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铝-铝感应针钎焊工艺及其接头性能研究
中国海洋大学（青岛市266100）青岛海尔特种电冰柜有限公司（266510）
韩文军许吉林辛辰赵越卡伟丁建波
摘要利用正交试验研究了影响铝-铝感应钎焊的因素，并利用极差分析对各影响因素进行比较，得到了影响铝-铝感应钎焊焊接质量的主要因素为装配间隙、钎料种类和焊接位置。利用拉伸试验机对钎焊接头的抗拉强度进行了测试，并利用金相显微镜、扫描电子显微镜等手段对铝-铝感应钎焊和铝-铝火焰钎焊的钎缝区微观组织进行了研究和对比，证明了感应钎焊的钎焊接头性能优于火焰钎焊的钎焊接头的性能。
关键词：铝管
感应钎焊正交试验微观结构
中图分类号：TG425
0前言
铝在地壳中的含量在8%以上，排在第三位，而铜的含量只有0.01%[1]。铝的全球年产量已经超过了 1000万吨，主要依靠电解法生产，目前铝及其合金的用量仅仅少于钢铁材料，是应用最为广泛的金属材料之二[2]。相同尺寸铝管的价格约为铜管价格的九分之一，因此和铜管相比，铝管在应用上有着很大的价格优势，尤其是在家电行业。但是由于铝的熔点与其钎焊温度十分接近，在铝-铝火焰钎焊时，由于加热不均匀铝很容易被溶蚀，这极大地制约了铝的大规模使用。感应钎焊技术在这种情况下被提出，它是利用交变磁场在工件中产生感应电流的原理来产生热量从而实现焊接过程。感应钎焊加热快速，热量集中，热量损失少，生产效率高；由于是机器操作，当工艺参数确定之后，感应钎焊就有始终如一的性能，焊接质量稳定，不会因为人为的操作失误造成铝管溶蚀；同时感应针焊过程中没有噪音和有害气体的产生，安全环保；感应钎焊设备占用空间较小，可以根据生产现场的实际情况进行移动：由于采取非接触式加热方法，感应钎焊过程
中,工件不受其他因素的影响[3]。 1试验材料及方法
铝管扩口方式如图1所示。文中进行了1060系铝管（8.00mm×0.75mm）的正交感应钎焊试验，探索了影响铝-铝感应钎焊质量的主要因素，试验铝管采用套接的连接方式，所用的钎焊材料为E8812NC、JH-
收稿日期：20150928 44
2016年第5期万方数据
001L、Filalu1192NCF、4047等4种，钎剂为KF-AIF，，详见表1。焊接设备为EFD高频感应焊机。然后通过多种技术手段研究比较了感应钎焊和火焰钎焊得到的铝-铝钎焊接头的钎焊深度、力学性能和钎缝区的微观结构。
100
165
10
无毛刺
型号 E8812NC
JH001L Filalu 1192NCF
图1铝管扩口图
3
表1试验用钎料对照表
钎料成分 A188 Si12 A188Si12
Al88-Si12
4047
AI88Si12
1.1正交试验
钎剂加人方法钎剂包裹在钎料内部使用
钎料与钎剂熔融后混合
在一起使用钎剂包裹在钎料内部使用焊接过程中钎剂涂在钎料上使用
无毛刺
丝径d/mm 1.2 1.5 1.8 1.6
正交试验设计[4)是研究多因素多水平的一种高效、快速、经济的试验设计方法。其正交试验以钎焊深度为输出结果，探索了焊接位置、装配间隙、插管深度、高频焊机功率、钎料种类等5因素对钎焊质量影响的大小。其中焊接位置用感应器定位体离焊环的距离来表示，如图2所示，以下简称环下距离。正交试验设计