95zn5al焊丝铝合金黄铜焊接接头组织与性能(附件)
研究了95Zn-5Al钎料的显微组织、在3003铝合金/H62黄铜试板上的铺展性能、钎焊接头的力学性能与显微组织。95Zn-5Al钎料的显微组织主要由铝基固溶体与锌基固溶体构成的黑白相间的共晶组织构成。铺展实验表明，530℃时钎料在3003铝合金试板上的平均铺展面积227.13mm2,优于这一温度下在H62黄铜试板上的平均铺展面积51.19mm2。钎焊力学性能实验表明，钎焊接头强度121.6Mpa。钎料与铝合金高温下产生铝基固溶体，提高了铝侧焊缝强度。黄铜试板侧的尺寸细小的金属间化合物，提高了焊缝金属的强度，有利于接头强度提高。关键词 3003铝合金， H62黄铜， 95Zn-5Al钎料， 钎焊，力学性能
目录
1绪论 1
1.1 引言 1
1.2 铝/铜钎焊的研究及应用背景 1
1.3 铝/铜焊接性能分析 2
1.4 铝/铜焊接的主要方法 2
1.4.1 熔焊 2
1.4.2压焊 3
1.4.3 钎焊 3
2 研究方法及实验过程 4
2.1 研究流程及路线 4
2.2 95Zn5Al合金钎料的选择与制备 5
2.2.1 95Zn5Al钎料合金的选择 5
2.2.2钎剂原材料的选择 5
2.2.3 合金的制备 5
2.3 95Zn5Al钎料的铺展性能实验 6
2.3.1铺展润湿性能的定义 6
2.3.2钎料润湿铺展性能的实验 7
2.4钎焊接头力学性能试验 8
2.4.3焊接接头的力学性能测试 8
2.5 95Zn5Al钎料合金和焊接接头的显微组织分析 9
3 95Zn5Al钎料的显微组织 9
4 95Zn5Al钎料的铺展性能的研究 10
4.1 95Zn5Al钎料在3003铝合金试板表面的铺展性能 10
4.2 95Zn5Al钎料在H62黄铜试板表面的铺展性能 13
5 焊接接头的力学性能 15
6 95Zn5Al钎料焊接3003铝合金/H62黄铜搭接接头的显微组织 18
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
/> 7 95Zn5Al钎料钎焊搭接接头的断口分析 19
大学期间所获得成果 24
1绪论
1.1 引言
由于力学性能良好，3003铝合金被愈来愈广泛运用于工业生产。3003铝合金的应用可以节省贵重金属材料，降低生产成本，提高实际生产效率。H62黄铜拥有良好的金属性能，广泛运用于生产行业。但是铜金属价格高，产量无法满足需求。对于形状复杂，加工难度较大的产品的连接，钎焊成为行业的一种重要选择。再此条件下，铝/铜异种材料钎焊技术越来越受到人们的关注和重视，拥有广阔的发展前景[1]。
1.2 铝/铜钎焊的研究及应用背景
3003铝合金的钎焊一般使用AlZn合金作为钎料，此类钎料的强度相对较高，润湿性好。缺点是该钎料的熔点与纯铝及3003铝合金较为接近，因此钎焊时必须严格控制加热的时间以及温度，防止母材发生熔化，导致焊接失败。实际生产中，由于温度时间的难以控制，铝/铜钎焊焊接难度大，成功率低，导致实际生产成本升高。纯铝及3003铝合金的钎焊问题已经成为制约其投入大规模生产的瓶颈，急需寻找一种合适的钎料来解决此问题。
H62黄铜拥有良好的金属性能，被广泛应用于工业生产的重要领域，发挥难以替代替代的作用。然而一方面，由于我国铜矿产并不丰富，消耗量巨大，铜材日益短缺的现象越来越严重，铜资源的生产量远远无法满足日益增长的需求；另一方面随着开采速率的增加，世界范围内金属铜资源呈现枯竭的趋势，铜材价格也在不断攀升，生产成本不断升高。需要寻找一种材料来替代金属铜。与此同时，人们发现铝不但与铜的金属性能类似，而且拥有价格低廉、开采方便、质量轻、储量大等优点。因此以铝代铜成为很多行业近些年来的热点问题。但是铝某些方面的性能并不如铜优异。因此，铝铜异种金属材料焊接成为当前工业工程发展的新趋势[2]。目前铝/铜焊接面临的问题很多，特别是采用熔焊的焊接方式，问题更为突出。铝/铜采用熔焊方式连接时，易产生金属间化合物，导致焊接接头强度较低，无法满足使用要求。电阻焊及摩擦焊生产效率低，生产成本高，不适用于复杂结构的连接，也无法大规模投入应用。
钎焊相较于其他焊接方式在于只有钎料发生熔化而母材不发生熔化，因此能够有效减少焊接过程中金属间化合物产生，有利于提高焊接接头力学性能与质量，因此钎焊是解决铝/铜异种金属焊接的理想方法之一。
1.3 铝/铜焊接性能分析
虽然工业上已经应用纯铝及3003铝合金焊接来制造许多重要产品，但在实际焊接生产中仍然存在较多困难，主要的问题有：焊接接头缝隙中存在气孔、焊接的热裂纹、接头处存在的“等强性”等。由于纯铝铝及3003合金的化学性质活泼，表面极易形成氧化膜，且多具有熔点较高的特性（如Al2O3的熔点为2050℃）[3]纯铝熔点约为660℃，纯铜熔点1083℃左右，两者熔点相差较大。因为氧化膜密度同铝的密度几乎完全相似，故十分容易成为焊缝金属中的杂质成分。同时，氧化膜可以吸收环境气氛中的水分，导致焊缝存在气孔，影响焊缝强度。而且纯铝及3003铝合金的线胀系数大，导热性较强，冷却收缩率高，焊接的高温易造成焊缝形状不规则甚至断裂。因此，铝/铜焊接技术仍需要不断地探索改进[4]。
1.4 铝/铜焊接的主要方法
1.4.1 熔焊
在焊接过程当中，不施加外界压力，仅通过加热焊件使其熔化来完成连接的方式叫做熔焊。熔焊是焊接工艺中最被广泛应用于工业生产的一种焊接方式。但是在熔焊过程中，由于铝和铜的熔点相差很大，很容易造成铝已经熔化而铜还处于固态，形成未熔合和夹杂，对焊接造成较大难度[5]。
利用乙炔与氧气充分燃烧时释放出的大量的热量来熔化母材，熔化后的母材与填丝形成焊接接头的焊接工艺方法叫做气焊。气焊过程中温度很高，会形成氧化膜，采用气焊的方法焊接纯铝及3003铝合金时，必须通过溶剂来消除氧化膜。氧乙炔焊接铝及其合金是一种相对简单易操作的一种焊接方法。气焊主要存在是热量分散、生产效率低、变形较大、焊接质量不及氩弧焊等缺点[6]。
目录
1绪论 1
1.1 引言 1
1.2 铝/铜钎焊的研究及应用背景 1
1.3 铝/铜焊接性能分析 2
1.4 铝/铜焊接的主要方法 2
1.4.1 熔焊 2
1.4.2压焊 3
1.4.3 钎焊 3
2 研究方法及实验过程 4
2.1 研究流程及路线 4
2.2 95Zn5Al合金钎料的选择与制备 5
2.2.1 95Zn5Al钎料合金的选择 5
2.2.2钎剂原材料的选择 5
2.2.3 合金的制备 5
2.3 95Zn5Al钎料的铺展性能实验 6
2.3.1铺展润湿性能的定义 6
2.3.2钎料润湿铺展性能的实验 7
2.4钎焊接头力学性能试验 8
2.4.3焊接接头的力学性能测试 8
2.5 95Zn5Al钎料合金和焊接接头的显微组织分析 9
3 95Zn5Al钎料的显微组织 9
4 95Zn5Al钎料的铺展性能的研究 10
4.1 95Zn5Al钎料在3003铝合金试板表面的铺展性能 10
4.2 95Zn5Al钎料在H62黄铜试板表面的铺展性能 13
5 焊接接头的力学性能 15
6 95Zn5Al钎料焊接3003铝合金/H62黄铜搭接接头的显微组织 18
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
/> 7 95Zn5Al钎料钎焊搭接接头的断口分析 19
大学期间所获得成果 24
1绪论
1.1 引言
由于力学性能良好，3003铝合金被愈来愈广泛运用于工业生产。3003铝合金的应用可以节省贵重金属材料，降低生产成本，提高实际生产效率。H62黄铜拥有良好的金属性能，广泛运用于生产行业。但是铜金属价格高，产量无法满足需求。对于形状复杂，加工难度较大的产品的连接，钎焊成为行业的一种重要选择。再此条件下，铝/铜异种材料钎焊技术越来越受到人们的关注和重视，拥有广阔的发展前景[1]。
1.2 铝/铜钎焊的研究及应用背景
3003铝合金的钎焊一般使用AlZn合金作为钎料，此类钎料的强度相对较高，润湿性好。缺点是该钎料的熔点与纯铝及3003铝合金较为接近，因此钎焊时必须严格控制加热的时间以及温度，防止母材发生熔化，导致焊接失败。实际生产中，由于温度时间的难以控制，铝/铜钎焊焊接难度大，成功率低，导致实际生产成本升高。纯铝及3003铝合金的钎焊问题已经成为制约其投入大规模生产的瓶颈，急需寻找一种合适的钎料来解决此问题。
H62黄铜拥有良好的金属性能，被广泛应用于工业生产的重要领域，发挥难以替代替代的作用。然而一方面，由于我国铜矿产并不丰富，消耗量巨大，铜材日益短缺的现象越来越严重，铜资源的生产量远远无法满足日益增长的需求；另一方面随着开采速率的增加，世界范围内金属铜资源呈现枯竭的趋势，铜材价格也在不断攀升，生产成本不断升高。需要寻找一种材料来替代金属铜。与此同时，人们发现铝不但与铜的金属性能类似，而且拥有价格低廉、开采方便、质量轻、储量大等优点。因此以铝代铜成为很多行业近些年来的热点问题。但是铝某些方面的性能并不如铜优异。因此，铝铜异种金属材料焊接成为当前工业工程发展的新趋势[2]。目前铝/铜焊接面临的问题很多，特别是采用熔焊的焊接方式，问题更为突出。铝/铜采用熔焊方式连接时，易产生金属间化合物，导致焊接接头强度较低，无法满足使用要求。电阻焊及摩擦焊生产效率低，生产成本高，不适用于复杂结构的连接，也无法大规模投入应用。
钎焊相较于其他焊接方式在于只有钎料发生熔化而母材不发生熔化，因此能够有效减少焊接过程中金属间化合物产生，有利于提高焊接接头力学性能与质量，因此钎焊是解决铝/铜异种金属焊接的理想方法之一。
1.3 铝/铜焊接性能分析
虽然工业上已经应用纯铝及3003铝合金焊接来制造许多重要产品，但在实际焊接生产中仍然存在较多困难，主要的问题有：焊接接头缝隙中存在气孔、焊接的热裂纹、接头处存在的“等强性”等。由于纯铝铝及3003合金的化学性质活泼，表面极易形成氧化膜，且多具有熔点较高的特性（如Al2O3的熔点为2050℃）[3]纯铝熔点约为660℃，纯铜熔点1083℃左右，两者熔点相差较大。因为氧化膜密度同铝的密度几乎完全相似，故十分容易成为焊缝金属中的杂质成分。同时，氧化膜可以吸收环境气氛中的水分，导致焊缝存在气孔，影响焊缝强度。而且纯铝及3003铝合金的线胀系数大，导热性较强，冷却收缩率高，焊接的高温易造成焊缝形状不规则甚至断裂。因此，铝/铜焊接技术仍需要不断地探索改进[4]。
1.4 铝/铜焊接的主要方法
1.4.1 熔焊
在焊接过程当中，不施加外界压力，仅通过加热焊件使其熔化来完成连接的方式叫做熔焊。熔焊是焊接工艺中最被广泛应用于工业生产的一种焊接方式。但是在熔焊过程中，由于铝和铜的熔点相差很大，很容易造成铝已经熔化而铜还处于固态，形成未熔合和夹杂，对焊接造成较大难度[5]。
利用乙炔与氧气充分燃烧时释放出的大量的热量来熔化母材，熔化后的母材与填丝形成焊接接头的焊接工艺方法叫做气焊。气焊过程中温度很高，会形成氧化膜，采用气焊的方法焊接纯铝及3003铝合金时，必须通过溶剂来消除氧化膜。氧乙炔焊接铝及其合金是一种相对简单易操作的一种焊接方法。气焊主要存在是热量分散、生产效率低、变形较大、焊接质量不及氩弧焊等缺点[6]。
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