本课题采用85Zn-15Al钎料钎焊3003铝合金/H62黄铜异种金属搭接接头，研究了钎料的显微组织和铺展性能，以及焊接接头的显微组织和力学性能。铺展性实验表明温度越高钎料铺展面积就越大，且在3003铝合金上的铺展性能优于在H62黄铜的铺展性能，530℃情况下，其铺展面积分别为250.27mm2和33.72mm2。对焊接接头的研究表明，3003铝合金和H62黄铜搭接接头在外力拉伸的作用下接头强度达到72.07MPa，其断裂位置均在焊缝与黄铜的接触面，该位置有一薄薄的金属间化合物层；焊缝间组织主要由粗枝状的共析组织组成，其成分大多为锌基固溶体和铝基固溶体。关键词 Zn-Al钎料 搭接接头 显微组织 铺展性能 力学性能
目录
1绪论 1
1.1 引言 1
1.2 铜/铝钎焊的应用背景 1
1.3 铝/铜的焊接方法 1
1.3.1 铝/铜异种材料的电阻焊接 1
1.3.2 铝/铜异种金属的摩擦焊接 2
1.3.3 铝/铜异种金属的熔钎焊接 3
1.3.4 铝/铜异种金属的激光焊接 4
1.3.5 铝/铜异种金属的钎焊焊接 4
1.3.6 铝/铜异种金属的超声波焊接 5
1.3.7 铝/铜异种金属的真空扩散焊接 5
2 研究方法及试验过程 6
2.1 研究的技术路线 6
2.2钎料合金的选择与制备 6
2.3 钎料铺展性能测试 8
2.3.1润湿铺展性能的表征 8
2.3.2 钎料润湿铺展性能的研究方法 9
2.4 钎焊接头力学性能测试 10
2.4.1 炉中钎焊 10
2.4.2 焊接接头力学性能测试 11
2.5 钎料合金和钎焊接头的显微组织分析 11
2.5.1 金相试样的制备 11
2.5.2 显微组织分析 12
3 钎料的显微组织 12
4 85Zn15Al钎料的铺展性能 13
4.1 85Zn15Al钎料在3003铝合金试板表面的铺展性能 13
4.2 85Zn15Al钎料在 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: *351916072* 
H62黄铜试板表面的铺展性能 16
5 钎焊接头的力学性能 19
6 85Zn15Al钎料钎焊3003铝合金/H62黄铜的搭接接头显微组织 21
7 85Zn15Al钎料钎焊搭接接头的断口分析 22
结论 24
致谢 25
大学期间所获成果 28
1绪论
引言
3003铝合金是现在市面上应用最广的一种合金，其耐腐蚀性好，导电性能和焊接性能优良且成本低廉，在一些场合中可以起到替代铜的作用。黄铜作为铜合金则是一种导电、导热性能优良，耐腐蚀性和抗有机酸及碱性优异的优质合金，其被广泛应用于机械、汽车、航空航天和军事等领域。由于铜的地质含量较低，其价格昂贵，因此以铝代铜成为了专家学者的重点研究方向，而铜/铝钎焊则是其中一种比较重要的方法。
1.2 铜/铝钎焊的应用背景
作为一种基本金属，铜是世界上使用最广泛和最重要的金属之一。早在3000年前，铜就被人类发现并使用。铜金属具有优良的延展性、导热性、导电性以及很强的耐腐蚀、抗有机酸及碱的特性。铜是中国非常重要的金属资源，在2011年，中国铜消费量为733万吨，2015年，中国铜消费量达到915万吨，增长稳定，年均增长5.70%。 根据中国矿业协会的研究，到 2020 年中国所需的 45 种主要矿产可基本上可以分为四类：可以保证、基本保证、短缺和严重短缺。铜是9种严重短缺的矿物之一[1]。由于铜资源短缺和价格相对高昂的问题，科学家和技术人员们也开始寻求铜的替代品来满足相关行业的需求。铝的电导率和热导率仅次于铜，在某些情况下，它可以替代铜。而铝相较于铜并没有短缺的问题，其在地壳中的含量（质量分数）高达8％，是铜的800倍，且铝的密度远小于铜，以铝代替铜能显著降低零部件的重量。由此不难看出以铝代铜的应用和研究具有着广泛而深远的前景和意义。事实上，在汽车、电子等行业，铝铜复合结构已经取得了实际应用[2]。在以铝代铜的应用中，铝/铜连接必然需要经历的一个关键点[3]。目前工业上一般采用机械连接、焊接等方法进行铝和铜的连接，而本文着重介绍铝/铜连接的焊接方法，阐述了电阻焊、摩擦焊、熔钎焊、钎焊及其他焊接方法的特点和应用。
1.3 铝/铜的焊接方法
1.3.1 铝/铜异种材料的电阻焊接
当电流通过焊件和接触处时会产生电阻热，而电阻焊就是利用这种热源将焊件局部加热，并施加一定的压力来进行焊接的方法。焊接时，不需要金属的填充，这种情况下可以充分发挥生产效率，且不容易使焊件变形，易于实现自动化。电阻焊作为铝铜焊接的较常见方式被科研人员广泛研究。
天津大学的张禹、郭璟等人对铝/黄电阻点焊接头的搭接形式进行了研究，发现在A、B两种不同搭接形式下，铝/铜电阻点焊接头的熔核形状和微观组织具有显著差异，且采用热补偿的方法可以在较低电流水平下实现铝/黄铜的焊接[4]。
中国海洋大学的赵越开发研究了新型铜铝套管挤压电阻焊接技术，无需使用助剂和填充材料，获得的焊接接头内部洁净度高、接头内无缩径且有效区域内不含共晶组织。其焊接的焊缝处于铜管外壁和铝管内壁的接触面上有效解决了铜铝管特别是薄壁铜铝管的焊接难题[5]。
图1.1搭接形式与拉伸试样尺寸
1.3.2 铝/铜异种金属的摩擦焊接
摩擦焊接是指利用焊件之间相互摩擦所生成的摩擦热，使摩擦面受热熔融，经加压并冷却后，即可使其连接在一起的方法。这是因为在两个焊件焊接端面上施加轴向压力后，其接触面相对运动会产生巨大的摩擦力，产生大量热量，当把接触面加热到一定的焊接温度时快速停止运动，并施以一定的顶锻压力，此时这两个焊件金属会有一定的塑性形变，使得两个焊件牢固地连接起来。由于其较高的可靠性，和可操作性，现今业内对铝铜材料的摩擦焊接也有着研究。

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