CN107052615A - 铜铝焊接用铝合金焊料 - Google Patents

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曹立兵
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Anhui Huazhong Welding Material Manufacturing Co Ltd
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/28—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 950 degrees C
    • B23K35/286—Al as the principal constituent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract

本发明提出了一种铜铝焊接用铝合金焊料，按照重量百分数计算，包括以下原料制成：MgF23～8％、Ge 5～10％、Zn 20～30％、Ni 1～2％、V 0.05～0.3％与RE 0.02～0.06％，余量为Al。该铜铝焊接用铝合金能够消除过渡金属异质界面，形成连续均匀接头，接头抗弯强度达到母材水平。

Description

铜铝焊接用铝合金焊料
技术领域
本发明属于钎焊材料技术领域，具体涉及一种铜铝焊接用铝合金焊料。
背景技术
铝合金具有比强度高、耐腐蚀等优点在汽车、船舶、石油化工、航空航天等行业得到了广泛应用。铝合金焊接主要是指变形铝合金的焊接，变形铝合金分为不能热处理强化铝合金(即防锈铝)和可热处理强化铝合金，其中不能热处理强化铝合金是用于焊接结构的主要铝合金。
由于铝与铜在物理性能及化学性能存在很大差异，造成其异种金属焊接困难。设计合适的过渡金属材料作为焊料，可解决铜铝直接焊接的困难，达到铜铝焊接目的。中国专利200710122672.X公布了一种用于铜铝异种金属焊接用银镍镁过渡金属材料。该焊料的熔点介于铝、铜之间，焊接时需将铝、铜分别与过渡金属两端进行熔化焊接，最终形成的接头留有过渡金属。该方法虽然能完成铜铝焊接，但熔焊易产生裂纹，接头处存在的过渡金属异质界面导致接头脆性大，抗弯强度降低。专利CN1743118A(200510044627.8)公开了一种焊接铜铝接头的Al-Si-Mg钎料，由于钎料中没有破除氧化膜元素，焊接需在真空中完成，导致焊接效率低，成本高。另外，钎料中Si含量高，接头区存在异质界面，抗弯强度低。
发明内容
本发明提出一种铜铝焊接用铝合金焊料，该铜铝焊接用铝合金能够消除过渡金属异质界面，形成连续均匀接头，接头抗弯强度达到母材水平。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种铜铝焊接用铝合金焊料，按照重量百分数计算，包括以下原料制成：
MgF23～8％、Ge 5～10％、Zn 20～30％、Ni 1～2％、V 0.05～0.3％与RE 0.02～0.06％，余量为Al。
进一步，所述RE为Ce和Nd。
进一步，按照重量百分数计算，包括以下原料制成：
MgF24～7％、Ge 6～10％、Zn 22～30％、Ni 1～2％、V 0.1～0.26％与RE 0.02～0.06％，余量为Al。
进一步，按照重量百分数计算，包括以下原料制成：
MgF25％、Ge 8％、Zn 26％、Ni 1.5％、V 0.22％与RE 0.04％，余量为Al。
进一步，按照重量百分数计算，包括以下原料制成：
MgF28％、Ge 5％、Zn 28％、Ni 1％、V 0.05％与RE 0.02％，余量为Al。
一种铜铝焊接用铝合金焊料的制备方法，包括以下步骤：
1)按上述配比配置原料，喷粉、混合，送入冶炼炉进行冶炼；
2)冷却、静压成型；3)挤压；4)拉丝；5)切断。
本发明的有益效果：
1、本发明的铝合金焊料采用与被焊接金属相同的基体元素，减小了铜铝焊接时的成分和组织的不连续，消除了异质界面。焊料中添加MgF2、Ge与V一方面可以防止Zn被氧化，又解决了单纯添加Mg带来易被氧化的问题。Zn-Al系钎料的熔点都在370～450℃之间，焊接温度可以控制在550℃以下，但是这些钎料需要使用钎剂或大压力或者超声波辅助下进行焊接，这就对设备的要求很高，增加焊接工序或者焊接成本。而本发明无需添加钎剂即可进行焊接，熔化温度范围为490～530℃。
2、本发明的铝合金焊料可完成铝与铜异种金属焊接，接头区成分与组织连续均匀，无异质界面，接头抗弯强度达到母材水平，弯曲180°不断。
具体实施方式
实施例1
一种铜铝焊接用铝合金焊料，按照重量百分数计算，包括以下原料制成：
MgF2 5％、Ge 8％、Zn 26％、Ni 1.5％、V 0.22％、Ce0.02％和Nd 0.02％，余量为Al。
制备方法，包括以下步骤：
1)按上述配比配置原料，喷粉、混合，送入冶炼炉进行冶炼；
2)冷却、静压成型；3)挤压；4)拉丝；5)切断。
实施例2
一种铜铝焊接用铝合金焊料，按照重量百分数计算，包括以下原料制成：
MgF2 8％、Ge 5％、Zn 28％、Ni 1％、V 0.05％、Ce0.01％和Nd 0.01％，余量为Al。
制备方法，包括以下步骤：
1)按上述配比配置原料，喷粉、混合，送入冶炼炉进行冶炼；
2)冷却、静压成型；3)挤压；4)拉丝；5)切断。
实施例3
一种铜铝焊接用铝合金焊料，按照重量百分数计算，包括以下原料制成：
MgF2 3％、Ge10％、Zn 24％、Ni 2％、V 0.3％、Ce0.01％和Nd 0.05％，余量为Al。
制备方法，包括以下步骤：
1)按上述配比配置原料，喷粉、混合，送入冶炼炉进行冶炼；
2)冷却、静压成型；3)挤压；4)拉丝；5)切断。
实施例4
一种铜铝焊接用铝合金焊料，按照重量百分数计算，包括以下原料制成：
MgF2 6％、Ge 8％、Zn 30％、Ni 1％、V 0.05％、Ce0.03％和Nd 0.01％，余量为Al。
制备方法，包括以下步骤：
1)按上述配比配置原料，喷粉、混合，送入冶炼炉进行冶炼；
2)冷却、静压成型；3)挤压；4)拉丝；5)切断。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种铜铝焊接用铝合金焊料，其特征在于，按照重量百分数计算，包括以下原料制成：
MgF2 3～8％、Ge 5～10％、Zn 20～30％、Ni 1～2％、V 0.05～0.3％与RE0.02～0.06％，余量为Al。
2.根据权利要求1所述的铜铝焊接用铝合金焊料，其特征在于，所述RE为Ce和Nd。
3.根据权利要求1或2所述的铜铝焊接用铝合金焊料，其特征在于，按照重量百分数计算，包括以下原料制成：
MgF24～7％、Ge 6～10％、Zn 22～30％、Ni 1～2％、V 0.1～0.26％与RE0.02～0.06％，余量为Al。
4.根据权利要求3所述的铜铝焊接用铝合金焊料，其特征在于，按照重量百分数计算，包括以下原料制成：
MgF25％、Ge 8％、Zn 26％、Ni 1.5％、V 0.22％与RE 0.04％，余量为Al。
5.根据权利要求1所述的铜铝焊接用铝合金焊料，其特征在于，按照重量百分数计算，包括以下原料制成：
MgF28％、Ge 5％、Zn 28％、Ni 1％、V 0.05％与RE 0.02％，余量为Al。
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