CN110640345A

CN110640345A - 自钎焊铝合金板材、发热盘、复合锅底和它们的制造方法

Info

Publication number: CN110640345A
Application number: CN201910784615.0A
Authority: CN
Inventors: 周德敬; 周德伟; 许丹
Original assignee: Guangzhou Zhou Zong Metal Products Co Ltd
Current assignee: Guangzhou Zhou Zong Metal Products Co Ltd
Priority date: 2019-08-23
Filing date: 2019-08-23
Publication date: 2020-01-03

Abstract

本发明公开了一种自钎焊铝合金板材、电热水壶发热盘、复合锅底及它们的制造方法。该合金板材包括1.80％～3.35％的硅、主体元素铝和杂质元素。所述自钎焊铝合金板材的制造方法为，将1.80％～3.35％合金元素硅加入到铝液中熔炼形成自钎焊铝合金，该合金经铸造和多道次轧制(或多道次轧制+退火)加工后，形成含一定比例铝硅共晶相的板材。钎焊时，在钎剂和焊缝间隙的毛细作用下，自钎焊铝合金板材表层的共晶相熔化流动，填充焊接面间隙，实现自钎焊过程，从而可以应用于电热水壶发热盘和复合锅底的焊接，免去钎料(铝硅粉末或铝硅焊片)的使用，有效解决现有钎料粉末焊接和焊料片焊接存在工序复杂、焊渣多、工人工作环境差和成本高的问题，便于实现自动化。

Description

自钎焊铝合金板材、发热盘、复合锅底和它们的制造方法

技术领域

本发明主要涉及自钎焊铝合金板材、电热水壶发热盘、复合锅底及它们的制造方法，尤其涉及一种用于电热水壶发热盘和复合锅底钎焊所用的自钎焊铝合金板材。

背景技术

电热水壶、复合底锅等生活电器采用电发热管、电磁作为加热热源，热量通过铝合金底板均匀传热到不锈钢或者铝合金容器内，从而达到加热水和食物的目的。例如电热水壶发热盘钎焊方法是将不锈钢底片、铝合金板与发热管焊接到一起，焊接采用4000系铝合金粉末钎料、铝焊膏或者4000系铝合金钎料片，通过氨分解气体保护钎焊或者高频焊，在助焊剂的作用下，钎料熔化填充焊缝，使不锈钢底片、铝合金板与发热管之间形成冶金钎焊连接。

但是以上的铝合金电发热盘钎焊方法存在以下缺陷：1)焊缝质量不高，导热效果差。由于钎料是粉末颗粒，其表面积大，单位体积的氧化表面积增加，造成钎焊焊接会产生冶金夹渣，钎焊面有大量疏松、气孔存在，且粉末钎料采用撒粉模式，焊接表面沉积不均匀，焊接质量不稳定。焊缝里的疏松、夹渣、气孔导致传热效率较低，消费者使用期间浪费电能，不利于节能减排。2)助焊剂的过量使用不利于铝合金回收，且破坏环境。由于粉末钎料需要大量钎剂包裹粉末钎料，造成钎焊冶金夹渣多，未来回收时，铝合金回收率低；助焊剂的多余残留对环境也有一定破坏，即使采用焊料片作为焊料，也由于焊料片两面均需涂敷助焊剂，钎剂的用量较大，焊渣较多。3)焊接成本高。粉末钎料比表面积大，需要更多的钎剂去除粉末表面氧化皮，钎焊过程吸热大，降低了钎焊速度，焊接成本高。4)工序复杂，工人工作环境差。粉末钎料的撒粉方式极大地恶化工人的工作环境。

因此，有必要提出一种新的发热盘技术，以至少解决上述问题之一。

发明内容

有鉴于上述背景技术的至少一个缺陷，本发明提供了一种自钎焊铝合金板材。

本发明所述的自钎焊铝合金板材包括1.80％～3.35％重量百分比的硅、主体元素铝和杂质元素；所述自钎焊铝合金板材表层铝硅共晶相，在加热和钎剂的作用下，所述铝硅共晶相能够熔化流动，在焊缝的毛细作用下，填充焊接面间隙，实现自钎焊过程。

所述杂质元素包括以重量百分比计的下列元素：铁≤0.80％；其他不可避免的杂质元素总量≤0.15％，其中单个该其他不可避免的杂质元素含量≤0.05％。

所述杂质元素还包括下列元素之一或它们的组合，以重量百分比计：铜≤0.50％；锰≤1.15％；镁≤0.60％；锌≤0.80％；钛≤0.20。

根据本发明的另一方面，还提供一种制造自钎焊铝合金板材的方法，包括如下步骤：将重熔用铝锭和/或99.70品位电解铝液进行熔炼，使得该熔融态的铝液含1.80％～3.35％的硅，并进行精炼、变质、晶粒细化、除气、过滤处理；所述晶粒细化使用细化剂为铝钛硼晶粒细化剂；对所述合金进行铸造和轧制成型。

此外，本发明还提供一种电热水壶发热盘，所述电热水壶发热盘包括介于不锈钢底片和发热管之间起导热作用的铝合金底板，所述铝合金底板由上述自钎焊铝合金板材制成。

在用作所述电热水壶的铝合金底板时，所述自钎焊铝合金板材的厚度≥1.0mm。这个厚度可以保证钎焊后均匀有效导热。

本发明还提供一种制备所述电热水壶发热盘钎焊的方法，包括步骤：采用高频焊或氨分解气体保护连续炉钎焊进行焊接，其中，钎剂涂覆在不锈钢焊接面或发热管焊接面。如此，自钎焊铝合金板不需涂覆钎剂，可保证自钎焊铝合金表面的标识码清晰可见。

本发明还提供一种复合锅底，所述复合锅底包括介于锅身底部和不锈钢底片之间起导热作用的铝合金底板，所述铝合金底板由所述的自钎焊铝合金板材制成。当用在所述锅底中时，所述自钎焊铝合金板材的厚度≥1.0mm。这个厚度可以保证均匀有效导热。

本发明还提供一种制备所述复合锅底的方法，包括步骤：采用高频焊进行焊接，在所述自钎焊铝合金板材的表面涂覆钎剂。

如上所述，本发明的铝合金板可以代替现有的电热水壶或复合锅底中使用的铝合金底板，免去使用钎料的情况下，加热本发明的铝合金板就能实现自钎焊功能。这种焊接方式具有以下优势：

1)可获得高质量焊缝，提高导热效果：由于不使用钎料，而采用铝合金板包含的低熔点共晶相熔化实现自钎焊，冶金夹杂极少，减少了疏松和气孔，即可以获得高质量的焊缝，进而提升传热热率，节省电能。

2)原料易回收，保护环境：不使用粉末钎料的焊接方式，原料使用单一，不存在助焊剂过量使用的情况，后续原料的回收十分简便，对环境有很好的保护作用。

3)节约成本：采用铝合金板熔化即可焊接的方式，免去钎料的使用，钎剂用量少，焊接速度快，大大节约了生产成本。

4)降低对工人的技能要求，改善了工人工作环境：粉末钎料焊接造成了恶劣的工作环境，不使用额外的钎料，仅使铝合金板熔融自钎焊，简化了操作程序，降低了工人的焊接技能要求，易于实现产线的自动化生产，可改善工人的工作环境。

附图说明

下面结合附图说明本发明的具体实施方式。说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。附图中：

图1是本发明的生产自钎焊铝合金板材的工艺流程图。

图2是本发明制得的铝发热管和自钎焊铝合金板材焊接效果展示图。

图3是本发明制得的铝发热管和自钎焊铝合金板材焊接结构界面剖视图和对应的发热管角部焊接区显微组织图。

图4是本发明制得的铝发热管和自钎焊铝合金板材焊接结构共晶区扫描电镜电子图像和共晶区成分图。

图5是本发明制得的铝发热管和自钎焊铝合金板材焊接结构焊接界面电子图像和对应的硅元素面扫描分布图。

图6本发明制得的铝发热管和自钎焊铝合金板材焊接结构界面硅元素线扫描图。

图7本发明制得的不锈钢和自钎焊铝合金板材焊接结构的主视图。

图8是本发明制得的不锈钢和自钎焊铝合金板材焊接结构焊接区的电子图像和对应的扩散区成分图。

图9是本发明制得的不锈钢和自钎焊铝合金板材焊接结构焊接区硅(Si)元素线扫描分布图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本发明的方案以及各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本发明的限制。

自钎焊铝合金板材及制造方法实施例

铝硅元素在合适的配比和一定温度下熔融再结晶可以形成具有共晶相的铝硅合金。该共晶相具有良好的焊接性能，钎焊时(钎焊温度585-605℃)，铝合金表层的共晶相(熔点577℃)，在钎剂和焊缝间隙的毛细作用下，熔化流动填充焊接面缝隙，可形成高质量焊缝，能实现铝合金板材和铝发热管在不使用钎料的情况下的自钎焊过程。

表A为根据铝硅二元合金金相图得知的铝硅合金中硅含量对应的液-固相线温度及共晶相比例表。由表A可知，当硅含量大于1.65％时，铝硅合金存在一定的共晶相，硅含量越高共晶相越多，合金的液相线越低，但是过低的液相线温度会造成铝硅合金主体钎焊时坍塌变形，因此本发明公开的自钎焊铝合金板材中硅元素的含量，既需要保证合金中有一定的共晶相以实现熔化填充焊接面，实现焊接功能，又需要保证钎焊时仅只有合金表层熔化填充焊缝，主体合金形状固定而不会因过高的温度坍塌变形。

表A Al-Si合金中硅含量对应的液-固相线温度及共晶相比例

本发明公开的自钎焊铝合金中，选择硅的重量含量是1.80～3.35％，该合金的组织特点为α相+(α+Si)共晶相，对应的熔化温度是640.0℃～649.6℃，比钎焊温度高35℃以上，因而板材不会全部熔化。577℃时的共晶相比例在1.5～16.9％之间，余下为α相，钎焊时的自钎焊合金为液-固共存状态，靠近表层晶界处的液相可填充焊接缝隙实现冶金连接，此时占比80％以上的α相Al依然为固态，可以起支撑作用，因而自钎焊合金板材形状基本保持不变。

通过将重量含量是1.80～3.35％的硅添加至铝液，经铸造、轧制得到自钎焊铝合金板材。钎焊时，在钎剂和焊缝间隙的毛细作用下，板材表层的共晶相熔化流动填充焊接面缝隙，而基体基本保持其形状，可以比喻为会“发汗”的铝合金，实现了表层自耗钎焊过程。这种低硅的自钎焊铝合金，解决了现有钎料粉末焊接和焊料片焊接存在工序复杂、焊渣多、工人工作环境差和成本高的问题。

图1是本发明的生产自钎焊铝合金板材的工艺流程图，如图1所示，具体包括如下步骤：

A.准备900℃(一般在810～920℃之间)的99.70品位电解铝液14000千克，和铝锭5300千克(铝锭或返回料一般占铝液总重量25～35％)。

B.将原料放入25吨熔炼炉中加热熔化，再加入630千克金属硅搅拌、熔化，温度控制在740-770℃之间，扒渣后取样分析硅含量是2.92％，符合材料设定要求。分析其他额外带入的元素(即杂质元素)的含量，铁(Fe)含量0.18％，其他不可避免杂质元素总量≤0.15％，且单个杂质元素≤0.05％，以上元素含量符合材料设定要求。

C.精炼和后续处理

采用纯氩气(也可以选择纯氮气)向熔体中喷精炼剂精炼，充分搅拌均匀，精炼时间为22分钟(选择范围20～25分钟)，然后静置25分钟(选择范围20～30分钟)，除去铝液表面的浮渣，控制转炉温度为735℃(选择范围730-750℃)，将熔体转入保温炉内。

在保温炉内进行变质处理，铝锶变质剂(锶含量10％)的加入量为熔体质量的0.2％(选择范围0.15～0.25％)，变质时间为18分钟(选择范围15～20分钟)，控制保温炉内温度为710℃(选择范围700～720℃)。通入纯氩气(也可以是纯氮气)精炼，精炼时间为15分钟(选择范围15～20分钟)，静止时间30分钟(选择范围25～40分钟)，再使用扒渣工具将铝液表面浮渣扒出。

将保温炉中的铝液引入流槽中，加入铝钛硼丝进行晶粒细化，然后在除气箱内用纯氩气(也可以选择纯氮气)对铝液进行除气处理，除气后采用泡沫陶瓷过滤片对铝液进行过滤净化处理。

D铸造+冷轧

铝液经前箱流入铸轧机铸轧，铸轧温度680℃(选择范围675～685℃)，铸轧速度800mm/min(选择范围750～1100mm/min)，铸轧厚度7.5mm。将铸轧厚度为7.5mm(选择范围6.0～10.0mm)、宽度为900mm(选择范围600～1700mm)的卷料送入冷轧机冷轧，多道次冷轧至1.5mm(选择范围1.0～6.0mm)的卷材，然后经分切，即得自钎焊铝合金板材成品；或者320℃(选择范围300～350℃)保温3小时(选择范围2～4小时)退火后，分切制得自钎焊铝合金板材成品。

以下是对以上步骤的详细解释：

步骤A和B中，根据铝硅相图，铝硅(Al-11.7％Si)共晶点为577℃，由于本发明硅含量在1.80％～3.35％之间，完全熔融温度为640.0℃～649.6℃，为保证铝硅完全合金化，熔炼温度选用740～770℃。需要说明的是，熔炼合金时的操作全部为本领域技术人员熟知的操作方法，因此无需赘述。此外，还可以使用任何能达到本发明熔炼结果的其他熔炼方法，对此没有特别限定。

步骤B中，在熔融铝液中加入主合金元素硅，保证硅含量在1.80％～3.35％之间，以析出共晶相。其他合金元素属于额外带入的杂质元素，如铝锭或返回料中可能含有杂质元素，所以需要控制各个杂质元素的含量，使得铁(Fe)≤0.80％，铜(Cu)≤0.50％，锰(Mn)≤1.15％，镁(Mg)≤0.60％，锌(Zn)≤0.80％，钛(Ti)≤0.20份，其他杂质元素总量≤0.15％，且单个其他杂质元素≤0.05％。这些杂质元素的存在，可以是一种，也可以是几种共存，甚至可以是全部元素共存，只要其含量不超过上述限定即可。如采用原料为纯铝锭或99.70品位电解铝液，其生产的自钎焊铝合金杂质元素较少。若采用重熔用铝锭添加返回料为原料，其产品的杂质元素则会相应较多，但只要保证在上述范围内即可。之所以对杂质元素的含量设置上限，是因为要确保这些杂质元素的存在不影响最终产品的性能如加工性能、机械性能和/或焊接性能等。加入合金元素硅后，取出样品，分析各个元素含量是否在上述范围内。若不符合则进行成分调整，直至达到以上合金元素要求量。

关于杂质元素的含量限制，其具体原因如下，

铁(Fe)：铝合金中常见的杂质元素，过高的Fe易形成粗大的(AlFeSi)相，因此，在满足使用要求的前提下，Fe的最高含量为0.80％。

铜(Cu)：其虽然有一定的固溶强化效果，高温钎焊时Cu的扩散可提高合金的耐蚀性能，但是Cu成本比Al高，Cu的最高含量为0.50％。

锰(Mn)：其可阻止铝合金的再结晶过程，可提高铝合金的再结晶温度及高温强度，当Mn的含量超过1.15％时，会增加铝合金的电阻而且容易在铸造时形成粗大的Al(Mn,Fe)Si相，损害合金性能。Mn的最高含量为1.15％。

镁(Mg)：当其含量高于0.60％时，易于与所使用的钎剂(例如氟化物)进行反应而降低钎剂的破除氧化铝薄膜的效果，从而影响钎焊质量。Mg的最高含量为0.60％。

锌(Zn)：该元素的加入会产生应力腐蚀开裂倾向，因而应限制它的含量到使得其产生的影响能够接受的程度，锌(Zn)的最高含量为0.80％。

钛(Ti)：当其含量超过0.20％时，容易形成巨大的金属间化合物，降低合金性能。

硅(Si)：硅在铝中的扩散速率极大，硅的加入，会使铝合金具有很好的流动性、很小的收缩率和良好的可焊性。但是，其含量过于高时，会使得合金熔点降低太多，合金钎焊时容易坍塌变形，不适宜自钎焊。本发明硅含量在1.80％～3.35％之间。

步骤C中，对合金熔体精炼、静置、变质处理后，通过加入的铝钛硼丝细化晶粒，再除气、过滤。这些操作全部属于铝合金冶炼行业的常规作业，因此不再赘述。

上述步骤D中，将处理后的合金熔液送入水冷半连续铸造机、铸轧机或者连铸连轧机，制得热轧铸锭(简称热轧法)或冷轧用铸轧卷坯料。热轧铸锭经过铣面-加热-热轧-冷轧-退火-分切(或铣面-加热-热轧-冷轧-退火-冷轧-分切)制得自钎焊铝合金板材。冷轧用铸轧卷坯料经过多道次冷轧-退火-分切(或冷轧-退火-冷轧-分切)制得自钎焊铝合金板材。相对于热轧法，铸轧法和连铸连轧法流程短、工序少、成材率高，因而产品成本更低，本发明优选铸轧法，更优选地采用99.70品位电解铝液合金化处理后直接铸轧，此方法流程短、成本低，可以大幅降低电水壶发热盘或复合锅底的原材料成本。但是，本发明可以使用任何的铸造或轧制技术，选择什么样的轧制技术及如何进行轧制，是铝合金加工领域的常识，此处不再赘述，并且本发明对轧制技术的使用不做任何限定，只要该轧制技术能够制得本发明的自钎焊铝合金板材即可。

按照上述方法制得的自钎焊铝合金板材，其元素含量(重量百分比)如下表1：

表1实施例1所用自钎焊铝合金的化学成分

元素	Si	Fe	Al
				含量/％	2.92	0.18	余量

以上仅为实施例的情况之一，不同的材料选择或添加/带入的合金元素含量会产生各种实施例。如原材料铝锭或返回料的选择，可能会带来不同种杂质元素；添加合金元素硅，百分比在1.80％～3.35％之间；晶粒细化剂的量或处理程序等都会使合金化学成分产生变化。下表2-20是自钎焊铝合金的化学成分表。这些合金经过试验，均可达到自钎焊效果。

下述实施例中所取工艺条件数值均为示例性的，其可取数值范围如前述发明内容中所示。下述实施例所用的检测方法均为本行业常规的检测方法。

表2实施例2所用自钎焊铝合金的化学成分

元素	Si	Fe	Al
				含量/％	3.35	0.16	余量

表3实施例3所用自钎焊铝合金的化学成分

元素	Si	Fe	Al
				含量/％	3.23	0.12	余量

表4实施例4所用自钎焊铝合金的化学成分

元素	Si	Fe	Al
				含量/％	2.78	0.08	余量

表5实施例5所用自钎焊铝合金的化学成分

元素	Si	Fe	Al
				含量/％	2.66	0.20	余量

表6实施例6所用自钎焊铝合金的化学成分

元素	Si	Fe	Al
				含量/％	2.15	0.15	余量

表7实施例7所用自钎焊铝合金的化学成分

元素	Si	Fe	Al
				含量/％	2.08	0.06	余量

表8实施例8所用自钎焊铝合金的化学成分

元素	Si	Fe	Al
				含量/％	1.80	0.10	余量

表9实施例9所用自钎焊铝合金的化学成分

元素

Si

Fe

Cu

Mn

Mg

Zn

Ti

Al

含量/％

3.35

0.80

0.50

1.15

0.60

0.80

0.20

余量

表10实施例10所用自钎焊铝合金的化学成分

元素

Si

Fe

Cu

Mn

Mg

Zn

Ti

Al

含量/％

3.32

0.75

0.45

1.15

0.55

0.65

0.15

余量

表11实施例11所用自钎焊铝合金的化学成分

元素

Si

Fe

Cu

Mn

Mg

Zn

Ti

Al

含量/％

3.20

0.65

0.40

1.05

0.50

0.60

0.10

余量

表12实施例12所用自钎焊铝合金的化学成分

元素

Si

Fe

Cu

Mn

Mg

Zn

Ti

Al

含量/％

3.12

0.55

0.35

0.95

0.45

0.55

0.08

余量

表13实施例13所用自钎焊铝合金的化学成分

表14实施例14所用自钎焊铝合金的化学成分

元素

Si

Fe

Cu

Mn

Mg

Zn

Ti

Al

含量/％

2.65

0.45

0.25

0.65

0.35

0.45

0.06

余量

表15实施例15所用自钎焊铝合金的化学成分

元素

Si

Fe

Cu

Mn

Mg

Zn

Ti

Al

含量/％

2.43

0.40

0.20

0.60

0.30

0.40

0.05

余量

表16实施例16所用自钎焊铝合金的化学成分

元素

Si

Fe

Cu

Mn

Mg

Zn

Ti

Al

含量/％

2.21

0.35

0.15

0.45

0.25

0.35

0.05

余量

表17实施例17所用自钎焊铝合金的化学成分

元素

Si

Fe

Cu

Mn

Mg

Zn

Ti

Al

含量/％

2.05

0.30

0.12

0.30

0.20

0.30

0.05

余量

表18实施例18所用自钎焊铝合金的化学成分

元素

Si

Fe

Cu

Mn

Mg

Zn

Ti

Al

含量/％

1.93

0.15

0.08

0.15

0.12

0.15

0.04

余量

表19实施例19所用自钎焊铝合金的化学成分

元素

Si

Fe

Cu

Mn

Mg

Zn

Ti

Al

含量/％

1.85

0.06

0.08

0.05

0.03

0.05

余量

表20实施例20所用自钎焊铝合金的化学成分

元素

Si

Fe

Cu

Mn

Mg

Zn

Ti

Al

含量/％

1.80

0.06

0.05

0.08

0.03

0.02

0.03

余量

将实施例1-20的产品进行焊接性能试验，再次确认，这些实施例的产品具有本发明人期待的焊接性能，且它们的焊接性能都相似。

电热水壶发热盘和复合锅底中的自钎焊铝合金使用方法实施例

在上述的自钎焊铝合金板材及制造方法实施例中，制造的20种自钎焊铝合金板材均可用于电热水壶发热盘或复合锅底中，代替原有的铝合金板材。

将自钎焊铝合金板材焊接至不锈钢或发热管的具体实施方法如下：

1)将上述的自钎焊铝合金板材及制造方法实施例中制得的自钎焊铝合金板材，冲压落料制得厚度≥1.0mm的圆片、方片或其他异形片，形状可根据不用的电热水壶发热盘或复合锅底而定；

2)将落料所得的圆片、方片或其他异形片，经过打孔-铆钉-清洗-组装-钎焊，焊接在发热管和水壶底之间；将落料所得的圆片、方片或其他异形片，经过清洗-组装-钎焊，焊接在不锈钢锅底上。钎焊时采用高频焊或氨分解气体保护连续炉钎焊。

用于电热水壶发热盘时，钎剂涂覆在需要焊接的金属表面(如不锈钢焊接面或发热管焊接面等)。需要特别说明的是，自钎焊铝合金板不需涂覆钎剂，可保证自钎焊铝合金表面的标识码清晰可见。用于复合锅底高频焊时，钎剂涂覆在自钎焊铝合金板表面。

采用以上制得的焊接结构的相关表示如图2－图9所示。其中，图2-图6是铝发热管和自钎焊铝合金焊接的相关图示。图7-图9是本发明制得的自钎焊铝合金板材和不锈钢焊接的相关图示。

其中，图2是本发明制得的铝发热管和自钎焊铝合金板材焊接效果展示图；图3是本发明制得的铝发热管和自钎焊铝合金板材焊接结构界面剖视图和对应的发热管角部焊接区显微组织图；图4是本发明制得的铝发热管和自钎焊铝合金板材焊接结构共晶区扫描电镜电子图像和共晶区成分图；图5是本发明制得的铝发热管和自钎焊铝合金板材焊接结构焊接界面电子图像和对应的硅元素面扫描分布图；图6本发明制得的铝发热管和自钎焊铝合金板材焊接结构界面硅元素线扫描图。

如图2所示，1为自钎焊铝合金板材及制造方法实施例中根据表1制得的自钎焊铝合金板，3为铝加热管，2为形成的焊缝。由图可知，铝管与自钎焊合金焊接区填充饱满，自钎焊合金样块形状保持良好，焊缝紧密均匀。

如图3所示，图3-1是图3-2的左下角部显微组织图。由图可知，自钎焊合金在发热管角部焊接填充饱满。

如图4所示，图4-1是焊接共晶区的电子图像，图4-2是焊接共晶区的成分图。由图4-1可知，焊接区形成了网状共晶组织；由图4-2可知，焊接共晶区中含9.4％的硅(Si)，杂质铁(Fe)为0.2％，这说明自钎焊合金表层的共晶相在焊接区聚集。

如图5所示，图5-1是焊接区界面的电子图像，图5-2是对应的硅元素分布图。由图5-1可知，发热铝管和自钎焊铝合金在焊接界面形成了典型的共晶组织；由图5-2可知，硅(Si)元素在界面出现明显富集。

由图6可知，硅元素在界面附近达到最高峰值，由此可进一步得知，共晶相在界面富集，实现了自钎焊连接。

总的来说，由图(2-6)可知，铝发热管和自钎焊铝合金板材焊接形成的焊缝结构，焊接填充饱满，含有硅元素的网状共晶组织在界面处富集，形成了晶粒致密的焊缝结构。即本发明的自钎焊铝合金板材能够实现可靠的自钎焊，在没有任何焊料的情况下，能够与铝加热管实现可靠焊接。

图7是本发明制得自钎焊铝合金板材和不锈钢的焊接结构的主视图；图8是本发明制得的自钎焊铝合金板材和不锈钢的焊接结构焊接区的电子图像和对应的扩散区成分图；图9是本发明制得的自钎焊铝合金板材和不锈钢的焊接结构焊接区硅(Si)元素线扫描分布图。

参见图7，4为自钎焊铝合金板材及制造方法实施例中根据表7制得的自钎焊铝合金板，6为不锈钢，5为形成的焊缝。由图可知，不锈钢与自钎焊合金四周焊接区填充饱满，四周形成了连续均匀的润湿和焊接，自钎焊合金样块形状保持良好。

参见图8，图8-1是不锈钢与自钎焊合金焊接区的电子图像。由图可知，钎焊扩散区宽度约19.6μm。图8-2是图8-1中谱图的成分，其含量依次为Al、Fe、Si、Cr。这证明自钎焊合金与不锈钢界面形成了合金元素扩散区。

图9是焊接区硅(Si)元素线扫描分布图，由图可知，硅(Si)元素在焊接面有一段峰值，而硅(Si)元素大部分存在于共晶相中，因此进一步证明了共晶相在界面的聚集。

总的来说，由图7、图8、图9可知，不锈钢和自钎焊铝合金板材合金元素在焊缝处相互扩散，共晶相在界面处聚集，形成了晶粒致密的焊缝结构。可见，本发明的自钎焊铝合金板材可以可靠地自钎焊于不锈钢上。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims

1.一种自钎焊铝合金板材，其特征在于，所述自钎焊铝合金板材包括1.80％～3.35％重量百分比的硅、主体元素铝和杂质元素；所述自钎焊铝合金板材的表层的铝硅共晶相，钎焊时，在加热和钎剂的作用下，能够熔化流动，在焊接面缝隙的毛细作用下，填充焊接面缝隙，实现自钎焊过程。

2.如权利要求1所述的自钎焊铝合金板材，所述杂质元素包括以重量百分比计的下列元素：铁≤0.80％；其他不可避免的杂质元素总量≤0.15％，其中单个其他不可避免的杂质元素含量≤0.05％。

3.如权利要求1或2所述的自钎焊铝合金板材，所述杂质元素还包括下列元素之一或它们的组合，以重量百分比计：铜≤0.50％；锰≤1.15％；镁≤0.60％；锌≤0.80％；钛≤0.20。

4.一种制造自钎焊铝合金板材的方法，其特征在于，包括如下步骤：

将重熔用铝锭和/或99.70品位电解铝液进行熔炼，使得该熔融态的铝液含1.80％～3.35％的硅，并进行精炼、变质、晶粒细化、除气、过滤处理；所述晶粒细化使用细化剂为铝钛硼；

对所述合金进行铸造和轧制成型。

5.一种电热水壶发热盘，所述电热水壶发热盘包括介于不锈钢壶底和发热管之间起导热作用的铝合金底板，其特征在于，所述铝合金底板由权利要求1所述的自钎焊铝合金板材制成。

6.根据权利要求5所述的电热水壶发热盘，其特征在于，所述自钎焊铝合金板材的厚度≥1.0mm。

7.一种制造权利要求5或6所述电热水壶发热盘的方法，其特征在于，包括步骤：采用高频焊或氨分解气体保护连续炉钎焊进行焊接，其中，钎剂涂覆在不锈钢焊接面或发热管焊接面。

8.一种复合锅底，其特征在于，所述复合锅底包括介于锅身底部和不锈钢底片之间起导热作用的铝合金底板，其特征在于，所述铝合金底板由权利要求1所述的自钎焊铝合金板材制成。

9.根据权利要求8所述的复合锅底，其特征在于，所述自钎焊铝合金板材的厚度≥1.0mm。

10.一种制备权利要求8或9所述复合锅底的方法，其特征在于，包括步骤：采用高频焊进行焊接，在所述自钎焊铝合金板材的表面涂覆钎剂。