铝及铝合金钎焊课件

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1、铝及铝合金的钎焊铝及铝合金的钎焊为什么拿破仑没有珍藏金制的餐具而门捷列为什么拿破仑没有珍藏金制的餐具而门捷列夫没有给奖励一只金杯呢？夫没有给奖励一只金杯呢？铝土矿铝土矿（主要成分为主要成分为Al2O3，含少量，含少量Fe2O3、SiO2杂质杂质）氧氧49.13%49.13%硅硅26%26%铝铝7.73%7.73%铁钙钠钾镁铁钙钠钾镁14.55%14.55%铝的发现铝的发现 年，丹麦科学家奥年，丹麦科学家奥斯特发表文章说，他提炼出一块斯特发表文章说，他提炼出一块金属，颜色和光泽有点象锡。金属，颜色和光泽有点象锡。 因刊登文章的杂志不出名，因刊登文章的杂志不出名，奥斯特又忙于自己的电磁现象研奥斯特

2、又忙于自己的电磁现象研究，这个实验就被忽视了。究，这个实验就被忽视了。 木炭和铝土（氧化铝）木炭和铝土（氧化铝）氯气氯气氯化铝氯化铝钾钾汞齐汞齐铝汞齐铝汞齐隔绝空气蒸发隔绝空气蒸发一种金属一种金属丹麦科学家奥斯特丹麦科学家奥斯特(Hans(HansChristianChristianOerstedOersted，177717771851)1851)铝合金具有密度小、强度高和耐腐蚀等优铝合金具有密度小、强度高和耐腐蚀等优点，因而广泛应用于汽车、高速铁路车辆、点，因而广泛应用于汽车、高速铁路车辆、航空航天和军事工业。航空航天和军事工业。 铝及铝合金的物理性质铝及铝合金的物理性质银银白白色色导导电电

3、性性导导热热性性延延展展性性铝合金：铝合金：轻金属、耐高温、轻金属、耐高温、 硬度大、强度高硬度大、强度高生活当中的铝生活当中的铝铝与氧化铁反应铝与氧化铁反应修补钢修补钢轨轨定向爆破定向爆破生活当中的铝生活当中的铝问题问题2：为何铝罐车可以储存、运输为何铝罐车可以储存、运输浓硫酸、浓硝酸？浓硫酸、浓硝酸？ 原因：原因：铝在冷的浓硫酸、浓硝酸铝在冷的浓硫酸、浓硝酸中发生钝化现象。中发生钝化现象。 铝和热水能反应，为什么铝和热水能反应，为什么在日常生活中，人们常用铝制在日常生活中，人们常用铝制品制炊具？但铝制品却不能用品制炊具？但铝制品却不能用来盛放酸性和碱性物质？来盛放酸性和碱性物质？原因：原因

4、： 1、铝在空气中可以生成致密的、铝在空气中可以生成致密的氧化层，保护内层的铝。氧化层，保护内层的铝。 2、氧化层能与酸性、碱性物质、氧化层能与酸性、碱性物质反应。反应。工业纯铝工业纯铝工业纯铝工业纯铝原子序数为原子序数为13，原子量为，原子量为26.98，面心立方结构，熔点，面心立方结构，熔点660，密度，密度2.702名称名称纯度纯度用途用途高纯铝高纯铝99.93%-99.99%99.93%-99.99%科学研究、制作电器科学研究、制作电器工业高纯铝工业高纯铝98.85%-99.9%98.85%-99.9%铝铝箔、铝合金原料箔、铝合金原料工业纯铝工业纯铝98.0%-99.0%98.0%-9

5、9.0%电线、电缆、配置合金电线、电缆、配置合金工业纯铝工业纯铝工业纯铝工业纯铝密度低、比强度高，纯铝的密度只有密度低、比强度高，纯铝的密度只有2700kg/m仅为铁的仅为铁的1/41/4。优良的物理、化学性能。导电性能好、磁化率低、优良的物理、化学性能。导电性能好、磁化率低、耐腐蚀等。耐腐蚀等。加工性能好，铸造性能好，易于塑性变形，经热处加工性能好，铸造性能好，易于塑性变形，经热处理后还具有很高的强度。理后还具有很高的强度。纯铝通常制成管、棒、箔等型材，配制合金和脱氧剂纯铝通常制成管、棒、箔等型材，配制合金和脱氧剂 、电线、电缆等。电线、电缆等。纯铝的纯铝的强度低，不能用作结构材料强度低，不

6、能用作结构材料铝合金铝合金铝合金铝合金（1）变形铝合金变形铝合金不可热处理强化铝合金不可热处理强化铝合金防锈铝防锈铝可热处理强化铝合金可热处理强化铝合金硬铝、超硬铝和锻铝硬铝、超硬铝和锻铝 （2） 变形铝合金变形铝合金 铸造铝合金铸造铝合金 具有共晶组织，塑性较差，但具有共晶组织，塑性较差，但熔点低，流动性好熔点低，流动性好铝合金铝合金Al-Mn系合金系合金 如如3A21(LF21) Al-Mg系合金系合金 如如5A05(LF5)、5A11(LF11) Al-Zn-Mg-Cu系合金系合金 防锈铝防锈铝 优良的抗腐蚀，良好的塑性与焊接性，适宜压力加工和优良的抗腐蚀，良好的塑性与焊接性，适宜压力加

7、工和焊接。力学性能较低焊接。力学性能较低 ，可用冷加工方法使其强化。切削加工可用冷加工方法使其强化。切削加工工艺性能差，故适用制作焊接管道、容器、铆钉以及其它冷工艺性能差，故适用制作焊接管道、容器、铆钉以及其它冷变形零件。变形零件。 能热处理强化的铝合金能热处理强化的铝合金 硬铝硬铝 （铝（铝-铜铜-镁系合金）镁系合金）铆钉硬铝铆钉硬铝 典型牌号典型牌号2A01(LY1) 2A10(LY10) 标准硬铝标准硬铝 典型牌号典型牌号2A11(LY11) 高强度硬铝高强度硬铝 典型牌号典型牌号2A12(LY12) 硬铝有强烈的时效强化作用，经时效处理后具有很高硬铝有强烈的时效强化作用，经时效处理后具

8、有很高的硬度、强度，具有优良的加工工艺性能，可以加工成板、的硬度、强度，具有优良的加工工艺性能，可以加工成板、棒、管、线、型材及锻件等半成品，广泛应用在航空，汽棒、管、线、型材及锻件等半成品，广泛应用在航空，汽车和机械中车和机械中。 超硬铝超硬铝 （铝（铝-锌锌-铜系合金）铜系合金）超硬铝合金是目前室温强度最高的一类铝合金，其强度达超硬铝合金是目前室温强度最高的一类铝合金，其强度达500700MPa，超过高强度的硬铝，超过高强度的硬铝LY12合金合金(400-430 MPa)。 7A09 7A09 7A09 7A09 用于制造飞机中要求强度高、抗腐蚀性能强的高应力结构件用于制造飞机中要求强度高

9、、抗腐蚀性能强的高应力结构件用于制造飞机中要求强度高、抗腐蚀性能强的高应力结构件用于制造飞机中要求强度高、抗腐蚀性能强的高应力结构件 7A04 7A04 7A04 7A04 飞机蒙皮、螺钉、以及受力构件如大梁桁条、隔框、翼肋、起落飞机蒙皮、螺钉、以及受力构件如大梁桁条、隔框、翼肋、起落飞机蒙皮、螺钉、以及受力构件如大梁桁条、隔框、翼肋、起落飞机蒙皮、螺钉、以及受力构件如大梁桁条、隔框、翼肋、起落架等架等架等架等用用“铝铝”和和“锻锻”二字的汉语拼音首字二字的汉语拼音首字母母“L”和和“D”加顺序号表示，加顺序号表示， 如如5号锻铝用号锻铝用LD5(2A50)表示。表示。 锻铝锻铝 （铝（铝-镁

10、镁-硅硅-铜系合金）铜系合金）锻铝合金具有优良的锻造工艺性能，主要用作制作外形复锻铝合金具有优良的锻造工艺性能，主要用作制作外形复杂的锻件。杂的锻件。 铝及铝合金的焊接性分析铝及铝合金的焊接性分析? ?由于它特有的物理、化学性能由于它特有的物理、化学性能,其焊接过程中会遇其焊接过程中会遇到一系列困难到一系列困难,如氧化、焊缝热裂纹和气孔等。对如氧化、焊缝热裂纹和气孔等。对于铝合金的焊接于铝合金的焊接,传统的方法主要以熔化焊接为主传统的方法主要以熔化焊接为主,设备复杂设备复杂,且对焊工的技术要求也比较严格。且对焊工的技术要求也比较严格。铝及铝合金与其他金属相比铝及铝合金与其他金属相比,钎焊仍是较

11、困难的钎焊仍是较困难的,工艺钎焊工艺钎焊性较差性较差铝及铝合金的钎焊特点铝及铝合金的钎焊特点铝对氧的亲和力极大表面很容易生成一层致密且化学稳铝对氧的亲和力极大表面很容易生成一层致密且化学稳定、熔点很高定、熔点很高(2050)的氧化铝膜，颇难去除的氧化铝膜，颇难去除 用硬钎料钎焊时，由于钎料的熔点同铝及铝合金的熔点相用硬钎料钎焊时，由于钎料的熔点同铝及铝合金的熔点相差不大，所以必须严格控制钎焊温度。差不大，所以必须严格控制钎焊温度。 用软钎料钎焊时，由于钎料和母材之间电极电位相差悬殊，用软钎料钎焊时，由于钎料和母材之间电极电位相差悬殊，给钎焊接头的抗腐蚀性能带来不利的影响。给钎焊接头的抗腐蚀性能

12、带来不利的影响。为清除氧化铝膜使用的钎剂具有强烈的腐蚀性，如果钎焊为清除氧化铝膜使用的钎剂具有强烈的腐蚀性，如果钎焊后不立即清除干净，接头有很快被腐蚀破坏的危险。后不立即清除干净，接头有很快被腐蚀破坏的危险。软钎焊软钎焊铝及铝合金很少进行软钎焊，主要问题是钎焊接头抗蚀性铝及铝合金很少进行软钎焊，主要问题是钎焊接头抗蚀性能差。因为钎料与母材成分相差大，造成电极电位差异，能差。因为钎料与母材成分相差大，造成电极电位差异，使接头产生电化学腐蚀。使接头产生电化学腐蚀。 解决的办法解决的办法:提高钎料中的锌含量，有助于提高抗提高钎料中的锌含量，有助于提高抗蚀性。若在铝表面预镀铜或镍再用通常的锡铅钎蚀性。

13、若在铝表面预镀铜或镍再用通常的锡铅钎料钎焊，在界面处不会发生腐蚀料钎焊，在界面处不会发生腐蚀。 软钎料软钎料软钎剂软钎剂硬钎焊硬钎焊铝及铝合金硬钎焊只能用铝基钎料铝及铝合金硬钎焊只能用铝基钎料,且多为铝硅系且多为铝硅系.纯铝和纯铝和LF21铝锰合金的钎焊性最好铝锰合金的钎焊性最好,其表面氧化物可以用其表面氧化物可以用钎剂消除钎剂消除.对于铝镁合金对于铝镁合金,镁的质量分数高于镁的质量分数高于1.5%对钎焊性有很大影对钎焊性有很大影响响.随着含镁量的增加随着含镁量的增加,合金表面的氧化镁也增多合金表面的氧化镁也增多,现有的现有的钎剂不能有效去除钎剂不能有效去除,使钎焊性变坏使钎焊性变坏.当合金镁

14、的含量高达当合金镁的含量高达2.5%以上时以上时,钎焊困难钎焊困难,不推荐用钎焊不推荐用钎焊方法来连接方法来连接.硬钎焊硬钎焊硬铝的钎焊性很差硬铝的钎焊性很差,主要问题是出现过烧主要问题是出现过烧.保温时间越长保温时间越长,过烧越严重过烧越严重,强度和塑性下降也越多强度和塑性下降也越多,因此因此钎焊温度要控制在钎焊温度要控制在505以下以下.由于缺少合适的钎料由于缺少合适的钎料,硬铝硬铝合金的硬钎焊是困难的合金的硬钎焊是困难的.超硬铝在温度超过超硬铝在温度超过470时就发生过烧时就发生过烧,故除采用快速加热故除采用快速加热的钎焊方法外的钎焊方法外,不宜进行硬钎焊不宜进行硬钎焊.硬钎焊硬钎焊锻铝

15、合金的含镁量也不高锻铝合金的含镁量也不高,对钎焊性无影响对钎焊性无影响.LD2合合金固相线温度为金固相线温度为593的温度进行炉中钎焊的温度进行炉中钎焊,合金合金不发生过烧现象不发生过烧现象.如果钎焊温度超过其固相线温度如果钎焊温度超过其固相线温度,可能出现不连续可能出现不连续的过烧组织的过烧组织,若钎焊温度超过若钎焊温度超过600 以下浸沾钎焊以下浸沾钎焊时时,对其机械性能没有不良影响对其机械性能没有不良影响.这是因为浸沾钎这是因为浸沾钎时加热过程迅速时加热过程迅速,使过烧过程来不及发展使过烧过程来不及发展.硬钎料硬钎料铝及铝合金的硬钎焊目前仍主要使用钎剂去膜。一般使用铝及铝合金的硬钎焊目前

16、仍主要使用钎剂去膜。一般使用氯化物为基的钎剂。其中氯化物为基的钎剂。其中QJ201QJ201具有较好的活性，能充分去具有较好的活性，能充分去除氧化膜，保证钎料的铺展，特别适用于火焰钎焊。炉中除氧化膜，保证钎料的铺展，特别适用于火焰钎焊。炉中钎焊常使用钎焊常使用QJ206QJ206、QJ207QJ207、129A129A，17lB17lB等钎剂，等钎剂， 接头形式接头形式 铝和铝合金的钎焊，宜采用搭接接头，推荐的接头形式铝和铝合金的钎焊，宜采用搭接接头，推荐的接头形式接头形式接头形式在装配铝零件时，不使用压配合或紧配合，这样有利于钎在装配铝零件时，不使用压配合或紧配合，这样有利于钎料的铺展和减少钎缝中的夹渣。料的铺展和减少钎缝中的夹渣。根据经验，当浸渍钎焊时，搭接长度小于根据经验，当浸渍钎焊时，搭接长度小于6.4mm，适宜的，适宜的接头间隙为接头间隙为0.050.10mm：对于火焰钎焊、炉中钎焊、机：对于火焰钎焊、炉中钎焊、机械化火焰钎焊或感应钎焊来说，当搭接长度等于或小于械化火焰钎焊或感应钎焊来说，当搭接长度等于或小于6.4mm时，可以采用时，可以采用0.100.25mm的间隙。对于搭