Istraživanje novog procesa lemljenja različitih metala u leguri aluminijuma 6063/crvenabakarni spoj
Sažetak: Razvijen je novi proces lemljenja sa različitim metalom za spoj legure aluminijuma 6063/crvenog bakra. Ova metoda koristi cink-aluminij punjenu žicu kao materijal za zavarivanje, kombinuje karakteristike TIG zavarivanja i lemljenja i ima prednosti praktičnog rada i visoke efikasnosti. Vlažnost, čvrstoća na smicanje i mikrostruktura spoja analizirani su upoređivanjem s tradicionalnim lemljenjem u peći. Rezultati pokazuju da novi proces lemljenja može efikasno realizovati zavarivanje 6063 legure aluminijuma/crvenog bakra i postići veću čvrstoću na smicanje spoja, do 70,2 N/mm2.
Ključne reči: aluminijum-bakar spoj; lemljenje; žica za lemljenje s punjenom jezgrom; zine aluminij punila metal.
Aluminij i bakar imaju široku primjenu u oblastima kao što su prijenos električne energije, izmjena topline i svakodnevne potrebe zbog svoje dobre električne i toplinske provodljivosti. U poređenju sa ova dva, električna i toplotna provodljivost aluminijuma nisu tako dobra kao bakar.
Tržišna cijena aluminijuma je 1/3 bakra, a gustina aluminijuma je samo 1/3 bakra.
Bez uzimanja u obzir mehaničkih i elektrotermalnih svojstava, cijena aluminijskih materijala za iste komponente je 1/9 bakarnih materijala. Stoga ljudi koriste tehnologiju „zamjene aluminija bakrom“ u mnogim industrijama kako bi smanjili troškove proizvodnje, kao što je priprema mikroelektronskih uređaja, energetske opreme, hibridnih baterija vozila i energetskih baterija.“ Postoji mnogo načina za povezivanje aluminija s bakrom, u rasponu od procesa i Počevši od različitih aspekata kao što su materijali, fuziono zavarivanje i lemljenje mogu se koristiti među njima, fuziono zavarivanje aluminijskih/bakarnih spojeva ima visoku proizvodnu efikasnost i lijep oblik, ali su spojevi krhki, niske čvrstoće i skloni. pukotine, metoda lemljenja je strogo kontrolisana pod pretpostavkom poboljšanja sastava lema i procesa lemljenja tradicionalnih metoda lemljenja predstavlja veliki problem za njegovu promociju.
Ovaj eksperiment usvaja novi proces lemljenja, koji koristi žicu za lemljenje sa punjenom jezgrom kao materijal za zavarivanje, plamen kao izvor toplote i metodu rada elektrolučnog zavarivanja volfram argonom, kako bi se postiglo efikasno povezivanje 6063 aluminijumske legure/crvenog bakra.
Ispitni materijali i metode:
Materijali testnih ploča korišćeni u ovom testu su legura aluminijuma 6063 i crveni bakar. Materijali za lemljenje su Zn75Al25 i Zn92AI8, dvije žice za lemljenje cink-aluminij punjene punjenom jezgrom i lem s punim jezgrom cink-aluminij sa odgovarajućim komponentama. Svi fluksovi su CsF-AlF, koji je nekorozivni fluks srednje temperature.
Iz analize rezultata ispitivanja, vlaženje lema žice za lemljenje punjene jezgrom na leguri aluminija i bakra 6063 ne razlikuje se mnogo od one kod lema koji pokriva fluks. To je zbog niže tačke topljenja legure cink-aluminij. Nakon brzog topljenja na visokoj temperaturi, fluks se vremenom ukapljuje i efikasno uklanja površinske okside osnovnog metala, osiguravajući sposobnost vlaženja lema na osnovni metal. U poređenju sa Zn92Al8, Zn75Al25 ima bolju sposobnost vlaženja bilo na ploči od legure aluminijuma 6063 ili na ploči od bakra. Oba se mogu dobro širiti na 6063 aluminijumskoj leguri. Međutim, vlaženje crvenog bakra je prosječno. Područje širenja Zn75Al25 je oko 50 mm, što je prihvatljivo, dok je područje Zn92Al8 samo oko 30 mm, što može lako uzrokovati defekte tokom lemljenja. Može se vidjeti da kako se sadržaj cinka povećava, vlaženje lema na bakru postaje lošije. To je zato što pored površinske napetosti, faktori koji utiču na kvašenje između tečnog lema i osnovnog metala su još važniji odnos između lema i osnovnog metala. Aluminijski i cink elementi u lemu će međusobno djelovati. Bakarni osnovni metal reaguje i formira intermetalna jedinjenja. Raspoloživost cink-aluminijumskog lema na bakru je povezana sa oblikom i količinom proizvedenih intermetalnih jedinjenja. Kada je sadržaj aluminijuma nizak, stvaraju se intermetalna jedinjenja bakra i cinka, koja imaju visoku tačku topljenja. Kada se generišu, izrasti će u dendritima i izdancima, što će spriječiti širenje tečnog lema.
Iz rezultata ispitivanja može se vidjeti da je kod lemljenja spojeva od legure aluminija 6063/crvenog bakra različitim lemovima, posmična čvrstoća spojeva dobivena novim postupkom lemljenja veća od one dobivene tradicionalnom metodom plamenog lemljenja. Posmična čvrstoća spoja dobivena žicom za lemljenje punjenom žicom Zn75Al25 je najveća i iznosi 70,20 N/mm2.
Iz analize procesa, kada se tradicionalni proces lemljenja koristi za lemljenje u peći, dodatni metal za lemljenje i fluks se polažu na ispitnu ploču unaprijed. Nakon što se dodatni metal za lemljenje rastopi na visokoj temperaturi, oslanja se na svoju sposobnost vlaženja osnovnog metala da spontano teče u šav za lemljenje kako bi završio vezu za lemljenje. Tokom ovog procesa, faktori kao što su kvalitet površine osnovnog metala, nivo postavljanja ispitne ploče i razmak u šavu lemljenja će uticati na kvalitet zavarivanja. Zbog slabe kvašljivosti Zn92Al8 na bakru, posmična čvrstoća spoja je samo 26,96 N/mm, a defekti kao što je djelomični nedostatak fuzije spoja su skloni nastanku. Novi proces lemljenja koristi ručno punjenje žice, koje je jednostavno za rukovanje i slično je radu argon-lučnog zavarivanja u metodi fuzionog zavarivanja. Stoga može efikasno izbjeći efekte razmaka u šavovima lemljenja i druge efekte i formirati pun i lijep zavar. Budući da se žica za punjenje i dodavanje fluksa obavljaju istovremeno, odnos lema i fluksa je znanstveno fiksiran, čime se smanjuju i defekti zavarivanja uzrokovani nepravilnim radom. Stoga, u pogledu metoda procesa, novi proces lemljenja ima bolju fleksibilnost, stabilnost i pouzdanost od tradicionalnog lemljenja u peći.
Prema analizi materijala za lemljenje, posmična čvrstoća spojeva sa Zn75Al25 lemom veća je od one kod Zn92Al8 lema. S jedne strane, to je zato što je učinak vlaženja Zn75A125 na leguri aluminija i bakra 6063 bolji od Zn92Al8. Tokom zavarivanja, lem se lakše teče i vlaži u šavu za lemljenje; s druge strane, posmična čvrstoća spoja je makroskopska manifestacija mikrostrukture šava za lemljenje, te je potrebno dalje promatranje i analiza mikrostrukture spoja.
zaključak:
Za materijale za lemljenje istog sastava, spoj legure aluminijuma i bakra 6063 dobijen novim postupkom lemljenja ima finiju i gušću strukturu i veću čvrstoću na smicanje nego spoj lemljen u tradicionalnoj peći; Zn78A122 lemni materijal na bakru i aluminiju Vlažnost i čvrstoća na smicanje spoja su veće od onih kod lemnog spoja Zn92AI8.
Struktura 6063 legure aluminijuma/bakara koji koristi novi proces lemljenja Zn75Al25 na aluminijumskoj strani šava za lemljenje je bela mrežasta distribucija istaloženog omotača sa crnim (ax+ zm) eutektikom; struktura na strani bakra je bakar-cink aluminij čvrstog rastvora spoj spoja, bijela masivna z struktura i dendritska struktura, a ostatak je veliki broj crnih (ax1+ zm) eutektika.
Novi proces lemljenja može efikasno realizovati zavarivanje 6063 legure aluminijuma/crvenog bakra, sa jednostavnim rukovanjem, visokom efikasnošću zavarivanja i velikom snagom na smicanje spoja, do 70,2 N/mm2.
