Page 114 - 机械工程材料2024年第十一期

邱玉洁，等： Al-Si-Cu-Ni钎料成分和钎焊温度对高硅铝合金/可伐合金钎焊接头性能的影响

断裂应变增大，且随着镍含量的增加，断裂应变先
升高后降低，当镍质量分数为2.0%时，箔状钎料的
断裂应变最大，为 30.6×10 − 3 ，此时钎料的韧性最
好。镍易与铝形成Al 3 Ni、Al 3 CuNi、Al 6 Cu 3 Ni等化
合物，减少脆性相Al 2 Cu的生成，因此添加镍后箔状
钎料的韧性提高 ［20］ 。当镍质量分数超过 2.0%时，
含镍的金属间化合物Al 6 Cu 3 Ni和初生硅相会发生部
分聚集，造成内部应力集中 ［21］ ，从而使箔状钎料的
图 4 钎焊接头的抗剪强度随钎料中镍质量分数的变化曲线
韧性下降。
（钎焊温度 580 ℃ ）
2.1.4 焊接性能 Fig. 4 Curve of shear strength of brazed joints vs Ni mass fraction
由图4可见，钎焊温度580 ℃下接头的抗剪强度 in brazing alloy (brazing temperature of 580 ℃)
随钎料中镍含量的增加呈先升高后降低的趋势。使 2.2 钎焊温度对接头组织与性能的影响
用未添加镍（镍质量分数为0） 钎料得到的接头的抗 2.2.1 组 织
剪强度最低，为52.70 MPa，这是由于此时钎料的韧 由图5可以看出：当钎焊温度为560 ℃时，焊缝
性较差，组织中的Al 2 Cu相较多 ［21］ ；随着钎料中镍含 与母材界面明显，该温度下钎焊时钎料活性较低，与
量的增加，镍与铜和铝反应形成Al 3 CuNi,Al 6 Cu 3 Ni 母材相互作用较弱，只有少量的钎料扩散到母材，大
等化合物，减少了Al 2 Cu脆性金属化合物的生成，同 部分钎料仍处于焊缝中；升高温度可以促进元素扩
时钎料的组织更加细化，因此接头的抗剪强度增大； 散 ［22］ ，当钎焊温度为570 ℃时，钎料熔化完全且充分
当钎料中镍质量分数为2.0%时，抗剪强度最高，为 润湿2种母材，焊缝与母材间未见清晰的界面，同时
67.25 MPa，但继续增加钎料中镍质量分数时，钎料组 界面处无孔洞、夹渣等缺陷；继续升高钎焊温度到
织分布不均匀，初生硅相聚集，接头抗剪强度迅速降 580，590 ℃时，钎料元素继续向母材中扩散，母材部
低。综上，当镍质量分数为2.0%时，钎料具有最优 分熔化，母材中的硅元素向焊缝扩散，在焊缝一侧
的熔化特性、显微组织、韧性和焊接性能，因此后续 聚集，对焊缝产生破坏作用，同时焊缝中的脆性相
用镍质量分数为2.0%钎料对高硅铝合金与可伐合金 Al 2 Cu增多，对接头性能产生不利影响 ［23］ ；当钎焊温
进行焊接，研究钎焊温度对接头组织和性能的影响。 度升高到600 ℃时，钎料与母材间的元素扩散加剧，

图 5 不同钎焊温度下接头的显微组织
Fig. 5 Microstructures of joints under different brazing temperatures
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