保温时间对Cu／Al钎焊接头界面组织和性能的影响.pdfVIP

俘掳 试验研究 一 钎焊时间为 15S钎焊工艺获得的试件，其接头界 表2 图1c中各区元素含量 (原子分数，％) 面的背散射照片如图1b所示。由图1b可知，当t=15 s工艺条件下，铜侧反应层厚度接近 5 m。深色的区 域面积增加，表明zn—Al固溶体含量逐渐增加，分散 地分布在焊缝中，在靠近铝侧的焊缝中大量地分布着 zn—Al固溶体。由于进入钎缝中的Al元素增加导致 靠近Al侧形成了较多的zn—Al固溶体；并有较多的 Al元素扩散到达 Cu侧，与 Cu，zn元素形成 了Al．： cu zn 金属间化合物。而 cu元素的扩散变化不大， 仅仅存在于Cu侧反应层附近，但扩散量增加了。 ，=12A。t=25s和t=35s钎焊工艺获得的试件 ， 其接头界面的背散射照片如图 1c和图 1d所示，由图 综上可知，随钎焊时间的延长，焊缝中Al，cu含量 可知，cu侧反应层形成了典型的锯齿状形貌，其成分和 逐渐增加，并与钎料发生了剧烈的反应。发生 以下三 上述焊缝组织有较大的改变。通过能谱分析可知其成 种现象：①Al侧反应层逐渐增加，cu侧反应层逐渐增 分接近 Alcu金属 间化合物相，可能存在部分 加，由凹凸不平的形貌变成锯齿状，成分由Al．cuⅥ AlCu：zn。相。钎缝中zn—Al固溶体含量增加，成 zn”金属间化合物逐渐转变成为 A1：cu金属间化合 团簇状分布；A1的含量高达79．02％(原子分数)。几 物。②zn—A1固溶体含量增加，聚集在一起。③钎缝 乎不存在大面积的初晶zn区域。另外，在钎缝中出现 中出现了菱形A1Cu金属间化合物。 了菱形的大块的深色相，通过能谱分析可知其成分和 2．2 保温时间对接头性能的影响 如 ∞ 如 Cu侧反应层成分接近，为Al：Cu金属间化合物相。 图4所示为不同保温时间条件下获得的Cu／A1钎 ，=12A，t=25s，钎焊接头界面线扫描分析如图3 焊接头抗剪强度结果，从 图中可以看出，钎焊时间较短 所示，接头各区域元素含量如表 2所示。由线扫描分 时，接头强度较高，当钎焊时间为 15s时，接头抗剪切 析可知，Al，Cu大量地扩散进人了焊缝，与钎料发生了 强度最大为 45．5MPa。之后随钎焊时间增加，接头强 剧烈的反应 ，因此焊缝 中的相组成有 了较大的改变。 度降低 。结合上述接头界面组织可知，随着钎焊时间 在cu侧Al含量有一个峰值，由于Al大量地扩散到达 的延长，钎缝中脆性金属间化合物含量增加，是导致接 Cu侧，所以在铜侧 Al元素和 cu反应生成大量地 头性能下降的主要原因。 M2,Cu。并且 cu有部分扩散进人焊缝，导致在焊缝 中 心部分也有大块状的AlCu相。 皇 赠 - 略 一 础 抽 0 5 1O l5 20 25 30 35 40 1 钎焊时间 ￡／s 图4 钎焊时间对接头抗剪强度的影响 对钎焊电流，=12A，t=5S，15S，25S，35S的典型