不论国内外对6061铝合金的研究主要都针对三个方面:钎料、钎剂和工艺方法。目前广泛采用的工艺方法主要是真空钎焊和保护其体炉中钎焊。他们都具有各自的工艺特点。在钎焊时,焊件是依靠熔化活的钎料凝固后连接起来的,因此,焊缝的质量在很大程度上取决与钎料。铝钎料主要以Al-Si合金为主。然后根据其他工艺性能添加Cu。Ge等元素。经过多年的研究实验,已经取得了让人满意的成绩。在钎焊过程中焊剂也具有不可替代的作用,因此,其也是现在钎焊研究中重要的组成部分。现在钎剂主要是在无腐蚀、不溶性钎剂的基础上,提高钎剂活性和稳定性。
目前广泛采用的工艺方法主要是真空钎焊和保护其体炉中钎焊。 真空钎焊,是指工件加热在真空室内进行,主要用于要求质量高的产品和易氧化材料的焊接。真空钎焊具有如下优点:1)真空钎焊,因不用钎剂,显著提高了产品的抗腐蚀性,免除了各种污染,无公害的处理设备费,有好的安全生产条件;2)真空钎焊不仅节省大量价格昂贵的金属钎剂,而且又不需要复杂的焊剂清洗工序,降低了生产成本;3)真空钎焊钎料的湿润性和流动性良好,可以焊更复杂和狭小通道的器件,真空钎焊提高了产品的成品率,获得坚固的清洁的工作面;4)与其它方法相比,炉子的内部结构及夹具等寿命长,可降低炉子的维修费用;5)适于真空钎焊的材料很多,如:铝、铝合金、铜、铜合金,不锈钢、合金钢、低碳钢、钛、镍、因康镍(Inconei)等都可以在真空电炉中钎焊,设计者根据钎焊器件的用途确定所需的材料,其中铝和铝合金应用得最广泛。 保护其体炉中钎焊也是现在生产中主要采用的一种工艺方法,因其具有钎焊材料的保护气氛很便宜,工厂能大量生产,工业氮基气氛可以液态储存在厂房外面。这些气氛具有极好防氧化能力,根据需要可以制成具有约0.2%~1.0%以上范围内任何碳势的气氛。这个碳势范围足以适应所有的碳钢和低合金钢,包括钎焊前已经渗碳的钢。当所用气氛的碳势与工件金属的碳含量相匹配时,工件金属钎焊时可既不渗碳也不脱碳。 由于炉中钎焊的保护气氛能充分还原铁的氧化物,所以在用铜钎料钎焊碳钢时一般不需要使用钎剂。这些气氛能还原工件表面存在的薄氧化膜,还能在钎焊过程中防止工件表面进一步氧化,无氧化表面通常能促进熔融态钎料对工件的润湿。铬、锰、铝和硅的总质量分数超过2%或3%的某些低合金钢的表面可形成钎剂或镍镀层,以便获得良好的润湿作用。为了提高生产率,有时用炉中钎焊代替其他钎焊方法。在钎焊的各个阶段,包括冷却阶段,炉中钎焊都能精确地控制温度并使温度均匀化。在加热和冷却过程中,可以提供不同的保护。在炉子的各个室中或不同区域内,还能提供不同的保护气氛。这种情况对于保护气氛为工业氮基气氛时是常用的。
目前,钎料根据熔点的不同可以分为软钎料和硬钎料。 软钎料即熔点低于450℃的钎料。软钎料主要用于焊接受力不大和工作温度较低的工件,常用的软钎料包含镉银钎料、铅银钎料和锌银钎料等。用软钎料进行的钎焊一般也称为软钎焊,钎焊接头强度低,通常小于70MPa。
硬钎料即熔点高于450℃的钎料。硬钎料主要用于焊接受力较大、工作温度较高的工件。常用的硬钎料有铝基、铜基等合金。硬钎料进行的钎焊一般也称为硬钎焊,钎焊接头强度高,通常大于200MPa。
在6061铝合金钎焊过程中会遇到各种各样的问题。因此,了解各种缺陷的形成原因是钎焊研究中非常重要的一个方面。在本次实验中采用的炉中钎焊时主要是钎料流失,其产生原因主要是:1)钎焊温度过高或保温时间过长;2)钎料安置不当以致未起毛细作用;3)局部间隙过大。因此,我们应该根据我们实验中所遇到的问题,及时查找实验失败所面临的原因,及时调整实验方法是非常必要的。
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