铝/铜异种材料直流磁场辅助电弧熔钎焊研究

摘要

通过添加纵向直流磁场辅助非熔化极惰性气体保护电弧焊(TIG焊)进行铝铜异种材料对接试验,研究焊接电流(I)和磁场强度(B)对接头界面组织及力学性能的影响,对其工艺参数进行优化。结果表明:直流磁场辅助TIG焊可得到成形较好的铝铜接头。磁场促进了界面金属间化合物(IMC)层中的Al_(4.2)Cu_(3.2)Zn_(0.7)三元化合物的形成并抑制硬脆相Al_(2)Cu的生长。随着磁场强度的增加,由于Al_(4.2)Cu_(3.2)Zn_(0.7)的抑制作用,Al_(2)Cu化合物由片状转变为块状,当B=10 mT时,抑制效果最佳,Al_(2)Cu消失;B=20 mT时,抑制效果明显减弱,IMC层中片状的AlCu和Al_(2)Cu重新出现。随着焊接电流的增加,IMC层化合物种类无变化,但其平均厚度呈现先减小后增加的趋势。接头的抗拉强度随着焊接电流和磁场强度的增加呈现先增加后减小的趋势。接头的最佳工艺范围:当焊接电压U=16 V,焊接速度v=140 mm·min^(-1),焊接电流I=90~95 A,磁场强度B=8~15 mT,IMC层平均厚度d<15μm时,接头抗拉强度均大于105 MPa。