Ymchwil ar broses bresyddu newydd o fetelau annhebyg mewn aloi alwminiwm 6063 /Cochuniad copr
Crynodeb: Datblygwyd proses bresyddu newydd gyda metel annhebyg ar gyfer uniad aloi alwminiwm/copr coch 6063. Mae'r dull hwn yn defnyddio gwifren craidd fflwcs sinc-alwminiwm fel deunydd weldio, yn cyfuno nodweddion weldio TIG a phresyddu, ac mae ganddo fanteision gweithrediad cyfleus ac effeithlonrwydd uchel. Dadansoddwyd gwlybedd, cryfder cneifio a microstrwythur yr uniad trwy gymharu â phresyddu traddodiadol mewn ffwrnais. Mae'r canlyniadau'n dangos y gall y broses bresyddu newydd wireddu weldio 6063 o aloi alwminiwm / uniad copr coch yn effeithiol, a chael cryfder cneifio uwch ar y cyd, hyd at 70.2 N/mm2.
Geiriau allweddol: uniad copr alwminiwm; presyddu; gwifren bresyddu â chraidd fflwcs; zine alwminiwm llenwi- er metel.
Defnyddir alwminiwm a chopr yn eang mewn meysydd megis trosglwyddo trydan, cyfnewid gwres ac angenrheidiau dyddiol oherwydd eu dargludedd trydanol a thermol da. O'i gymharu â'r ddau, nid yw dargludedd trydanol a thermol alwminiwm cystal â chopr.
Pris marchnad alwminiwm yw 1/3 o gopr, a dim ond 1/3 o gopr yw dwysedd alwminiwm.
Heb ystyried priodweddau mecanyddol ac eiddo electrothermol, cost deunyddiau alwminiwm ar gyfer yr un cydrannau yw 1/9 o ddeunyddiau copr. Felly, mae pobl yn defnyddio'r dechnoleg o "amnewid alwminiwm am gopr" mewn llawer o ddiwydiannau i leihau costau cynhyrchu, megis paratoi dyfeisiau microelectroneg, offer ynni, batris cerbydau hybrid a batris ynni." Mae yna lawer o ffyrdd i gysylltu alwminiwm â chopr, Yn amrywio o broses a Dechrau o wahanol agweddau megis deunyddiau, gellir defnyddio weldio ymasiad a phresyddu Yn eu plith, mae gan weldio ymasiad cymalau alwminiwm / copr effeithlonrwydd cynhyrchu uchel a siâp hardd, ond mae'r cymalau yn frau, yn isel mewn cryfder ac yn dueddol o ddioddef. craciau; mae'r dull bresyddu yn cael ei reoli'n llym o ddulliau presyddu traddodiadol yn rhwystr i'w hyrwyddo.
Mae'r arbrawf hwn yn mabwysiadu proses bresyddu newydd, sy'n defnyddio gwifren bresyddu â chraidd fflwcs fel y deunydd weldio, fflam fel y ffynhonnell wres, a dull gweithredu weldio arc argon twngsten, er mwyn sicrhau cysylltiad effeithlon rhwng aloi alwminiwm 6063 / uniad copr coch.
Deunyddiau a dulliau profi:
Y deunyddiau plât prawf a ddefnyddir yn y prawf hwn yw 6063 aloi alwminiwm a chopr coch. Y deunyddiau sodr yw Zn75Al25 a Zn92AI8, dwy wifren bresyddu â chraidd fflwcs sinc-alwminiwm, a sodr craidd solet sinc-alwminiwm gyda chydrannau cyfatebol. Mae'r fflwcsau i gyd yn CsF-AlF, sy'n fflwcs tymheredd canolig nad yw'n cyrydol.
O'r dadansoddiad o ganlyniadau'r profion, nid yw gwlybedd y sodr gwifren bresyddu craidd fflwcs ar 6063 o aloi alwminiwm a chopr yn wahanol iawn i allu'r sodr sy'n gorchuddio'r fflwcs. Mae hyn oherwydd pwynt toddi isaf yr aloi sinc-alwminiwm. Ar ôl toddi'n gyflym ar dymheredd uchel, mae'r fflwcs yn hylifo mewn pryd ac yn tynnu ocsidau wyneb y metel sylfaen yn effeithiol, gan sicrhau gallu gwlychu'r sodrydd i'r metel sylfaen. O'i gymharu â Zn92Al8, mae gan Zn75Al25 well gwlybedd boed ar blât aloi alwminiwm 6063 neu blât copr. Gall y ddau ledaenu'n dda ar aloi alwminiwm 6063. Fodd bynnag, mae'r gwlybedd ar gopr coch yn gyfartalog. Mae ardal wasgaru Zn75Al25 tua 50mm, sy'n dderbyniol, tra bod arwynebedd Zn92Al8 tua 30mm yn unig, a all achosi diffygion yn hawdd yn ystod presyddu. Gellir gweld, wrth i'r cynnwys sinc gynyddu, bod gwlybedd y sodrydd ar gopr yn gwaethygu. Mae hyn oherwydd yn ogystal â thensiwn arwyneb, mae'r ffactorau sy'n effeithio ar y gwlybedd rhwng y sodrydd hylif a'r metel sylfaen yn bwysicach na'r berthynas rhwng y sodrydd a'r metel sylfaen. Bydd yr elfennau alwminiwm a sinc yn y sodrwr yn rhyngweithio â'i gilydd. Mae'r metel sylfaen copr yn adweithio i ffurfio cyfansoddion rhyngfetelaidd. Mae lledaeniad sodr sinc-alwminiwm ar gopr yn gysylltiedig â ffurf a maint y cyfansoddion rhyngfetelaidd a gynhyrchir. Pan fo'r cynnwys alwminiwm yn isel, bydd cyfansoddion rhyngfetelaidd copr-sinc yn cael eu cynhyrchu, sydd â phwynt toddi uchel. Pan fyddant yn cael eu cynhyrchu, byddant yn tyfu mewn dendrites ac egin, a fydd yn rhwystro lledaeniad sodr hylif.
Gellir gweld o ganlyniadau'r profion, wrth bresyddu 6063 o uniadau aloi alwminiwm / copr coch â gwahanol sodrwyr, bod cryfder cneifio'r uniadau a geir gan y broses bresyddu newydd yn fwy na'r hyn a geir gan y dull bresyddu fflam traddodiadol. Cryfder cneifio'r uniad a geir trwy ddefnyddio gwifren bresyddu fflwcs Zn75Al25 yw'r uchaf, sef 70.20 N/mm2.
O ddadansoddiad proses, pan ddefnyddir y broses bresyddu draddodiadol ar gyfer presyddu ffwrnais, gosodir y metel llenwi presyddu a'r fflwcs ar y plât prawf ymlaen llaw. Ar ôl i'r metel llenwi presyddu gael ei doddi ar dymheredd uchel, mae'n dibynnu ar ei wlybedd i'r metel sylfaen i lifo'n ddigymell i'r wythïen bresyddu i gwblhau'r cysylltiad presyddu. Yn ystod y broses hon, bydd ffactorau megis ansawdd wyneb y metel sylfaen, lefel lleoliad y plât prawf, a'r bwlch wythïen bresyddu i gyd yn effeithio ar ansawdd y weldio. Oherwydd gwlybedd gwael Zn92Al8 ar gopr, dim ond 26.96 N/mm yw cryfder cneifio'r uniad, ac mae diffygion megis diffyg ymasiad rhannol y cymal yn dueddol o ddigwydd. Mae'r broses bresyddu newydd yn defnyddio llenwi gwifren â llaw, sy'n hawdd ei weithredu ac sy'n debyg i weithrediad weldio arc argon yn y dull weldio ymasiad. Felly, gall osgoi effeithiau bylchau wythïen bresyddu ac effeithiau eraill yn effeithiol, a ffurfio weldiad trwchus a hardd. Gan fod gwifren llenwi ac ychwanegu fflwcs yn cael ei berfformio ar yr un pryd, mae'r gymhareb sodr a fflwcs yn sefydlog yn wyddonol, sydd hefyd yn lleihau diffygion weldio a achosir gan weithrediad amhriodol. Felly, o ran dulliau proses, mae gan y broses bresyddu newydd well hyblygrwydd, sefydlogrwydd a dibynadwyedd na phresyddu ffwrnais traddodiadol.
O'r dadansoddiad o ddeunyddiau presyddu, mae cryfder cneifio uniadau sy'n defnyddio solder Zn75Al25 yn uwch na chryfder sodr Zn92Al8. Ar y naill law, mae hyn oherwydd bod perfformiad gwlychu Zn75A125 ar aloi alwminiwm 6063 a chopr yn well na pherfformiad Zn92Al8. Yn ystod weldio, y sodrwr Mae'n haws i lifo a gwlyb yn y sêm bresyddu; ar y llaw arall, cryfder cneifio'r cymal yw'r amlygiad macrosgopig o ficrostrwythur y wythïen bresyddu, ac mae angen arsylwi a dadansoddi microstrwythur y cyd ymhellach.
Casgliad:
Ar gyfer deunyddiau sodro o'r un cyfansoddiad, mae gan yr uniad aloi alwminiwm/copr 6063 a gafwyd gan y broses bresyddu newydd strwythur mwy manwl a dwysach a chryfder cneifio uwch na'r uniad sy'n bresyddu mewn ffwrnais draddodiadol; Deunydd solder Zn78A122 ar gopr ac alwminiwm Mae gwlybedd a chryfder cneifio'r uniad yn uwch na rhai uniad solder Zn92AI8.
Mae strwythur yr uniad aloi alwminiwm/copr 6063 gan ddefnyddio'r broses bresyddu Zn75Al25 newydd ar ochr alwminiwm y wythïen bresyddu yn ddosbarthiad rhwydwaith gwyn o waddodi wedi'i lapio ag ewtectig du ( bwyell + zm); mae'r strwythur ar yr ochr gopr yn gyfansawdd rhyngwyneb datrysiad solet copr-sinc Alwminiwm, strwythur gwyn enfawr z a strwythur dendritig, ac mae'r gweddill yn nifer fawr o ewtectig du (bwyell1+ zm).
Gall y broses bresyddu newydd wireddu weldio 6063 o uniadau aloi alwminiwm / copr coch yn effeithiol, gyda gweithrediad hawdd, effeithlonrwydd weldio uchel, a chryfder cneifio uchel ar y cyd, hyd at 70.2 N / mm2.
