銅和鋁是生產中最常用的兩種材料,並且鋁和銅的連接結構在國防、電子以及其他生產生活中的應用也非常廣泛。
一.釺焊特性
由於鋁和銅的組織成分、物化性能方便存在著明顯的差異,因此釺焊時存在如下問題:
1.氧化問題:
鋁是一種極易氧化的元素。無論固態還是液態,鋁都極易氧化,一般鋁及鋁合金表麵都存在一層致密的氧化膜。銅對氧的親和力較小,但銅表麵同樣也存在氧化膜。在釺焊過程中鋁和銅會進一步氧化,生成新的氧化膜。鋁和銅的氧化問題嚴重影響它們之間的釺焊連接,原因是熔化的液體釺料不能潤濕鋁和銅表麵的氧化膜,因此難以形成有效的釺焊接頭,故鋁和銅釺焊時必須克服氧化問題。對於鋁和銅表麵的氧化膜,必須在釺焊前清除,尤其是鋁表麵氧化膜,需要通過化學清洗或機械清理的方式去除;而釺焊過程中鋁和銅的繼續氧化問題,需要通過工藝保護來抑製氧化膜的繼續產生或清除之,通常采用釺劑、氣體保護,或者在真空狀態下釺焊。
2.脆性化合物問題:
小黄鸭污视频APP">小黄鸭污视频APP廠家介紹由Al-Cu二元合金相圖可知,鋁與銅液態下可以無限互溶,而在固態下互相溶解度十分小,銅在鋁中的溶解度僅為1.5%。固態下鋁銅主要以化合物形式存在,鋁與銅能形成多種極脆的金屬間化合物,一旦在釺焊界麵上形成,將嚴重弱化鋁銅釺焊接頭的性能。
脆性金屬間化合物的形成與釺焊材料、釺焊工藝以及母材的表麵狀態有關。釺焊工藝對脆性金屬間化合物的影響主要包括釺焊溫度和釺焊時間。釺焊溫度降低,釺焊時間縮短,金屬間化合物形成的可能性就大大降低。如采用高頻感應釺焊工藝,釺焊時間大大縮短,就不容易產生脆性的金屬間化合物。
3.殘餘應力:
影響殘餘應力和奇異應力的內因是鋁和銅的熱物理性能和力學性能的差異,而外因則主要是釺焊溫度和被釺焊工件的結構設計。釺焊溫度越高,殘餘應力則越大;釺焊溫度越低,殘餘應力則越小。因此在能夠獲得良好釺焊接頭性能的前提下,降低釺焊溫度是減小殘餘應力的有效措施。但是一般來講,在相同釺料情況下,釺焊溫度降低則必然影響釺料的潤濕性,使得鋁和銅不能良好地連接,因此需要通過優化被釺焊工件的結構設計來降低鋁銅由於性能差異而產生的殘餘應力和奇異應力。如對於鋁管和銅管插接結構的釺焊,接頭設計一定要將銅管插入到鋁管中,可以有效地消除由於鋁銅性能差異而產生的殘餘應力和奇異應力。
4.耐蝕性問題:
釺料成分與鋁合金成分相差很大,它們的電極電位具有顯著的差別,因此釺縫與母材構成了電偶,在電解質溶液或潮濕的空氣中容易發生電化學腐蝕。
二.中溫釺焊材料Zn-Al
小黄鸭污视频APP廠家介紹在焊接銅和鋁時,若采用鋁矽釺料釺焊,融化的鋁基釺料與銅就會發生化學反應,此時容易產生鋁矽銅金屬間化合物。如采用鋅鋁釺料,銅鋁釺焊接頭處會出現銅鋅、鋅鋁金屬間化合物,避免了脆性鋁矽銅金屬間化合物的出現。鋅相對於鋁而言電極電位相差較小,耐腐蝕性較好。
鋅鋁釺料經常配合無腐蝕鋁釺劑使用。無腐蝕鋁釺劑的工作溫度為450-620℃,它沒有腐蝕性,釺焊後不需要清除釺劑殘渣。鋅鋁釺料配合無腐蝕鋁釺劑通常製成藥芯焊絲,在變壓器銅鋁接頭、製冷工業中的銅鋁管接頭方麵得到廣泛使用。
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