作为金属泡沫,泡沫铝在轨道交通、城市建设、汽车制造业、军工行业以及航空制造业都有广泛的应用。随着研究泡沫铝的深化和拓展的应用,越来越多的国家开始关注这一领域,积极开展泡沫铝的研究和开发。当前,对于泡沫铝焊接的研究尚处于初级阶段,近几年来,国内外对于泡沫铝的研究也取得了不错的成果:83348
1.东南大学王辉博士采用Zn-Al-Cu基合金无钎剂钎焊方法焊接孔隙率为74。7%
-91。6%的泡沫铝,该无钎剂钎焊方法在泡沫铝断面之间形成密实结构连续钎料层,钎料润湿和铺展良好,接头稳定;多种锌铝铜的固溶体合金组成钎缝;连接界面主要由Al(Zn)固溶体组成,Zn-Al-Cu基合金在界面上熔合良好,对钎焊接头力学性能研究发现抗弯强度与母材相同,剪切强度略高于相同孔隙率母材的剪切强度,抗拉强度和剪切强度均随孔隙率增加而明显降低[17]。
2.合肥工业大学陈楠楠在对泡沫铝进行真空钎焊和接触反应钎焊的研究中发现:
(1)采用钎料-铝片-钎料的复合钎料层在高真空钎焊炉中施焊时,可获得稳定的焊缝组织;用相同钎料层在低真空钎焊炉中焊接时所得接头强度较低;使用单层钎料在高真空钎焊炉中焊接时所得接头强度略低于母材。说明复合钎料层有效的促进了母材与钎料的连接。如图1。1所示为三种焊接工艺所得参数;论文网
1焊接工艺对焊接强度的影响
(2)采用接触反应钎焊工艺时尝试使用铜箔-铝片-铜箔层替代单层铜箔,在高真空钎焊炉中对其施焊,焊接时控制参数为保温时间,对不同保温时间下所获得焊接接头进行力学性能试验,发现焊接接头的抗弯强度随保温时间的正大先升后降,并且得出抗弯强度最高时要高于母材,其接头保温时间为15分钟[18]。
3.天津大学张迪对泡沫铝进行激光焊接,发现冷压-溶解-烧结法适用于制备孔隙率70%以下的泡沫铝;通过加入铝合金中间过渡层可以实现泡沫铝的激光焊接,按照一定的焊接顺序进行双面-四道焊接,能达到较好的焊接质量,焊接接头的抗拉强度值达到了泡沫铝母材的抗拉强度值;通过波动分析,激光焊接接头和粘接接头的抗拉强度值的变异系数分别为5。39%和7。52%,说明激光焊接接头的波动性较低可靠性更好[19]。
4.东南大学王辉博士对泡沫铝板采用铝基钎料炉中焊接界面结构进行试验研究,结果表明钎焊方法未改变钎缝孔结构;钎焊界面由端面胞壁棱接触相交点组成,未形成持续膜层;钎缝主要由边缘区αAl枝状晶组织和中心区的Al-Si共晶组织组成;钎焊接头强度与母材接头强度相当并随孔隙率增大而降低;钎着面积随着胞棱数量增多而增大[20]。
5.2008年王辉博士等人申请了一项泡沫铝钎焊方法的专利,该钎焊方法特征在于钎料采用在达到Al-Si共晶成分的合金中加入Mg并加工成厚度为0。8-1mm的箔片,除锈去油机理是先将待焊泡沫铝本体放置在40-60℃、浓度为5-8%NaOH溶液中浸渍7min,取出用洁净水完全冲洗后放入浓度为30-40%HNO3溶液中和1。5min,然后用水洗净,晾干后采用丙酮清洗,最后放入120-130℃保温的烘箱中烘干。该钎焊方法可用于复杂结构形状的泡沫铝成型加工、小件泡沫铝板之间的拼接扩大和泡沫铝与铝实体板之间的连接,具有工艺简单、链接可靠、成本低、结构整体性强,不破坏泡沫铝的孔结构、耐高温、耐腐蚀和耐老化的特点[21]。