超声诱导瞬间液相焊焊接以Ag-28Cu为中间层的过共晶Al-Si合金

• 作者: 付玉 何朝成 王谦 闫久春 陈胜勇 韩俭
• 来源期刊: 机械工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 超声 Al-Si Si颗粒 固溶体 三元共晶 剪切强度
• 年，卷（期）: 2020,（8）
• 所属期刊栏目: 轻质材料焊接与连接
• 页码范围: 107-112
• 页数: 6页
• 分类号: TG456
• 语种: 中文
• DOI: 10.3901/JME.2020.08.107

摘要

在大气环境中,应用超声诱导瞬间液相焊的方法,焊接以Ag-28Cu为中间层的Al-50Si合金.研究了超声振动时间、焊接温度对接头微观结构演变和Si颗粒迁移的影响.分析了Si颗粒增强的完全固溶体接头的快速形成过程.阐述了剪切强度与超声振动时间和接头组织之间的关系.在520℃焊接温度下,超声振动仅3 s,接头发生了界面冶金结合.超声振动15 s时,获得了Si颗粒增强的完全固溶体接头.焊接温度对Ag、 Cu和Al之间的相互扩散产生影响.随着温度的增加,原子扩散加快.由于超声在固-液体介质中的效应,使得基体金属与中间层表面的氧化膜得到快速破除,基体金属与中间层产生元素扩散.当扩散达到一定浓度时,基体金属与中间层发生冶金反应,形成Al-Ag-Cu三元共晶液相,并且Si颗粒迁移进三元共晶液相中.随着超声振动时间延长,在超声振动、压力作用下,三元共晶合金减少,直至完全消失,剩余的Al (Ag,Cu)固溶体保留在焊缝中,焊缝闭合,获得了Si颗粒增强的完全固溶体接头.Si颗粒的迁移和三元共晶合金的挤出影响接头的剪切强度.剪切强度随超声振动时间的延长而增加.超声振动15 s的剪切试样,其断裂发生在基体金属侧,属于韧性断裂,接头剪切强度最高,达到约123 MPa.