鎂鋁合金 (Al-5056/Al-5A06) 與不銹鋼擴(kuò)散焊
Publisher: Administrator Date：2022-09-05
在大多數(shù)焊接試驗(yàn)中使用了一種鎂鋁合金，其中鎂含量約為 6 wt.% (Al-5A06) 和耐熱不銹鋼 (1Cr18Ni9Ti)。這些基材的組成在中給出。早期結(jié)果表明，傳統(tǒng)的 316 不銹鋼在與 Al-Mg 合金結(jié)合時(shí)表現(xiàn)出與耐熱不銹鋼 (1Cr18Ni9Ti) 非常相似的性能。
在這項(xiàng)工作中使用的中間層是液態(tài)鎵、純鈦涂層、鈦、銅和鋁箔、鋁 6061 合金板、鋁硅釬焊箔、純鋅和鋅合金箔，以及活性釬焊箔（稱為 Incusil -ABA含有銀、銅、銦和鈦）。使用標(biāo)準(zhǔn)球裝箱方法測(cè)量所有涂層的厚度。
根據(jù)預(yù)期的焊接后演變，焊接直徑在 10 毫米到 25 毫米之間、長(zhǎng)度從 5 毫米到 25 毫米之間的圓盤形樣品。所有樣品的焊接面均使用 600 號(hào)砂紙研磨并在 
丙醇中沖洗，然后將它們裝入擴(kuò)散粘合機(jī)中。使用能夠監(jiān)測(cè)和控制粘合溫度和壓力的專用擴(kuò)散粘合機(jī)在真空 (<0.01 Pa) 中粘合樣品。本工作中使用的真空擴(kuò)散焊接機(jī)。在使用或不使用中間層焊接這些合金時(shí)，使用了寬泛的溫度、壓力和時(shí)間范圍。需要進(jìn)行大量的焊接試驗(yàn)來(lái)開(kāi)發(fā)和優(yōu)化成功的焊接方法。
以前的工作表明，在低于 450 °C 的溫度下將鎂鋁合金和不銹鋼焊接時(shí)，它們之間會(huì)發(fā)生有限的反應(yīng)或不會(huì)發(fā)生反應(yīng)。因此，第一次真空擴(kuò)散焊試驗(yàn)是在 500 °C 和 5 MPa 的恒定壓力下在低于 10 -2 Pa (10 -4 mbar) 的真空中進(jìn)行的。大多數(shù)樣品的加熱速率為每分鐘 60 °C，但在鋁合金熔點(diǎn)附近粘合的樣品除外，這些樣品需要快速加熱和較短的粘合時(shí)間。所有樣品均在爐內(nèi)冷卻，當(dāng)樣品溫度降至 150 °C 或更低時(shí)，對(duì)真空室進(jìn)行排氣。
在 500 °C 下粘合的樣品強(qiáng)度非常低，并且在處理過(guò)程中失效。將焊接溫度提高到 510°C、530°C 和 540°C 并沒(méi)有顯著提高焊接強(qiáng)度。對(duì)斷裂表面的檢查表明兩種合金之間存在非常有限的反應(yīng)。這與之前將 6000 系列鋁與 316 不銹鋼擴(kuò)散焊接的工作結(jié)果形成對(duì)比，后者在如此高的溫度下形成連續(xù)且粘附的金屬間化合物。氧化鎂（一種非常穩(wěn)定的耐火陶瓷）在 Al-Mg 合金表面上的存在似乎起到了防止 Al-Fe 金屬間化合物形成的擴(kuò)散屏障的作用。對(duì)此焊接出來(lái)的整體效果非常好。
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