钎焊工艺及接头性能分析介绍

Dunford等人以铜为钎料对8090铝锂合金进行了钎焊试验^[100]。首先对母材连接表面进行了溅射处理，并镀1μm厚铜层；然后在两连接面之间夹8μm厚的铜箔（总的钎料厚度为10μm）在真空中进行钎焊。钎焊规范为560℃×4h×0.75MPa，所得钎焊接头的室温抗剪强度为190MPa，室温撕裂强度为12kN/m，530℃撕裂强度为2.2kN/m。

Ridley等以锌为钎料钎焊了8090铝锂合金^[101]。采用蒸发沉积方法将锌镀在8090合金连接表面上，镀锌前母材采用了两种不同的表面清理方法：一是化学清洗，即在加热的10%NaOH水溶液中碱洗后再在质量分数为30%的HNO₃水溶液中酸洗；另一方法是氩离子束溅射10min。母材表面镀锌层厚度为3μm（总的钎料厚度为6μm）。钎焊在空气中进行，规范为515℃×2.5h×3MPa，所得到钎焊接头性能因表面清理方法不同而异。经化学清洗后，镀锌试样钎焊接头抗剪强度平均值为164MPa，最高值为185MPa；经离子束溅射清理后，镀锌试样钎焊接头抗剪强度平均值为189MPa，最高值为216MPa。可见离子束溅射清理方法优于化学清洗方法。

Ricks等人将Zn-1%Cu合金辊轧包覆在8090铝锂合金表面对其进行了钎焊^[102]。Zn-1%Cu包层厚度为母材板材总厚度的0.5%和1%。对包覆表面进行低压吹砂并化学清洗后，在空气中进行钎焊，规范为（500～540）℃×60min×（4～5）MPa。钎焊接头室温抗剪强度为100～160MPa，515℃撕裂强度大于4.5kN/m。

Winkler等人采用了较复杂的多层钎料对8090铝锂合金进行钎焊^[103]，其钎料主要组成为质量分数为7%Si的铝合金AA4343与电镀铜层。钎焊时遇到的一个问题是，钎料中的元素向母材中的扩散缓慢，会导致在接合界面与晶界处形成粗大的金属间化合物沉淀相。为了克服这一问题，在母材与液相钎料之间应加一较高纯度的铝合金作为中介层，它既可使铜和硅能快速扩散离开连接界面，又不会对接头最终性能产生不利影响。为此选用低镁含量的铝合金AA1050作中介层。AA1050辊轧包覆在8090合金表面，AA1050表面再辊轧包覆一层AA4343合金，然后在AA4343合金表面电镀一薄层铜。为了防止铜在加热过程中氧化，再在铜表面电镀1μm的银层。因此最终的多层钎料为：250μm厚的AA1050+30μm厚的AA4343+Cu+1μm厚的Ag，在大气中采用规范（525～550）℃×（0.5～1）h×（1～2）MPa对AA8090合金进行了钎焊，接头抗剪强度为170～190MPa，520℃下撕裂强度为5～6kN/m。(www.xing528.com)

孙德超采用Zn-20Al-15Cu、Zn-20Al-15Cu+0.5RE、Al-28Cu-6Si和HL401+0.5RE四种钎料进行了1420铝锂合金的钎焊试验。其中RE为混合稀土，具体成分为：w（Ce）=35%，w（La）=30%，w（Nd）=21%，w（Pr）=7.8%，w（Sm）=0.3%，w（Y）=0.3%。配用的钎剂为铝用硬钎剂φ5，其成分为w（LiCl）=38%，w（KCl）=45%，w（NaF）=10%，w（SnCl₂）=3%，w（CdCl₂）=4%。采用上述四种钎料钎焊1420铝锂合金接头的抗剪强度见表18-37。可见，Al-Cu-Si钎料钎焊接头强度及耐海水腐蚀性能均较Zn-Al-Cu钎料钎焊接头好；钎料中添加微量稀土元素，可使钎焊接头强度提高10%～15%，同时还使接头的耐蚀性提高^[104]。

表18-37 1420铝锂合金钎焊接头的抗剪强度^[104] Table 18-37 Shear strength of brazed1420 Al-Li alloy joints^[104]