Mg-Al-Sn钎料及其AZ61A镁合金钎焊接头组织性能分析

第39卷第1期2018年1月

焊 接 学 报

TRANSACTIONS OF THE CHINA WELDING INSTITUTION

Vol．39(1):041-044,69January 2018

收稿日期:2016-08-03

基金项目:国家重点研发计划(2017YFB0305701)

Mg-Al-Sn 钎料及其AZ61A 镁合金

钎焊接头组织性能分析

张冠星1, 钟素娟1, 孙华为1, 丛康丽2, 刘胜新2

(1．郑州机械研究所新型钎焊材料与技术国家重点实验室,郑州 450001;

2．郑州大学材料科学与工程学院,郑州 450001)

摘 要:采用扫描电镜二X 射线衍射分析二热分析等手段分析了Mg58．5Al31．5Sn10和Mg58．5Al31．5Sn10RE 两种钎料及其钎焊AZ61A 镁合金对接接头组织性能．结果表明,Mg58．5Al31．5Sn10钎料及其钎缝组织主要由块状Mg 2Sn 和(Mg 17Al 12+Mg 2Sn )二元共晶相组成,并含有少量三元共晶相(Mg 17Al 12+Mg 2Sn +α-Mg )．Mg58．5Al31．5Sn10RE 钎料及其钎缝组织中未发现块状Mg 2Sn 相,其组织主要由(Mg 17Al 12+Mg 2Sn +α-Mg)三元共晶和(Mg 17Al 12+Mg 2Sn)二元共晶相及少量Al-RE 组成．和Mg58．5Al31．5Sn10钎料相比,Mg58．5Al31．5Sn10RE

组织更加均匀细小,固液相线温度明显降低,熔程缩短了6?,铺展面积提高了5．4%,对接接头平均抗拉强度提高了8．6%,二者拉伸断口形貌均呈现为脆性断裂．关键词:镁合金;钎料;稀土中图分类号:TG 454

文献标识码:A

doi :10．12073/j．hjxb．2018390010

0 序 言

镁合金具有多种焊接方法,但因其熔点低,导热率高,线膨胀系数大,与氧二氮的亲和力大,致使镁合金焊接接头的质量较差．因此,热输入低二对基材组织和性能影响小的钎焊连接方法在镁合金连接中具有较大的发展前景．炉中钎焊

[1]

及高频感应钎焊

[2]

是目前镁合金钎焊中使用较多的低热输入钎焊方法．然而,适用于镁合金钎焊连接的商用钎料较少．美国焊接学会指出可用于镁合金钎焊连接的商用钎料有BMg-1和BMg-2a,但这两种钎料熔点高,不适于大多数镁合金的钎焊连接．日本研究员开发的熔点低于480?的含铟镁合金钎料,价格昂贵,焊接温度仍较高,镁合金焊件熔蚀较大,变形严重[3]

．国内

主要针对Zn-Al,Zn-Mg-Al,Al-Mg-Zn 和Mg-Zn-Al 钎料有一定的研究

[4-6]

,这些钎料熔点较低,对镁合金

具有良好的钎焊性,其缺点是钎焊接头强度较低．但是有关于Mg-Al-Sn 系钎料的研究较少．

针对现有问题,设计了两种低熔点Mg-Al-Sn 系钎料,并对其钎焊接头的组织及性能进行研究,结果将对新型镁合金钎料的研发具有一定的促进作用．

1 试验方法

试验采用熔炼二挤压二拉拔等方式制备了

Mg58．5Al31．5Sn10(1号)和Mg58．5Al31．5Sn10RE (2号)两种钎料,后者是在前者的基础上添加1．0%的RE 元素(均为质量分数)．

分别按照国家标准GB /T 11363 2008‘钎焊接头强度试验方法“和GB /T 11364 2008‘钎料润湿性试验方法“的规定进行接头强度和润湿性能测试,每组试验做5个,取其平均值．

采用梅特勒 托利多TGA /DSC1同步差热分析仪测试钎料的固液相线温度．用ZEISS HAL100型金相显微镜二JSM-7500F 扫描电镜二Oxford INCA-Pen-taFET-X3能谱分析仪二D8-FOCUS 型X 射线衍射仪(XRD)对钎料及钎焊接头显微组织二断口形貌进行分析．

2 试验结果与讨论

2.1 钎料的显微组织2．1．1 XRD 分析

图1为两种钎料的XRD 测试结果．由图1可看

出,1号钎料的相组成主要为Mg 17Al 12和Mg 2Sn,并

含少量α-Mg．2号钎料的相组成主要为Mg 17Al 12,

万方数据