一种铝合金的连接方法技术

本发明专利技术提供了一种铝合金的连接方法，包括：提供堆叠结构，所述堆叠结构包括：第一金属母材，第二金属母材，设置在所述第一金属母材和第二金属母材之间的含锌金属；所述第一金属母材选自铝合金；将所述堆叠结构进行焊接。本发明专利技术中的加热温度在400～600℃，以纯锌片或锌合金片为中间连接合金，从原材料角度出发，材料易获得且成本低廉。本发明专利技术中纯锌的熔点约419℃，并且由锌

【技术实现步骤摘要】
一种铝合金的连接方法


[0001]本专利技术属于铝合金
，尤其涉及一种铝合金的连接方法。

技术介绍

[0002]铝及其合金具有质轻、强度高、耐腐蚀性能优良且表面处理后外观表现力强等特点，因而被广泛应用于工业生产的各个环节。铝合金之间的连接工艺研究是一个重要的课题研究方向，常见的铝合金连接方式有：熔焊、钎焊、氩弧焊、搅拌摩擦焊接等。
[0003]铝合金的钎焊连接常会选用硬钎焊的方式，硬钎焊指的是焊接温度在450℃以上，在金属的连接面上涂覆一种焊膏或放置一种焊片，再通过加热的方式提供热源来使得中间焊料熔融，并在连接面发生物理、化学反应，从而实现铝合金的钎焊连接，加热方式包括但不仅限于火焰加热、电阻加热等。
[0004]现有技术针对铝合金连接的焊接材料主要是以铝为基体，含有一定量的硅元素和少量其他元素组成的铝硅系焊料，例如4043、4047、4747等铝硅合金，有膏状、片材、线材等多种状态形式。铝、硅元素在577℃开始发生共晶反应(共晶反应是指在一定的温度下，一定成分的液体同时结晶出两种一定成分的固相的反应，所生成的两种固相机械地混合在一起，形成有固定化学成分的基本组织，被统称为共晶体；发生共晶反应时有三相共存，它们各自的成分是确定的，反应在恒温下平衡地进行)，在高于577℃时铝硅焊料开始熔融，随着温度的升高逐渐由固态转变为液态，由于铝硅焊料具有良好的润湿性和流动性，因此被广泛应用。
[0005]但是铝硅焊料也有一定的局限性，为了实现铝合金焊接接头(两个或两个以上零件要用焊接组合的接点；或指两个或两个以上零件用焊接方法连接的接头，包括焊缝、熔合区和热影响区)的可靠性，铝硅焊料必须充分熔化来保证其润湿性和流动性，从而焊接温度必须高于铝硅焊料的熔点(固相线温度)30℃～50℃。在580℃及以上的温度下焊接，该温度则会超过铝合金的再结晶温度(经过大的冷塑性变形(70％以上)的金属，在1小时保温时间内能完成再结晶过程的最低温度，称为再结晶温度)以及绝大多数铝合金的固相线温度，会造成母材性能恶化。虽然部分铝合金可以通过后续的热处理来改善材料性能，该类铝合金属于“可热处理强化”铝合金，但是还有很大部分的铝合金材料焊接后会出现局部或整体的退火软化，且不能再热处理强化，该部分铝合金是属于“不可热处理强化”铝合金。
[0006]因此，在现有铝合金钎焊的工艺中，寻求一种在绝大多数铝合金固相线温度以下进行钎焊连接的方式，并保证焊接接头的可靠性尤为重要，这样不仅可以实现铝合金材料的有效连接，还可以保证铝合金材料的综合性能不损失。

技术实现思路

[0007]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种铝合金的焊接连接方法，使铝合金可以在低于固相线温度甚至低于再结晶温度下进行焊接，进而获得良好的焊接质量。
[0008]本专利技术提供了一种铝合金的连接方法，包括：
[0009]提供堆叠结构，所述堆叠结构包括：第一金属母材，第二金属母材，设置在所述第一金属母材和第二金属母材之间的含锌金属；所述第一金属母材选自铝合金；
[0010]将所述堆叠结构进行焊接。
[0011]优选的，所述含锌金属中锌的质量含量≥70％。
[0012]优选的，所述含锌金属选自纯锌金属和/或锌合金。
[0013]优选的，所述含锌金属的厚度为0.01～2mm。
[0014]本专利技术中采用特定的含锌金属厚度能够获得良好的界面元素融合，若厚度过薄则不能达到连接效果，若厚度较厚则会导致传热不均匀使界面元素融合不充分。
[0015]优选的，所述焊接的温度为400～600℃。
[0016]优选的，所述焊接的时间为3～7min。
[0017]本专利技术中采用特定焊接时间能够使连接界面恰好发生元素扩散和融合，若焊接时间过短则会导致中间合金熔化不充分无法达到连接效果；若焊接时间过长则会导致母材金属向中间合金层熔解造成熔蚀现象。
[0018]优选的，所述焊接在惰性气氛和/或真空条件下进行。
[0019]优选的，所述焊接过程中在堆叠结构上放置重物；
[0020]所述重物的质量为0.1～10kg。
[0021]本专利技术中在焊接过程中压放重物，可以给中间合金层施加一定的力，保证在焊接过程中，中间合金与两边的母材合金均是紧密贴合的，即使受到温度的影响，使得中间合金变软、塌陷，也会保证与两边母材合金贴合良好，能够提升焊接效果。
[0022]优选的，还包括：
[0023]对所述第一金属母材和第二金属母材进行清洗；
[0024]所述清洗为先采用碱溶液清洗，再采用酸溶液清洗。
[0025]本专利技术通过对金属母材表面进行酸碱清洗，能够去除油脂、氧化膜并提高铝合金表面活性，使焊接接头具有更好的质量。
[0026]优选的，所述第一金属母材选自1系铝合金、3系铝合金和6系铝合金中的一种或几种；
[0027]所述第二金属母材选自铝合金、铜合金和钢中的一种或几种。
[0028]本专利技术提供了一种对于两种或两种以上的铝合金材料(包括但不仅限于铝合金和铝合金，也可以是铝合金和铜合金、铝合金和钢)的连接(焊接)方式。为了解决铝合金焊接的技术矛盾点，本专利技术的关键在于，首先控制焊接温度不超过铝合金的再结晶温度，更加远离铝合金材料的固相线温度(过烧温度)；其次是控制焊接时长，做到“短时高效”的焊接工艺保证焊接接头性能。
[0029]本专利技术以市面常见的铝合金牌号为母材，以及纯锌片或锌合金片为中间连接合金，采用“叠层”结构形式，在真空或惰性气氛的环境下加热，使得两侧的铝合金母材进行连接。本专利技术中的加热温度在400～600℃，以纯锌片或锌合金片为中间连接合金，从原材料角度出发，材料易获得且成本低廉。本专利技术中纯锌的熔点约419℃，并且由锌
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铝二元合金相图可知，锌、铝元素在400～600℃温度区间，最大可以实现97.2％的锌元素融于铝基体，使用纯锌片或锌及其合金片作为焊接连接金属，不仅可以保证铝合金在400～600℃实现高效连接，还可以保证铝合金母材性能不恶化。
附图说明
[0030]图1为本专利技术实施例中堆叠结构的结构示意图；
[0031]图2为本专利技术实施例1焊接后的焊接接头的金相组织图；
[0032]图3为本专利技术实施例2焊接后的焊接接头的金相组织图；
[0033]图4为本专利技术实施例3焊接后的焊接接头的金相组织图；
[0034]图5为本专利技术实施例4焊接后的焊接接头的金相组织图。
具体实施方式
[0035]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0036]本专利技术提供了一种铝合金的连接方法，包括：
[0037]提供堆叠结构，所述堆叠结构包括：第一金属母材，第二金属母材，设置在所述第一金属母材和第二金本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝合金的连接方法，包括：提供堆叠结构，所述堆叠结构包括：第一金属母材，第二金属母材，设置在所述第一金属母材和第二金属母材之间的含锌金属；所述第一金属母材选自铝合金；将所述堆叠结构进行焊接。2.根据权利要求1所述的铝合金的连接方法，其特征在于，所述含锌金属中锌的质量含量≥70％。3.根据权利要求1所述的铝合金连接方法，其特征在于，所述含锌金属选自纯锌金属和/或锌合金。4.根据权利要求1所述的铝合金的连接方法，其特征在于，所述含锌金属的厚度为0.01～2mm。5.根据权利要求1所述的铝合金的连接方法，其特征在于，所述焊接的温度为400～600℃。6.根据权利要求1所述的铝合金的连接方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈勇，
申请(专利权)人：深圳市英维克科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：