【钎焊知识】铝及铝合金感应钎焊工艺知识-钎焊技术在线
一、材料牌号和与感应钎焊相关的性能
1.常用铝合金的牌号
表1 常用铝合金的牌号、性能和钎焊性
合金代号
特征合金元素
固-液相线
℃
钎焊性
合金状态
AA
GB
1050
L3
99.5Al
646~657
A
O
1060
L2
99.6Al
646~657
A
O
1100
L6
99.00Al-0.12Cu
643~657
A
O
1145
99.45Al
646~657
A
O
1199
L03
99.9Al
660
A
O
1350
99.5Al
646~657
A
O
2011
5.5Cu-0.4Pb-0.4Bi
541~68
D
T3
2014
LD10
4.4Cu-0.8Si-0.8Mn-0.5Mg
507~638
D
O
2017
LY8,LY11
4.2Cu-0.6Mg-0.6Mn-0.5Si
513~641
D
O
2018
LD9
4.0Cu-2.0Ni-0.8Si-0.6Mg
507~638
B
20
4.5Cu-1.5Li-0.5Mn-0.2Cd
D
O
2024
LY9,LY12
4.4Cu-1.5Mg-0.6Mn
502~638
D
O
2036
2.6Cu-0.45Mg-0.25Mn
554~649
D
T4
2090
2.7Cu-2.2Li-0.12Zr-0.25Mg
560~650
D
2091
2.1Cu-2.0Li-0.1Zr-1.0Mg
555~650
D
2117
LY1
2.6Cu-0.8Si-0.3Mg
555~650
D
O
2124
4.4Cu-1.5Mg-0.6Mn
502~638
D
T851
2218
4.0Cu-2.0Ni-1.5Mg
532~635
T61
2219
LY16
6.3Cu-0.3Mn-0.18Zr-0.1V-0.06Ti
543~643
D
O
2618
LD7,LD8
2.3Cu-1.6Mg-1.1Fe-1.0Ni-0.18Si-0.07Ti
549~638
D
T61
3003
LF21
0.12Cu-1.2Mn
643~654
A
O
3004
1.2Mg-1.0Mg
629~654
B
O
3005
1.3Mn-0.6Si-0.4Mg-0.3Cu
A
O
3010
0.5Mn-0.2Cr
A
3105
0.55Mn-0.5Mg
638~657
B
O
4002
4.0Si-1.1Cd-0.1Mg
575~638
D
4004
10.0Si-1.5Mg-0.2Cu-0.2Zn
590~583
NA
4032
12.2Si-1.0Mg-0.9Cu-0.9Ni
532~571
D
T6
4043
LC1
5.2Si-0.3Cu
575~630
NA
4047
12.0Si-0.3Cu-0.2Zn-0.1Mg
574~576
D
4343
7.5Si-0.2Cu-0.2Zn-0.1Mn
570~610
D
4643
4.1Si-1.1Cu-0.2Mg-0.1Ti
530~632
D
5005
0.8Mg
632~652
B
5050
1.4Mg
627~652
B
O
5052
LF2
2.5Mg-0.25Cr
607~649
C
O
5056
LF5,LF10
5.0Mg-0.1Mn-0.1Cr
568~638
D
O
5083
LF4
4.4Mg-0.7Mn-0.15Cr
574~638
D
O
5086
4.0Mg-0.4Mn-0.15Cr
585~640
D
O
5154
LF3
3.5Mg-0.25Cr
593~643
D
O
5182
4.0Mg-0.35Mn
577~638
D
O
5252
2.5Mg
607~649
A
H25
5254
LF3
3.5Mg-0.25Cr
593~643
D
0
5356
5.0Mg-0.12Mn-0.12Cr
475~638
NA
5454
2.7Mg-0.8Mn-0.12Cr
602~646
D
O
5456
LF5
5.1Mg-0.8Mn-0.12Cr
577~638
D
O
5457
1.0Mg-0.30Mn
629~654
B
O
5652
2.5Mg-0.25Cr
607~649
C
O
5657
0.8Mg
638~657
B
H25
6005
0.8Si-0.5Mg
607~654
A
T1
6009
0.8Si-0.6Mg-0.5Mn-0.35Cu
560~650
A
T4
6010
1.0Si-0.8Mg-0.5Mn-0.35Cu
585~649
A
T4
6061
LD30,LD2
1.0Mn-0.6Si-0.30Cu-0.20Cr
582~652
A
O
6063
LD31
0.7Mg-0.4Si
615~655
A
O
6066
1.4Si-1.1Mg-1.0Cu-0.8Mn
563~648
D
O
6070
1.4Si-0.8Mg-0.7Mn-0.3Cu
566~649
B
O
6101
LD1
0.6Mg-0.5Si
621~654
A
T6
6151
0.96Si-0.6Mg-0.25Cr
588~649
A
T6
6201
0.7Si-0.8Mg
607~654
A
T6
6262
1.0Mg-0.6Si-0.30Cu-0.09Cr-0.6Pb-0.6Bi
582~652
A
T9
6351
LD5
1.0Si-0.6Mg-0.6Mn
555~650
A
T4
6463
0.4Si-0.7Mg
621~654
A
T1
7001
LC6
8.1Zn-2.8Mg-2.5Cu-0.4Mn
D
DO
7004
4.5Zn-1.5Mg-0.4Mn
B
O
7005
4.2Zn-1.4Mg-0.5Mn-0.1Cr-0.1Zr-0.03Ti
604~643
B
O
7007
6.5Zn-1.8Mg
477~627
T9
7049
7.6Zn-2.5Mg-1.5Cu-0.15Cr
477~627
B
T73
7050
6.2Zn-2.3Mg-2.3Cu-0.12Zr
456~635
D
T736
7072
1.0Zn
641~657
A
O
7075
LC4
5.6Zn-2.5Mg-1.6Cu-0.23Cr-0.4Si
477~635
B
O
7076
LC5
7.5Zn-1.6Mg-0.6Cu-0.5Mn
T9
7175
5.6Zn-2.5Mg-1.6Cu-0.23Cr-0.15Si
477~635
D
O
7178
6.8Zn-2.7Mg-2.0Cu-0.3Cr
477~629
D
T6
7475
5.7Zn-2.3Mg-1.5Cu-0.22Cr
477~635
D
T6
8001
0.6Fe-0.1Cu-0.008Li
8007
1.6Fe-1.3Zn-0.7Mn
8020
0.3Bi-0.2Sn-0.05V
8081
20.0Sn-1.0Cu-0.7Si
8090
2.45Li-1.3Cu-0.9Mg-0.12Zr
600~655
T81
8176
0.7Fe-0.1Zn-0.03Ga
645~655
8280
6.3Sn-1.5Si-0.5Ni
2.与感应钎焊相关的性能
表2铝与钎焊相关的理化性能
理化性能
高纯度铝（99.996%）
普通纯铝（99.5%）
原子序数
13
-
原子量
26.97
-
20℃时晶格常数（面心立方晶格）/mm
0.40413
0.404
密度（20℃）
2.689
2.7
密度（700℃）
-
2.373
熔点（℃）
660.2
655
沸点（℃）
2060
-
线膨胀系数20-100℃（10-6/℃）
24.58
23.5
线膨胀系数100-300℃（10-6/℃）
25.45
25.6
凝固收缩（体积）%
-
6.6
比热100℃/J.g-1
0.9305
0.9601
传热铝25℃（w/cm℃)
-
2.215
电导率（对标准铜）%
64.94
60（退火材料）
比阻抗25℃/μ?.cm
2.6548
2.922
阻抗的温度系数（10-3/℃）
4.2
4.0
反射率λ=250nm(%)
-
87
反射率λ=500nm(%)
-
90
反射率λ=2000nm(%)
-
97
二、钎焊性能分析
影响各铝及铝合金钎焊性能主要因素如下：
1.表面形成氧化物的稳定性
基体表面形成氧化物越稳定，结构越复杂，越难去除，那么钎焊基体的钎焊性能越差。铝及铝合金与其它金属相比，钎焊性较差赢海庄园，主要为铝对氧的亲和力极强，表面极易生成致密且化学稳定、熔点很高（~2050℃）的氧化铝膜，室温时厚度大约50A左右，在500-600℃的钎焊温度下，膜厚度剧增值1000-2000A，氧化铝会严重阻碍钎料和母材的润湿和结合。
2.对各种气体或元素的敏感性，是否存在如氢脆、磷脆和硫脆等倾向
金属基体是否与其他物质（如氢、硫和磷等）元素脆化的倾向。
3.是否易形成脆性合金化钎焊接头
如基体金属存在强烈的合金化倾向，往往会增大基体金属的钎焊难度，降低钎焊性能。
4.金属中元素的挥发程度或蒸汽压的高低
对炉中或真空钎焊，含蒸汽压较高的金属或元素（如纯铜、锌、镉和镁等）的铝合金，钎焊性较差，往往需特殊措施方能进行钎焊，否则会对焊缝或设造成严重影响。
5.钎焊加热过程对材料性能的影响
如热处理强化的铝合金在钎焊时，将发生过时效和退火等软化现象，其钎焊性能较差。
6.镁和硅的含量
镁含量低于1.5%时，钎焊性能较好，高于此值，铝与镁的氧化膜增多，越、难去除，钎焊性能变差；当镁含量超过2.5%时，就不推荐采用钎焊方法来连接。硅含量增加时，钎料的铺展性变差，钎焊变差。
7.熔点及过烧温度
铝及铝合金熔点较低浙大夜惊魂 ，与钎料固液相线较为接近，在钎料液相线温度附
近极易过烧，钎焊性能差。如硬铝加热温度超过505时，即发生过烧；超硬铝在470℃时就发生过烧。该类铝合金的钎焊性能极差，该类合金有硬铝、超硬铝和LD6。
图1 各铝合金的过烧温度
8.氧化膜的厚度
工件表面氧化铝的厚度越好螺旋地带，钎料的流动性越差，钎料的铺展和填充能力越差，钎焊性能越差海都快印。真空钎焊时，当表面氧化物厚度超过300A，将严重影响钎料在工件表面的铺展和流动，会出现钎缝连续分隔现象。
三、可选用钎料和钎剂
1.铝及铝合金感应钎焊时可选用的钎料
1)铝及铝合金钎焊用钎料选用原则
? 能润湿铝及铝合金，并能与之形成牢固、优质的结合；
威尼斯之女 ? 熔点要低于铝及铝合金，具有合适的熔点和流动性能甘露岩寺，可借助毛细管作用流动填充焊接间隙；
? 成分应该有足够的均匀性和稳定性，在钎焊条件下不会因液化而离析；
? 不含强烈挥发性元素；
? 根据需要，能狗产生或避免与铝及铝合金的相互组作用（如能耐避免溶蚀）；
? 钎料钎焊后形成的接头满足工作使用要求（如满足强度和耐腐蚀性等）；
? 钎料不含毒性物质，对操作人员及设备带来危害；
? 母材及钎料电极电位不能相差过大，否则钎焊接头会出现电化学腐蚀。
2)铝及铝合金常用钎料
表3 铝及铝合金常用钎料
名称
牌号
熔化温度℃
钎焊温度℃
铝硅钎料
BAl88Si
BAl90Si
BAl92Si
577~582
577
570~590
595~605
590~6105
95~615
铝硅铜钎料
BAl63CuSi
BAl86SiCu
525~535
521~585
550~590
590~615
铝硅镁钎料
BAl85SiMg
BAl87SiMg
BAl90SiMg
559~579
559~591
559~607
582~604
598~604
599~621
铝硅锢钎料
BAlSiIn
580~590
595~605
铝硅锗钎料
BAl55SiGe
545~590
595~610
铝硅镁铋钎料
BAl89SiMgBi
559~602
600~615
2.铝及铝合金感应钎焊时可选用的钎剂
1）铝及铝合金常用硬钎剂常用的型号
表4 铝及铝合金常用钎料的配方剂应用
序号
钎剂代号
钎剂组成（质量分数）%
熔化温度
特殊应用
1
QJ201
H701LiCl(32).KCl(50),NaF(10)细细的蓝线,ZnCl2(8)
≈460
2
QJ202
LiCl(42).KCl(28),NaF(6),ZnCl2(24)
≈440
3
211
LiCl(14).KCl(47),NaCl(27),AlF3(5),CaCl2(4),ZnCl2(3)
≈550
4
YJ17
LiCl(41).KCl(51)大红浙醋,KF(3.7),lF3(4.3)
≈370
浸渍钎焊
5
H701
LiCl(12).KCl(46),NaCl(26),KF-AlF3(10),CdCl2(4.7),ZnCl2(1.3)
≈500
6
Φ3
NaCl(38).KCl(47)念亲恩简谱,NaF(10),SnCl2(5)
7
Φ5
LiCl(38).KCl(45),NaF(10)一笑千秋,CdCl2(4),SnCl2(3)
≈390
8
Φ124
LiCl(23).NaCl(22),KCl(41),NaF(6)吴亦凡草粉,ZnCl2(8)
9
ΦB3X
LiCl(36),KCl(40),NaF(8),ZnCl2(16)
≈380
10
LiCl(33~36),KCl(40~50),KF(9~13),ZnF2(3),CdCl2(1~6),PdCl2(1~2)
11
LiCl(80)机械重生,KCl(14),K2ZrF6(6)
≈560
长时间加热稳定
12
ZnCl2(20~40),CuCl
≈300
反应钎剂
13
LiCl(30~40).NaCl(8~12),KF(4~6),AlF3(4~6),SiO2(0.5~5)
≈560
表面生成Al-Si层
14
129A
LiCl(11.8).NaCl(33.0),KCl(49.5)上网包月,LiF(1.9),ZnCl2(1.6),CdCl2(2.2)
≈550
15
1291A
LiCl(18.6).NaCl(24.8),KCl(45.1)郭竞坤 ,LiF(4.4),ZnCl2(3.0),CdCl2(4.1)
≈560
16
1291X
LiCl(11.2).NaCl(31.1),KCl(46.2),LiF(4.4),ZnCl2(3.0),CdCl2(4.1)
≈570
17
171B
LiCl(24.2).NaCl(22.1),KCl(48.7),LiF(2.0)嘎达梅林简谱,TiCl(3)
490
用于含镁量高的LY12和LF2铝合金
18
1712B
LiCl(23.2).NaCl(21.3)阿史那沙苾,KCl(46.9),LiF(2.8),TiCl(2.2)以太会,ZnCl2(1.6),CdCl2(2.0)
485
19
5522M
CaCl2(33.1）.NaCl(16),KCl(39.4),LiF(4.4),ZnCl2(3.0),CdCl2(4.1)
≈570
少吸湿
20
5572P
SrCl2(28.3),LiCl(60.2),LiF(4.4),ZnCl2(3.0),CdCl2(4.1)
524
21
1310P
LiCl(41.0).KCl(50.0),ZnCl2(3.0),
CdCl2(1.5)，LiF(1.4),NaF(0.4),
KF(2.7)
350
中温铝钎剂
22
1320P
LiCl(50).KCl(40),ZnCl2(3),
SnCl2(3)
360
适用Zn-Al钎料
2)铝及铝合金钎剂的组成及各组元的作用
铝合金硬钎剂通常由造渣覆盖剂、去膜剂和反应型界面活性剂组成，各组元常用成分及作用见下：
表5 铝合金硬钎剂常用组元成分及作用
组元
类型
组元名称及分子式
理化性能
造渣覆盖剂作用及组成
密度
g/cm3
熔点
℃
沸点
/℃
造渣
覆盖
剂
氯化钾
（KCl）
1.99
768
1415
造渣覆盖剂通常为碱金属和碱土金属的氯化物的混合盐组成，如氯化钾和氯化锂等，由氯化钾、氯化钠和氯化锂组成的混合盐具有较低粘度。
造渣覆盖剂在钎剂中的作用为：
1.使钎剂具有需要的熔点；
2.作为钎剂及其它组分及产物的溶剂；
3.形成液膜，隔绝空气，防止金属表面再氧化。
氯化锂
（LiCl）
2.07
614
1382
氯化钠
（NaCl）
2.16
800
1440
氯化钡
（BaCl2）
3.86
960
1560
氯化钙
（CaCl2）
2.15
772
>
1660
反应
型界
面活
性剂
氟化锌（ZnCl2）
2.91
262
732
铝用钎剂中的反应型界面活性剂通常为重金属的氯化物，如氟化锌、氟化镉和氯化亚锡等。
反应型界面活性剂在钎剂中的作用为：加速氯化膜的清除并改善钎料的铺展性和流动性集邮女。
氟化镉（CdCl2）
4.05
568
964
氟化亚锡（SnCl2）
/
247
603
去膜
剂
氟化钾（KF）
2.48
857
1505
铝用钎剂中的去膜剂通常由氟化物或铬氟化物，如氟化钠、氟化钙等组成。由氯化钾、氯化钠和氯化锂组成的混合盐具有较低粘度。
去膜剂在钎剂中的作用为：去除铝合金表面的氧化物。
氟化锂（LiF）
2.3
842
1676
氟化钠（NaF）
2.79
955
1700
氟化铝（AlF3）
/
1290
1291升华
四、感应钎焊工艺卡
铝合金典型感应钎焊工艺卡见下：
表6 铝合金典型感应钎焊工艺卡
工序名称
推荐钎焊工艺
工艺流程
清洗—烘干—加钎剂—装配—钎焊—冷却—焊后处理—检验
总体钎焊要求
1.焊前零件必须清洗全椒人论坛，将表面氧化膜及杂质等彻底清除。清洗后零件务必谨慎储存，保持清洁，要求在清洗后12h内完成感应钎焊;
2.感应钎焊时必须添加钎剂，且钎剂用量及位置必须确保受控;
3.铝合金钎焊后，钎焊接头必须彻底清洗，以去除钎剂及残留物。清洗方法参见第九章 感应钎焊用钎剂 第六部分“残余钎剂的去除”部分内容。
4.设计制作感应器时，为获得均匀和缓慢的加热，感应器与金属间的间距较其它金属大，通常选定为5~7mm；
5.感应钎焊时，升温速度要适当慢些导管无罪，以确保加热均匀，并防止温度升高过快导致基体金属过烧；
6.因铝合金基体金属的熔点与钎料的熔点较为接近，铝合金的感应钎焊对加热温度的精度和控制精度要求极高，因此在钎焊时，最好增加测温仪，对钎焊温度进行定量监控和测量，防止温度过高。
7.感应器设计时，感应器内部形状应与待加热钎焊工件焊缝的外形相适应。感应器工件的设计制作方法等参见第五章“感应钎焊用感应器的设计与制作”部分内容。
推荐间隙
搭接量＜6.4mm：0.05-0.20mm；搭接量≥6.4mm：0.20-0.25mm。
焊前处理
1.对于薄零件，不能进行化学浸渍清洗，采用溶剂蒸汽脱脂方式清洗。
2.对于厚零件，需进行化学清洗，清除表面氧化膜、油污和杂质等。清洗工艺如下：
脱脂（用其溶剂或蒸汽形式）——浸渍【10%(体积）硝酸加0.25%(体积）氢氟酸—不加温—浸5min）】——冲洗（冷水或热水）——干燥（烘干）
3.预先放置钎料。如丝状钎料、薄片钎料和焊环等焊前也需进行浸渍清洗，清除表面氧化物及油污等，清洗工艺与铝母材相同或同步进行清洗。
钎剂及保护气体
钎剂牌号：参见前述钎剂选用部分内容。
铝合金的感应钎焊钎剂的添加主要采用带药芯钎料、涂刷、喷刷和浸渍的方式添加钎剂。钎剂添加需注意如下几个方面：
1.采用粉末钎料调配液态的钎剂时，需采用去离子水、蒸馏水和酒精进行混合。
2.钎剂添加量和添加位置一定要定量受控。
3.钎剂添加完成后，务必对容器及管道及时清洗，防止腐蚀。
4.铝合金感应钎焊时无需气体保护钎剂，吴锡豪可在空气中钎焊彭家声 。
钎料及
添加
选用钎料：铝合金感应钎焊用钎料参见前述钎料选用部分内容。
钎料形态：铝合金感应钎焊用钎料主要采用膏状、药芯或药皮焊环、圆盘焊丝、薄片条钎料、钎料复合板和钎料复合管添加。
钎料添加：
1.膏状、焊环、薄片钎料、钎料复合板和钎料复合管等以预置形式添加；
2.膏状可采用边钎焊，自动点膏方式进行添加；
3.圆盘焊丝钎料也可采用边钎焊，采用自动送丝方式进行添加。
焊后处理
焊后必须清洗，彻底清除残余的腐蚀性钎剂，防止腐蚀接头。
焊后检验
1.外观全检。检查是否有虚焊、未熔合、裂纹、气孔和夹渣等缺陷。
2.对于承压和密封性焊缝，进行耐压泄漏和真空检漏检查。
其他
1.推荐使用不锈钢、特种合金钢作为夹具和固定装置的制作材料。
2.焊后禁止用金属丝或砂轮打磨焊缝。
3.本钎焊工艺卡可作为制定金属总体钎焊工艺方案的依据。因影响金属钎焊工艺稳定性和质量的因素甚多，在实际应用场合各金属的最终钎焊工艺（如钎焊参数和操作方法等）需结合实际情况进行反复工艺验证确定。
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