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    3)相互扩撒理论
    这种理论认为:当钎料熔覆在母材表面时,当母材表面可以被钎料溶解后溶胀时,则钎料与母材之间会越过界面而扩散交织,从而产生扩散交织力。
    4)化学结合理论
    化学键理论认为:钎料中的化学活性区域与母材表面发生化学反应,形成化学键,从而产生化学键力,使钎焊强度提高。由于化学键的强度比分子键高的多,因此,在钎焊过程中希望尽可能多的形成化学键。实践证明,钎料与母材可以形成化学键。
    由于钎料与母材发生化学反应,必须满足一定量子化条件,这就造成难以在钎料与母材表面的每一个接触点上都形成化学键,而只是极小的一部分。因此化学键对钎焊强度的提高,也不可能像理论计算值那样显著。
    5)配位键理论
    近年来,我国不少学者对配位键机理进行了研究,有人认为:“粘接界面的配位键才是粘附力最普遍的、最重要的来源。”配位键力结合是大多数,是钎焊接头产生结合力的主要贡献者。
    1.5本文的主要研究内容
    军用大型车辆需要600多根钢螺柱以固定车体内部的各种元器件,而为了降低车身总重,实现轻量化,提高灵活性与机动性,车身普遍采用高强铝合金材料,因此产生了将铝/钢螺柱焊的课题。
    本课题的主要研究内容包括以下四个方面:
    (1)不同焊接方式的比较;
    (2)真空钎焊工艺试验研究;
    (3)感应钎焊工艺试验研究;
    (4)接头力学性能与微观组织研究。
     
    2 实验材料及设备
    2.1试验材料
    本课题需要焊接的基材为45钢和6061铝合金,金属材料的性质见表2-1。选用的钎料是4047Al-Si药芯焊丝,钎剂牌号为FB3-A,即Nocolok钎剂,主要成分AlF3-CsF和AlF3-CsF-KF[ ]。
    表2-1 6061铝合金与45#钢的主要性能
    名称    密度
    g/cm3    熔点
    ℃    线膨胀系数
    W/(m•K)    晶格类型

    45#    7.98    1450    16.6    bcc
    6061 Al    2.75    652    22.7    fcc

    首先,将铝板加工成φ30mm×40mm的圆柱;用车床将45钢加工成φ16mm×50mm的圆柱。然后用铁刷子机械清除铝板表面的氧化膜,涂以NaOH水溶液,再用酸溶液中和铝表面,随后用干棉团清理掉铝板表面液体,最后在铝表面涂少许丙酮溶液;螺柱表面分别刷镀Ni、Cu、Zn、Ag,然后在砂纸上轻轻磨螺柱端面,使钢螺柱表面平整,磨制过程中不能用力,因为端面镀层的厚度很小,仅为几十微米,再用丙酮溶液轻轻擦拭螺柱端面。
    2.2主要实验设备
    2.2.1螺柱焊感应加热装置
    高频感应钎焊选用国韵高频感应加热电源,配以内径45mm的铜管感应线圈。见图2-1,实验前将铜管包裹抗高温纱布,防止焊接过程中发生短路。实验仪器的功能分区可由方框图2-2表示:其中输出电流为0-1200A,输出电压0-600V,冷却系统由进水口和出水口组成,实验前,应根据仪器指示调节足够的水压,以免铜制高频感应加热线圈过热。同时在线圈周围缠绕抗高温绝缘布,防止线圈与工件接触短路。
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