5083、5083铝合金和EH36钢板的CMT熔钎焊

　　本文来源：铝合金与钢CMT熔钎焊技术研究(原作者：赵悦，江苏科技大学)

　　原文研究了板厚为4mm的5052, 5083铝合金和EH36钢板的CMT电弧熔钎焊工艺，分析了不同工艺参数对接头宏观形貌、微观组织、力学性能的影响，研究了Si,Zn元素对控制界面处金属间化合物形态的作用。

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　　1.试验条件：

　　采用线切割的方式将母材加工成100mmx 100mmx4mm，开V型坡口;用打磨机除去钢板表面防锈漆，用钢丝刷、砂纸去除焊件表面及坡口油污、氧化膜等，并用丙酮擦拭;将钎剂涂抹于钢板坡口处约15mm正反表面，钎剂厚度约为0.2-0.5mm。

　　接头形式

　　钎剂：Nocolok钎剂(基体成分为KAlF4、K3AlF6)和Nocolok钎剂+30wt.%Zn粉

　　2.主要结论如下:

　　(1)在钎剂中加入30wt%的Zn粉能显著改善焊缝的宏观形貌，焊缝钎焊区金属间化合物呈短须状均匀的分布，显著提高焊缝的力学性能。

　　Nocolok钎剂+30wt%Zn粉

　　纯Nocolok钎剂

　　(2)使用A1Si5焊接的试样焊缝处金属间化合物厚度适中，钎料中Si含量增加到12wt%时钎料在钢板表面的润湿铺展性最佳，但是Si含量增高将引起界面处金属间化合物厚度的增加，影响接头力学性能。

　　(3)选择合适的坡口角度能使铝/钢接头处受热均匀，增加钎料在母材两侧的润湿铺展性能，增大电弧的加热面积，同时提高电弧的稳定性，保证焊接过程中接头表面受热的均匀。钢侧、铝侧都开50°坡口时接头的力学性能最佳。

　　(4) CMT焊机为一元化送丝系统，焊接电流随着送丝速度变化而变化，送丝速度越大，焊接电流越大，焊接热输入越大，钎料在钢板表面润湿铺展性越好。但是，送丝速度过快，焊接热输入越大，钎料在钢板表面铺的过宽，高温停留时间过久，铝钢界面层容易形成粗大的金属间化合物，界面层厚度大于10µm影响焊接接头的力学性能。

　　(5)采用CMT焊接时，焊接速度越快，焊接热输入越小，铝钢界面反应不能很好的反应，界面层越薄;焊接速度越小，焊接热输入越大，铝钢界面高温停留时间过久，形成粗大的组织，界面层较厚。

　　(6)合金元素不仅可以与Fe、Al形成三元金属件化合物，还可以与Fe-Al二元金属间化合物发生置换反应生成新的二元金属间化合物来阻碍脆性的Fe-Al二元化合物的生成，以及固溶于Fe-Al金属间化合物中，形成间隙固溶体，降低金属间化合物的脆性，提高界面处金属间化合物的强度。

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