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涨知识丨镁合金钎焊及钎料的简介

 1006278448 2018-12-04


钎焊的特点:相对于熔焊与压焊,钎焊加热温度低于母材熔点,对母材的物理化学性能一般没有明显不利影响;钎焊温度低,焊件整体加热均匀所引起的应力和变形小,对焊件的尺寸精度影响小;钎焊可以用于结构复杂、开敞性差的焊件,并可以一次完成多缝多零件的连接;容易实现异种金属、金属与非金属材料的连接;对热源要求较低,工艺过程较简单。


与铝合金相比,镁合金在焊接时更易形成疏松、热脆性较大的氧化膜及夹渣,这些特殊的性质对镁合金的焊接产生一系列的困难,使其焊接工艺更为复杂;与此同时,由于镁合金的热膨胀系数大,在熔化焊时易产生焊接裂纹、焊后变形等缺陷,故需要采用坡口预处理、夹具固定、焊前焊后热处理等措施,以保证获得性能良好的焊接接头。


钎焊是采用了比母材熔化温度低的钎料,焊接时钎料熔化为液态而母材保持为固态,依靠液态钎料与固态母材间的相互扩散形成冶金结合,获得牢固的接头,钎焊温度一般低于母材温度20-30℃。不少用其它焊接方法难阻甚至无法进行连接的结构,采用钎焊却可以解决。而且,在很多情况下,钎焊能保证焊件具有更高的可靠性。然而,相对熔焊和压焊技术,钎焊接头的强度一般比较低、耐热能力差的缺点也很明显,因此,钎焊较适于连接精密、微型、复杂、多钎缝、异类材料的焊件。


从钎料方面来看,也没有广泛应用的镁舍金焊接的钎料,离工业实际大规模应用仍有相当距离。铸造和挤压镁合金的钎焊方法主要有火焰钎焊、炉中钎捍、浸沾钎焊等。、


可以用于钎焊的镁合金系有:Mg-Al-Zn系,Mg-Zr系,Mg-Mn系,Mg-Zn-Re系,Mg-Zn-Zr系。镁合金钎焊过程可能出现的问题及对策有:




美国焊接学会编写的《焊接手册》记载的焊料有三种:AZ92A(钎焊温度582-616), AZ125(钎焊温度570-595),与日本标准中的MC3(604-615)AZ92成分相近。这三种上三种钎料都适合于火焰钎焊、炉中钎焊和浸渍钎焊。但这三种钎料熔点较高(604-627,配以的钎剂熔点温度也较高(538超过大多镁合金的燃点及熔点温度,因此只适于钎焊AZl0AK1AM1A等少量几种镁合金,并不适于钎焊得到应用的如Mg-A1-Zn系等镁合金


中国机械工程学会焊接学会的《焊接手册》记载的钎料有:Mg-12Al-0.5ZnMg-Al-Zn钎料。


国内外新出现的钎料有:

钎料

钎焊温度 ()

性能

Mg-12Al-11Cd-4Ni

560 - 580

NA- 配合F390Mg钎剂

Al-25Mg03.5Cu

426 - 448

122-13室温,93Mpa于260℃

Al-32Mg-2Cu-1Si


焊后沉淀强化250-24h。含Cu焊料需防腐处理

Mg-12Al-2Ca

437-565

焊接AZ91/15SiC复合材料时焊接件的室温TS=180-193MPa,200℃时58-70MPa

Mg-(32-35)Al-2Ca

需在镁合金基体再结晶温度附近焊接

钎料200℃TS=11-14MPa,冷却后焊缝容易产生残余应力

Mg-4.7Al-8Zn-0.6Ca

液相线600


Mg-8Al-8Zn-0.2Mn

液相线52

AZ88铸造镁合金350-400可热轧成型

In-34.5Mg-(0.2-6.4)Zn-0.8Al

<>

日本人发明的用于AZ31的低熔点钎料,钎剂用mol分数59.7CaCl2-18.5LiCl-21.8NaCl,有效减少氧化膜有良好强度

Mg-12zn-3Ce

非晶钎料

良好的焊接性和耐腐性性,用于AZ91焊接有良好效果

Mg-5Al-5Zn-5Nd

非晶钎料

Mg-32Al-2Zn

>450

美国专利,用于焊接镁基复合材料,有良好的流动性,润湿性,需在气体保护下焊接。值得注意的是SiC/ TiC/ Al2O3颗粒增强的复合材料钎料对焊接力学性能有很大的改进

Mg-48Ag-2Zn

>475

Mg-39Li-2Zn

>350

Mg-33Al-33Li

325

郑州机械研究所发明的镁合金钎料:

Mg-(30-34)Al-(1-3)Ce

480-500 (钎料熔化温度385-406)

采用高频感应钎焊工艺焊接AZ31B接头抗剪强度28-30MPa,抗拉33-39MPa.有效避免基体氧化和烧损

Al-(10-12)Zn-(25-28)Mg

439-468(钎料熔化温度500-510)

良好的铺展性和填充性,高频感应钎焊AZ31B的接头抗剪强度223-28MPa抗拉强度39-44MPa.

Mg-(25-31)Al-(1-3)Cu-(1-3)Sn

450-470(钎料熔化温度421-438)

良好的铺展性和填充性,高频感应焊接AZ61A时接头抗剪31-38MPa抗拉40-47MPa

北京工业大学发明的镁合金钎料:

Mg-(48-51)Zn

410-430(钎料熔化温度337-361)

高频钎焊AZ31B时抗剪28-29MPa,抗拉37-39MPa.

Zn-(10-13)Al-(18-20)Mg

500-510(钎料熔化温度379-488)

高频钎焊AZ31B时抗剪43-45MPa抗拉59-62MPa.

Zn-(4-8)Mg

420-450(钎料熔化温度365-395)

高频钎焊AZ31B时抗剪38-43MPa抗拉52-53MPa

Zn-(0.5-1.5)Nd-(45-49)Mg

400-430(钎料熔化温度333-356)

高频钎焊AZ31B时抗剪38-39MPa抗拉53-62MPa

(40-55)Mg-(39-55)Zn-(1-5)Al-(0.1-1.5)Er

钎料熔点340-380

感应钎焊AZ31B的抗剪强度为40.1-58MPa,接头晶粒细化,强度比不加Er的钎料提高5-25%

Mg-(1-2.5)Al-(46-52)Zn

380-400钎料熔化温度336-361

适合多种钎焊方法,对AZ31B焊接接头的剪切强度大于52MPa,抗拉强度大于72MPa

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