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铝合金真空钎焊清洗多长时间进行焊接
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6063铝合金真空钎焊工艺研究
周运海 【摘要】对6063铝合金进行真空钎焊试验。研究了加热梯度、焊接温度对焊缝致密度和气密性的影响。结果表明，随着加热梯度的增加，母材熔蚀情况逐渐消失；焊接温度由610℃降至590℃，在600℃获得密封腔体焊缝致密，气密性达1.5MPa。 关键词：铝合金；真空钎焊；加热梯度；焊接温度
1. 概述 由于6063铝合金具有比强度大、比刚度高、质量轻 、耐蚀性、导电导热性能好等优点，且6063铝合金属于可热处理强化铝合金，可在焊接后进行热处理对强度进行回复，因此在航空、航天、船舶等领域应用广泛。某雷达组件属薄壁腔体结构，为减轻重量、提高强度，采用 6063 铝合金。该零件为两面对称焊接，焊接面为整个接触面，适合采用真空钎焊进行焊接，但6063铝合金固相线温度为615℃，与目前的钎料熔点接近，真空钎焊过程中钎焊温度和保温时间难以确定。 为实现雷达薄壁结构件精密焊接成形，采用真空钎焊进行该结构件焊接，试验不同加热保温工艺对焊接质量的影响，以获得最佳的工艺参数。 2. 试验材料与方法 （1）试验材料 试验母材选择6063，厚度30mm，钎料选择4004，厚度0.15mm，其主要化学成分及熔化范围如表1、表2所示。 （2）试验方法 将6063铝合金加工成带有型腔的试件，利用中国电子科技集团公司第二研究所研制的ZHS150真空钎焊炉进行真空钎焊试验。主要试验参数：加热温度梯度、焊接温度，加热时保证炉内气压低于6.67×10-3 Pa，焊接后采用专用泄漏检测系统SY-SLBFYT进行气密性检测；无损检测在超声C扫UT-Scan上进行，研究试件在不同加热温度梯度和焊接温度对焊接质量的影响。试验分两组进行：①研究加热温度梯度变化对焊接质量的影响，将试件分别在400～610℃之间以不同温度梯度加热至焊接温度。②研究焊接温度变化对焊接质量的影响，将试件以相同的温度梯度加热至590～610℃区间内不同焊接温度进行焊接。 3. 试验结果与分析 （1）加热温度梯度对焊接质量的影响 首先，加热温度梯度设置如图1～图3所示。焊前试件如图4所示。 表1 铝合金6063主要化学成分及熔化温度化学成分（质量分数，%） Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti Al 0.2 0.06 0.065 0.052 0.58 0.008 0.01 0.024 其余熔化温度/℃ 615～660 表2 钎料4004主要化学成分及熔化温度化学成分（质量分数，%） Si Mg Al 9～10.5 1.0～2.0 其余熔化温度/℃ 559～591 图1 570℃保温 图2 400℃、570℃保温 图3 400℃、500℃、570℃保温 其次，结果与分析：图1为在加热至焊接温度前仅设置570℃唯一加热梯度的钎焊温度设置曲线，加热的结果是焊接母材和焊料完全熔化；图2在钎焊过程中设置400℃、570℃两个温度梯度，焊接的结果如图5a所示，母材焊接在一起，但是整个试件表面有熔蚀的现象；图3是在钎焊过程中设置400℃、500℃、570℃两个温度梯度，焊接的结果如图5b所示，母材焊接在一起，且试件表面熔蚀程度减弱。 通过这组试验可发现，随着温度梯度的增加，焊接结果由母材直接熔化到母材焊接良好，无明显熔蚀，这主要是由于试件较厚，焊接梯度设置较少时，当炉温升至570℃保温，试件内外温差较大，待其内外温度一致时需接近5h的较长实际保温时间。在高温保温阶段，一方面由于母材内部部分低熔点合金的偏聚熔化，加快固液转化速率至母材熔化；另一方面，由于钎料Si含量较高，流动性好，长时间高温保温导致其扩散到试件表面，且使固相成分达到钎焊成分时，导致固相熔化，产生熔蚀；随着温度梯度的增加，试件内外温差较小，高温保温时间逐渐缩短，母材熔蚀现象逐渐减少。 图4 焊前试件 图5 不同加热梯度下的焊缝 （2）焊接温度对焊接质量的影响 首先，焊接温度设置如图6所示。 其次，结果及分析：根据上组试验结果，可发现在610℃下焊接，试件表面仍有少量熔蚀现象存在。为解决这一问题，此组试验主要是通过选用不同焊接温度，对比不同焊接温度对应的焊接质量获得最佳的焊接温度。 图7a为焊接温度降至600℃时焊缝情况，在600℃焊接温度下保温焊接，焊料得到充分熔化，润湿效果较好，焊缝饱满，且母材表面无熔蚀现象；随着焊接温度降至590℃时，焊料未得到充分熔化，润湿效果较差，焊缝不饱满（见图7b）。 图6 不同真空钎焊温度设置曲线 图7 不同焊接温度下焊缝 （3）试件性能检测 首先，气密性检测：为达到产品要求，对图7a和图7b两试件分别做气密性检测，发现在1.5MPa压力保压30min，图7a试件未发现泄漏，图7b有泄漏。表明在400℃、500℃、570℃保温，600℃焊接时能够获得密封性较好的腔体。 其次，无损检测：对图7a对应的试件做超声C扫描检测，结果如图8b所示，其中右图中红色反射率100%，代表两层铝合金之间的间隙或空腔；蓝色区域是焊接良好的区域，中间过渡颜色区域表示焊接质量参考色差。通过与焊接面对比，可明显发现焊接接触面的钎料填充较好，钎缝致密，无较大区域出现漏焊、熔蚀等缺陷。 4. 结语 （1）经试验确定，6063铝合金在固相线温度下较高温度长时间保温会造成母材的完全熔化。 （2）随温度梯度的增加，焊接母材熔蚀逐渐减少，焊接质量不断提高。 （3）6063铝合金母材，4004钎料，在400℃、500℃、570℃保温，600℃焊接，可获得气密性达1.5MPa且无明显焊接缺陷的密封腔体。 图8 焊接表面及超声C扫图焊缝界面幅值成像图 作者简介：周运海，安徽博微长安电子有限公司.
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金属铸锻焊技术 Casting·Forging·Welding
铝合金真空钎焊工装夹具设计要点
李 伟 ，杜 楠 ，杨 春
(中国空空导弹研 究院，河南 洛阳 471009)
摘 要 ：研究分析了真空钎焊工装导致零件变形、钎料漫流、漏焊、溶蚀 、钎料不全熔等缺陷产生的机理，指 出刚
度、弹性、热容量、吸热性、导热性、螺纹等是精密钎焊件工装设计需注意的问题。归纳出了钎焊工装设计的关键点。
关键词 ：钎焊工装 ；钎焊缺陷；钎料不全熔 ；工装热容量
中图分类号：TG454
文献标识码 ：A
文章编号：(34—03
KernelsofDevisingJig—setofAluminum Vacuum Brazing
U W ei．DuNan．YANG Churl
(ChinaAirborneMissileAcademy，Luoyang471009，China)
Abstract：Theengenderingcausationofthebrazingdefectssuch asdeformation，overflow，lackofbrazing，
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Keywords：braznigjigandset；brazingdefects；fillermetalpartmeltnig；jig-setthemralcapaciyt
某铝合金零件要在 140多条宽 0．7mill，长
(1)真空钎焊的升降温 应采用尽量大的升
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温和降温速率。图 l是铝一镁二元合金相图的局
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料开始熔化温度是 e点，熔化终了是f点。如果升
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温速率足够低 ，根据二元相图的杠杆定律 ，在 b点
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真空钎焊质量的因素多，其 中钎焊工装夹具起着
温速率低 ，存在三个方面的问题 ：一是会升高钎料
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本文对铝合金真空钎焊工装夹具设计应注意的问
生溶蚀时钎料也不全熔 ：二是先前熔化的低熔点
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