，保温时间为15min时，接头抗剪强度达到比较大值49MPa.接头断裂形式受钎焊温度的影响，当钎焊温度较低时，接头断裂于铝合金侧氧化膜层及FemAln+αAl反应层；温度升高至580℃时，接头断裂于FemAln+αAl反应层中，接头抗剪强度比较高.关键词：5005铝合金；1Cr18Ni9Ti不锈钢；真空钎焊；界面；抗剪强度0序言随着航空、航天、汽车、机械制造以及化学工业的发展，5005铝合金因其密度小、热导率和电导率高等优点，成为应用**的有色金属材料之一.但由于5005铝合金熔点和强度较低，且在碱性环境中的耐腐蚀性较差的问题。盐城液冷板真空钎焊哪个品牌性能好，有需要联系常州三千科技有限公司。北京钛真空钎焊

    加热)，同时打开前级阀和维持泵阀，对扩散泵内进行抽真空。当真空度达到系统某一设定值时，罗茨泵启动，同时旁路阀打开，前级阀关闭，此时对真空室进行抽低真空当扩散泵加热至15090并且真空度高于(80mtorr)时，高阀打开，旁路阀关闭，前级阀打开。此时对真空室抽高真空，达到工艺要求的真空度以后，方可进行热处理工作。热加工过程完成后，由热交换器对真空室充入高纯氮气进行强制冷却，完成整个工艺过程。三、故障现象对设备***检测，真空漏率实测值约155Pa/h()，标准为(/h(5×10-3torr/h)，冷态真空度约(×10-4torr)，标准(1×10-5torr)，热态比较高真空度约(×10-5torr)。热态比较高真空度为空炉测量，测量值随着炉温的变化而变化，炉温越高，真空度越高。正常情况下冷态真空度应高于热态真空度，因此可知，该设备出现了反常现象。通过对不同材料试件进行测试，不锈钢，出炉温度80℃，色泽，浅蓝色。可以确定炉体有漏点。注:1托＝＝×10-3托四、故障分析及判断真空泄漏故障维修的关键，是看能否准确地判断出故障点(泄漏点)。真空度抽不上去的原因可能有多个，也许真空机组的抽气能力不够，也可能是漏率偏高，又或为两者比如，抽空时间相同而真空度偏低，这时候关闭主阀。徐州铜磷真空钎焊连云港液冷板真空钎焊哪个品牌性能好，有需要联系常州三千科技有限公司。

    真空钎焊具有尺寸变形小、焊后不需要清洗、可以实现多条焊缝、多个零件同时焊接、绿色环保的优点,复杂精密的铝合金硬钎焊零件可以选用真空钎焊方法。为制定这类复杂精密铝合金零件的真空钎焊工艺和检验规则,我们对影响铝合金真空钎焊质量的因素进行了系统地实验研究,本文对这些影响因素进行归纳总结。1、钎焊材料、钎剂铝的化学活性强,通常表面有一层极为致密的氧化膜,氧化膜的性质非常稳定,在旧膜被破坏时,能迅速形成新膜。钎焊时需要钎剂破坏这层膜,否则熔化的钎料不能与母材润湿。铝真空钎焊使用适量镁粉作钎剂,利用镁蒸汽对铝氧化膜的置换与破坏作用来改善钎料的润湿性。镁蒸汽的渗入还会降低钎料与母材间的界面张力,从而增强了钎料的润湿能力。实验表明,母材和钎料表面的氧化膜在入炉前清理不彻底或在加热时又发生了一定的氧化,就会焊接不上;若使用较多的镁粉,又会导致钎料漫流,损害零件的粗糙度,焊缝截面焊接圆角半径也不易控制,镁粉会污染真空系统,需要及时清洁真空系统。而使用Al-Si-Mg钎料,若在入炉前能够彻底清理母材和钎料表面的氧化膜,适当控制升温速率,在450℃左右停留30min以上,尽可能多地排除空气,在整个升温过程中维持压强≤1×10-3Pa。

    2)表面处理工艺流程:碱洗→水洗→酸洗→水洗→热水洗→烘干。(3)组装:将复合板、侧板、翅片、封条等进行机械组合成型。(4)真空钎焊:对真空钎焊炉抽真空后进行三个阶段的加热、保温,其工艺曲线如图2所示。即:阶段(a)预热定温、保温;第二阶段(b)蓄能定温、保温和第三阶段(c)钎焊定温、保温;停电。待炉温降至规定温度出炉。(5)整形:对换热器真空钎焊后的变形,采用机械法进行矫正。(6)导流板焊接:采用氩弧焊方式焊接换热器的导流板,即换热器两端大封条位置。(7)压力检验:采用吹入空气方式检验换热器承压能力,即泄漏检验。(8)喷涂:对换热器进行清洗、烘干、喷涂、烘干,改善外观质量。(9)包装交货。2泄漏原因分析(1)结构件的表面预处理换热器的所有结构件在组装前均须经过表面处理即酸碱洗,以除去表层污垢、油渍、氧化膜等。污垢会阻碍构件间的有效接触;油渍在真空高温时将会分解气化,降低真空钎焊炉内真空度;由于铝合金表层氧化膜致密,其熔化温度远比基体材料的要高,特别是复合板钎料层的氧化膜在钎焊时钎料层熔化不充分,造成不能与被焊金属完全熔合,从而影响钎焊质量。为此,必须严格控制原材料的表面预处理,包括必要的机械清理,同时缩短钎焊前的装配时间。(2)结构件尺寸公差。徐州液冷板真空钎焊哪个品牌性能好，有需要联系常州三千科技有限公司。

    这与能谱分析结果一致，证明接头界面主要由Fe-Al金属间化合物组成.图2接头处的XRD谱XRDpatternofzonesforjs查阅相关文献得知，在钎焊加热的初始阶段，Al-Si-Mg钎料中的Mg能够以蒸汽的形式渗入铝合金表层与扩散进入铝合金表层的Si形成低熔点的Al-Si-Mg液相，液相形成破坏了氧化膜与铝合金的结合，达到了去除氧化膜的目的[6]，保证钎料在铝合金表明有较好的润湿性.随着加热温度的逐渐升高，液态钎料中的Al元素与不锈钢中的Fe元素相互扩散，形成富铝相FeAl3(式(1))，该反应会释放大量的热[7]，造成反应区局部温度升高，当温度高于共晶温度655℃时，FeAl3与Al形成共晶液相L(式(2)).随着反应进行，不锈钢中Fe元素不断溶解，在界面处聚集并向远离界面处不断扩散，使得液态钎料中Fe元素含量逐渐增加[8]，根据Fe-Al二元相图可知，随着温度的升高，Fe元素在Al元素中的溶解度不断升高，会使得界面处有Fe2Al5金属间化合物生产，但由于Fe2Al5不稳定，会与Al继续反应生成FeAl和FeAl3(式(3)).但当钎焊温度较低或保温时间较短时，在钎缝中可以观察到残留的、尚未来得及反应的黑色Fe2Al5相(图3和图5).Fe+Al→FeAl3(1)FeAl3+Al→L(2)Fe2Al5+Al→FeAl3+FeAl(3)伴随着上述反应的进行。官方授权经销液冷板真空钎焊来电咨询，有需要联系常州三千科技有限公司。高真空钎焊的加工

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    不锈钢、5005铝合金与钎料连接紧密且反应充分，界面主要分成Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ三个反应层.对界面各反应层进行能谱分析，结果如表4所示，发现接头各反应层均主要由Fe，Al两种元素构成.图1钎焊温度580℃、保温时间15min时接头的显微Microstructuresofjsbrazedat580℃/15min表4接头各区主要元素成分及生成的可能相(原子分数，%)Table4Chemicapositionsofelementsandpossiblephasesforjs区域MgAlSiFe可能相ⅠⅡⅢαAl从图1可知，Ⅰ反应层呈浅灰色.由表4可知，Fe,Al原子比接近1：1，结合Fe-Al二元相图，推断该区成分为FeAl化合物.Ⅱ反应层颜色相对Ⅰ反应层颜色加深.由表4可知，Fe,Al原子比接近1：3，推断该反应层可能为FeAl3化合物.靠近5005铝合金的Ⅲ反应层中，由于Al元素含量较多，因此钎缝中主要为析出的Al基固溶体αAl；由于该反应层中还含有少量的Fe，因此该反应层可能有Fe-Al金属间化合物生产.综上所述，接头界面处Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ三个反应层的主要成分是由溶解和扩散的部分铁、铝及原始钎料组成，因此接头的冶金结合主要是靠Fe-Al之间形成的金属间化合物来实现的.为进一步确定接头界面反应产物，对接头断口进行了XRD检测.结果如图2所示，表明界面有FeAl和FeAl3化合物生成。北京钛真空钎焊

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