文档介绍：兰州理工大学
硕士学位论文
铝铜异质材料钎焊用新型锌基复合钎料的研制
姓名:王洪礼
申请学位级别:硕士
专业:材料加工工程
指导教师:路文江;俞伟元
20100401
作者签名:王三繁九兰州理工大学学位论文原创性声明和使用授权说明作者签名:王三袭庇年‘月日‘原创性声明学位论文版权使用授权书月本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。日期:本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》,并通过网络向社会公众提供信息服务。导师签名:期:日期:如D月日
第一章绪论课题的研究背景国内外研究现状广泛应用于航空航天、交通运输、电气、造船、化工等各个工业领域,特别是在在自然界中,铜的导电性和导热性仅次于银而居第二位,铜与人的亲和铜的资源性短缺和近几年铜价的居高不下,促使科枝工作者寻求铜的替第四位。另一方面,铜在地壳中的含量柿糠质为ィ恋暮扛生产中得到成功应用。在电力电器器件和热交换器器件的生产中摩擦焊、爆炸焊等压力焊是可行的技术方案,但是设备投资较大、工艺繁杂,其成本和生产效率都不如钎焊【。目前研究中铜铝结合区易形成脆硬的铜铝金属间化合铝及其合金是有色金属中应用最广泛的结构材料,其产品数量仅次于钢铁而占第二位。从铝的电解还原技术开发成功之时,铝及其合金对工业发展起着重要作用。以后的几十年内,随着航空业问世,这~新工业将伴随铝的发展而成长。结构可靠、强度高、耐断裂的铝及其合金用来做飞机机身和发动机部件,甚至用于导弹弹体、燃料箱和卫星的组件。此外,铝及其合金之所以在上世纪得到广泛应用,与其自身的物理化学性能有不可分割的关系⋯。二十一世纪的到来,铝的诸多优点必然使其随着人类工业文明的发展越来越航空航天领域,构件要求轻质量、高刚度,以适用高温、高压、耐腐蚀、抗疲劳等恶劣的工况条件,因此铝合金成为航空航天飞行器中的重要结构材料。在当今和未来的飞行器设计中,铝合金将继续是主要的结构材料之一【性仅次于钛。正因如此,铜在电的传输、热量交换和生活用品领域获得了广泛的应用。但是,铜是人类最早开发利用的金属,铜的过早、过度开发应用造成了铜的资源性短缺。代品。在已经发现的金属中,铝的导电性和导热性仅次于银、铜、金,而居达ァR虼耍月链难芯亢陀τ镁哂泄惴旱挠τ们熬昂蜕钤兜囊庖。在以铝代铜的应用中,铝铜的连接是必由之路。近年来,国内外对于铝铜连接进行了大量的研究,采用了多种连接方法,其中钎焊发展较快,并在实际物,会严重降低接头的性能,因此研究开发基于降低金属间化合物影响的连接工艺及其方法,将会成为今后/焊接研究的重点【。近年来,国内外对铜铝的焊接主要采用熔化焊,压焊及钎焊三种连接方法。研究者从工艺参数制定、焊后结合界面组织、接头使用性能评定等方面对铜铝焊接做了研究。硕十研究生学位论文
铜与铝熔焊时,由于两种金属性能不同乇鹗侨鄣阆嗖℃,线膨胀系数头。前苏联的里亚博夫介绍采用铜侧开坡口、自动埋弧焊以及非熔化极氩弧焊的方法实现铜铝对接焊接,但焊缝强度和塑性较低。采用预先在铜表面镀覆合金进行焊接,研究表明:降低熔化速度/是避免/金属焊接缺陷的重要措施,/接头熔合区的显微硬度明显偏高,表明熔合区主要由脆性金属间化合物组成。激光焊能严格控制能量输入、焊接热影响区小,并且具有冷却凝固速度大的优点,能够减少脆性金属间化合物的生成,对异种金属材料的焊接十分有利。然而,激光焊接过程中大的温度梯度,易形成较高的残余应力,影铝铜熔焊主要的方法有浮焊和电子束焊。覆捎肁;ぃ熔池不受大气污染,焊接质量较好,阴极雾化作用可有效去除铝铜表面的氧化膜。弧集中形成的高速运动的熔滴和等离子强力冲击加大了熔深,从而大大提高了焊焊和付家J谷燃性贑徊啵A烁纳坪附有阅苄枰T贑徊嘣ざ聘衾层。电子束焊能量特别集中,能量密度特别高,焊缝熔深大、熔宽小,比较适合于铝铜焊接。缺点是接头强度低,由于产生晶间化合物,强度只有母材的%。熔焊过程中,接头中的质量分数一般都在%左右,远远高于不超过%.%的要求,不可避免地产生晶间化合物。接头的静载荷强度随金属间化合物的增加而下降,特别是金属间化合物层处于致密状时尤为严重,因此最好不铜与铝都具有良好的塑性是采用压焊的有利条件。铜铝异种金属