Penyelidikan tentang proses pematerian baharu bagi logam berbeza dalam aloi aluminium 6063/merahsambungan tembaga
Abstrak: Proses pematerian baharu dengan logam berbeza untuk aloi aluminium 6063/sambungan tembaga merah telah dibangunkan. Kaedah ini menggunakan dawai berteras fluks zink-aluminium sebagai bahan kimpalan, menggabungkan ciri-ciri kimpalan TIG dan pematerian, dan mempunyai kelebihan operasi yang mudah dan kecekapan tinggi. Kebolehbasahan, kekuatan ricih dan struktur mikro sambungan dianalisis dengan membandingkan dengan pematerian tradisional dalam relau. Keputusan menunjukkan bahawa proses pematerian baharu dapat merealisasikan kimpalan aloi aluminium 6063/sepadu tembaga merah dengan berkesan, dan memperoleh kekuatan ricih sendi yang lebih tinggi, sehingga 70.2 N/mm2.
Kata kunci: sambungan tembaga aluminium; pematerian; dawai pateri berteras fluks; logam pengisi aluminium zine.
Aluminium dan tembaga digunakan secara meluas dalam bidang seperti penghantaran elektrik, pertukaran haba dan keperluan harian kerana kekonduksian elektrik dan haba yang baik. Berbanding dengan kedua-duanya, kekonduksian elektrik dan haba aluminium tidak sebaik tembaga.
Harga pasaran aluminium ialah 1/3 daripada tembaga, dan ketumpatan aluminium hanya 1/3 daripada tembaga.
Tanpa mengambil kira sifat mekanikal dan sifat elektroterma, kos bahan aluminium untuk komponen yang sama ialah 1/9 bahan kuprum. Oleh itu, orang ramai menggunakan teknologi "menggantikan aluminium kepada tembaga" dalam banyak industri untuk mengurangkan kos pengeluaran, seperti penyediaan peranti mikroelektronik, peralatan tenaga, bateri kenderaan hibrid dan bateri tenaga." Terdapat banyak cara untuk menyambung aluminium kepada tembaga, bermula dari proses dan Bermula dari aspek yang berbeza seperti bahan, kimpalan gabungan dan brazing boleh digunakan antaranya, kimpalan gabungan aluminium/kuprum mempunyai kecekapan pengeluaran yang tinggi dan bentuk yang cantik, tetapi sendi rapuh, rendah kekuatan dan terdedah kepada. retak; kaedah pematerian dikawal ketat Di bawah premis untuk meningkatkan komposisi pateri dan proses pematerian, sambungan tembaga/aluminium dengan prestasi yang sangat baik boleh diperolehi oleh itu, teknologi sambungan tembaga-aluminium yang menjanjikan kaedah pematerian tradisional adalah halangan kepada masalah besarnya.
Percubaan ini menggunakan proses pematerian baharu, yang menggunakan dawai pemateri berteras fluks sebagai bahan kimpalan, nyalaan sebagai sumber haba, dan kaedah operasi kimpalan argon argon tungsten, untuk mencapai sambungan yang cekap bagi gabungan aloi aluminium/tembaga merah 6063.
Bahan dan kaedah ujian:
Bahan plat ujian yang digunakan dalam ujian ini ialah aloi aluminium 6063 dan kuprum merah. Bahan pateri ialah Zn75Al25 dan Zn92AI8, dua wayar pemateri berteras fluks zink-aluminium, dan pateri teras pepejal zink-aluminium dengan komponen yang sepadan. Fluks adalah semua CsF-AlF, yang merupakan fluks tidak menghakis suhu sederhana.
Daripada analisis keputusan ujian, kebolehbasahan pateri dawai pemateri berteras fluks pada aloi aluminium 6063 dan kuprum tidak jauh berbeza daripada pateri yang menutupi fluks. Ini disebabkan oleh takat lebur aloi zink-aluminium yang lebih rendah. Selepas cair dengan cepat pada suhu tinggi, fluks mencairkan dalam masa dan berkesan menghilangkan oksida permukaan logam asas, memastikan keupayaan membasahkan pateri ke logam asas. Berbanding dengan Zn92Al8, Zn75Al25 mempunyai kebolehbasahan yang lebih baik sama ada pada plat aloi aluminium 6063 atau plat kuprum. Kedua-duanya boleh merebak dengan baik pada aloi aluminium 6063. Walau bagaimanapun, kebolehbasahan pada tembaga merah adalah purata. Luas penyebaran Zn75Al25 adalah kira-kira 50mm, yang boleh diterima, manakala Zn92Al8 hanya kira-kira 30mm, yang boleh menyebabkan kecacatan semasa pematerian dengan mudah. Ia boleh dilihat bahawa apabila kandungan zink meningkat, kebolehbasahan pateri pada tembaga menjadi lebih teruk. Ini kerana selain tegangan permukaan, faktor yang mempengaruhi kebolehbasahan antara pateri cecair dan logam asas adalah lebih penting lagi hubungan antara pateri dan logam asas. Unsur aluminium dan zink dalam pateri akan berinteraksi antara satu sama lain. Logam asas kuprum bertindak balas untuk membentuk sebatian antara logam. Kebolehtebaran pateri zink-aluminium pada kuprum adalah berkaitan dengan bentuk dan jumlah sebatian antara logam yang dihasilkan. Apabila kandungan aluminium rendah, sebatian antara logam kuprum-zink akan terhasil, yang mempunyai takat lebur yang tinggi. Apabila ia dijana, ia akan tumbuh dalam dendrit dan pucuk, yang akan menghalang penyebaran pateri cecair.
Ia boleh dilihat daripada keputusan ujian bahawa apabila memateri 6063 aloi aluminium/tembaga merah sendi dengan pemateri yang berbeza, kekuatan ricih sendi yang diperolehi oleh proses pematerian baru adalah lebih besar daripada yang diperolehi oleh kaedah pematerian nyalaan tradisional. Kekuatan ricih sambungan yang diperoleh dengan menggunakan dawai pateri berteras fluks Zn75Al25 adalah yang paling tinggi, iaitu 70.20 N/mm2.
Daripada analisis proses, apabila proses pematerian tradisional digunakan untuk pematerian relau, logam pengisi pematerian dan fluks diletakkan pada plat ujian terlebih dahulu. Selepas logam pengisi pateri cair pada suhu tinggi, ia bergantung pada kebolehbasahannya kepada logam asas untuk secara spontan Mengalir ke dalam jahitan pateri untuk melengkapkan sambungan pematerian. Semasa proses ini, faktor seperti kualiti permukaan logam asas, tahap peletakan plat ujian, dan jurang jahitan pateri semuanya akan menjejaskan kualiti kimpalan. Disebabkan oleh kebolehbasahan Zn92Al8 yang lemah pada kuprum, kekuatan ricih sambungan hanya 26.96 N/mm, dan kecacatan seperti kekurangan separa gabungan sendi terdedah kepada berlaku. Proses pematerian baru menggunakan pengisian wayar manual, yang mudah dikendalikan dan serupa dengan operasi kimpalan argon argon dalam kaedah kimpalan gabungan. Oleh itu, ia boleh mengelakkan kesan celah jahitan pateri dan kesan lain dengan berkesan, dan membentuk kimpalan yang montok dan cantik. Memandangkan mengisi wayar dan menambah fluks dilakukan secara serentak, nisbah pateri dan fluks ditetapkan secara saintifik, yang juga mengurangkan kecacatan kimpalan yang disebabkan oleh operasi yang tidak betul. Oleh itu, dari segi kaedah proses, proses pematerian baru mempunyai fleksibiliti, kestabilan dan kebolehpercayaan yang lebih baik daripada pematerian relau tradisional.
Daripada analisis bahan pematerian, kekuatan ricih sambungan menggunakan pateri Zn75Al25 adalah lebih tinggi daripada pateri Zn92Al8. Di satu pihak, ini adalah kerana prestasi pembasahan Zn75A125 pada aloi aluminium dan kuprum 6063 adalah lebih baik daripada Zn92Al8. Semasa kimpalan, pateri Lebih mudah mengalir dan basah dalam jahitan pateri; sebaliknya, kekuatan ricih sendi adalah manifestasi makroskopik struktur mikro jahitan brazing, dan pemerhatian dan analisis lanjut mengenai struktur mikro sendi diperlukan.
Kesimpulan:
Untuk bahan pateri dengan komposisi yang sama, sambungan aloi aluminium/tembaga 6063 yang diperoleh melalui proses pematerian baharu mempunyai struktur yang lebih halus dan padat serta kekuatan ricih yang lebih tinggi daripada sambungan yang dipateri dalam relau tradisional; Bahan pateri Zn78A122 pada kuprum dan aluminium Kebolehbasahan dan kekuatan ricih sambungan adalah lebih tinggi daripada sambungan pateri Zn92AI8.
Struktur sambungan aloi aluminium/tembaga 6063 menggunakan proses pematerian Zn75Al25 baharu pada sisi aluminium jahitan pematerian ialah taburan rangkaian putih bagi memendakan dibalut dengan eutektik hitam (ax+ zm); struktur pada bahagian kuprum ialah sebatian antara muka larutan pepejal kuprum-zink aluminium, struktur z besar putih dan struktur dendritik, dan selebihnya ialah sejumlah besar eutektik hitam (ax1+} zm).
Proses pematerian baharu secara berkesan dapat merealisasikan kimpalan aloi aluminium 6063/sambungan tembaga merah, dengan pengendalian yang mudah, kecekapan kimpalan yang tinggi dan kekuatan ricih sendi yang tinggi, sehingga 70.2 N/mm2.
