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鋁合金在我們?nèi)粘Ｉ钪袘?yīng)用非常廣泛,，而真空釬焊在一些鋁合金產(chǎn)品加工中非常重要。今天,，我們就來談一談鋁合金真空釬焊的原理與釬焊用料,。

鋁合金的優(yōu)點

鋁合金以其重量輕、耐腐蝕性好,、導(dǎo)熱導(dǎo)電性優(yōu)良等特點廣泛用于航空航天,、建筑、電器,、汽車,、船舶等部門，并且用量不斷增加,，長期以來一直被認(rèn)為是制作熱交換器,、波導(dǎo)及其它許多復(fù)雜構(gòu)件的結(jié)構(gòu)材料。鋁合金的加工工藝在其產(chǎn)品制造 中起著非常重要的作用,，而重要方法之一就是不需任何釬劑的真空釬焊工藝,。因其具有許多優(yōu)點：無需焊前和焊后的復(fù)雜清理工作,，操作簡化,，避免了因釬劑造成的夾渣，在結(jié)構(gòu)中不殘留釬劑而保證其耐腐蝕性,、生產(chǎn)率高等,，從現(xiàn)在和未來的環(huán)境保護(hù)觀念考慮，鋁合金真空釬焊的應(yīng)用必將越來越廣泛。

鋁合金真空釬焊的原理

鋁合金表面有一層致密且十分穩(wěn)定的氧化膜 Al2O3,，是熔化釬料潤濕母材的主要障礙,。單純依靠真空條件難以去除氧化膜，必須同時借助于某些金屬活化劑,，如鎂Mg,，鉍Bi 等。早期有人認(rèn)為通過 Mg 的作用可達(dá)到去膜的目的,。這是因為：

從這幾個反應(yīng)式得出的觀點認(rèn)為一方面 Mg 與真空中殘 存的 O2 和 H2O 反應(yīng),，消除它們對鋁的有害作用；另一方面,， 也是最重要的就是反應(yīng)式 (3),，Mg 與母材表面的 Al2O3 起還原反應(yīng)而達(dá)到直接去除氧化膜的目的。但此后的大量研究表明,， 母材氧化膜并未去除,，故對去膜提出了新的觀點，Mg 除 了起消除環(huán)境中 O2 和 H2O 的作用外,，Mg 蒸汽滲入膜下表材層與擴(kuò)散的 Si 一起,，使表層形成低熔點的 Al-Si-Mg 合金而熔化，從而破壞了表面氧化膜與母材的結(jié)合,，使熔化的釬料得以潤濕母材,，在膜下母材上鋪展，并將表面膜浮起而去除,。

雖然已有大量的研究和試驗使鋁合金真空釬焊在工業(yè)中得到普遍應(yīng)用,，但是對實際生產(chǎn)中出現(xiàn)的許多報廢釬焊接頭，卻無法作出合理的解釋,。鋁合金真空釬焊對參數(shù)的細(xì)微變化很敏感,，不同廠家預(yù)制的釬焊合金包覆層盡管成分都在規(guī)定的范圍內(nèi)，也經(jīng)常出現(xiàn)釬焊接頭的明顯不同,。至今,，由于對鋁合金真空釬焊機理 缺乏真正準(zhǔn)確的認(rèn)識，制定理想的真空釬焊工藝就受到了很大的限制,，在很大程度上仍根據(jù)平常所積累實際經(jīng)驗進(jìn)行,。

鋁合金真空釬焊用釬料

大多數(shù)釬焊合金都是基于 Al-Si 系統(tǒng)，其中 w(si) 一般在 7% ~ 12% ,。這一系列的釬料無論在釬焊性,、強度和母材色澤一致性、鍍覆性和抗腐蝕性都很佳,，是少有的優(yōu)良釬料,，特別是這類釬料可以進(jìn)行變質(zhì)處理,，大大增加釬焊接頭的韌性和抗彎強度。 w(si) 為 11.7% 時的 Al-Si 系統(tǒng)為共晶體系,，共晶溫度為 577°C ,，這一成分的釬料是生產(chǎn)中常用的標(biāo)準(zhǔn)釬料， 適于釬焊多種熔點相對較高的鋁合金,，如 3A21,。在 Al-Si 釬料 中加入 Mg 及其它元素可以配制新的釬焊合金，但鋁釬料中不能加入Zn 等低沸點元素,，否則,，會對真空釬焊爐造成極大的污染。常用的釬料成分及釬焊溫度范圍見下表1：

此外,，釬焊復(fù)合板也是普遍采用的方法,，即在結(jié)構(gòu)母體金屬上單面或雙面包覆一層釬焊合金，其有關(guān)數(shù)據(jù)見下表2：

真空釬焊復(fù)合板比線材,、帶材或粉末等使用起來要方便得 多,，可方便地用來制作復(fù)雜部件。當(dāng)釬焊板上的包覆金屬熔化時可以直接潤濕結(jié)合母材,，立刻填隙,。接頭只需輕微擴(kuò)散就可形成。

為了降低鋁釬料的熔點,，研制了 Al-Si-Ge 系釬料,，這類釬料最多可將其熔點降低到 423°C ，且釬料的流動性好,，鋪展性很佳,，但是 Ge 的加入則使釬料的脆性大大增加，抗腐蝕性能變壞,，且色澤較深,，根本不能作為實用的真空釬焊用釬料。 相關(guān)資料認(rèn)為該體系合金經(jīng) Na,、Sr,、La 等元素變質(zhì)處理后性能有較大改善，證明是很有意義的釬料合金,，釬焊工藝甚佳,。若深入研究，應(yīng)該會得到綜合性能更好的釬料合金,。

此外,，還有文獻(xiàn)報道了 Al-Si-Ge 釬料，這個體系的相圖表明此體系中有一個包晶共晶點,， w(Si)=13%,，w(Be)=0.5%. 所取的成分即包晶共晶點，其溫度 571°C 比 Al-Si 共晶要低 6°C ,。經(jīng) Sr 和 La 的聯(lián)合變質(zhì)后,，釬料的強度明顯提高。但其熔點仍然較高,，不適合于釬焊如 6061 等高強鋁合金,。如能進(jìn)一步降低熔點，該體系的釬料將是很有前途的,。

目前,，雖然配制出一些試驗室中可用的低熔點真空釬焊用釬料合金，但真正具有一定耐腐蝕性和較好力學(xué)性能的釬料合金仍然未達(dá)到適合工業(yè)生產(chǎn)的要求,。