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3.3.1 工艺方法 . 16
3.3.2 剪切结果及分析 . 17
3.3.3 微观结果及分析 . 18
3.4 表面浸镀、预装钎料和保护剂螺柱焊工艺研究.. 19
3.4.1 工艺方法 . 19
3.4.2 仅使用钎料螺柱焊剪切结果及分析 20
3.4.3 浸镀、预装钎料和保护剂工艺螺柱焊剪切结果及分析 .. 22
3.4.4 微观结果及分析 . 24
3.5 本章小结. 25
4 感应钎焊工艺研究. 27
4.1 感应加热原理及优势 27
4.2 感应钎焊过程 27
4.3 感应钎焊结果及分析 28
4.4 感应钎焊的改进方法与探讨 29
4.5 本章小结. 31
结论 32
致 谢.. 33
参考文献.. 34
1 绪论
1.1 选题背景及意义
电弧螺柱焊技术诞生于 1918 年，经过几十年的发展改进，广泛用于汽车制造、造船、机
车、航空、医疗器械、锅炉、化工设备等行业，应用规模在迅速扩大。目前，螺柱焊技术已经
成为西方发达国家的一种基本热加工方法，螺柱的焊接大约 80%通过螺柱焊机完成，所以螺柱
焊技术受到很多学者的研究与关注。
铝具有良好的导电性、导热性、抗腐蚀能力，有利于变形特性以及有较大的比强度，因此
在工业方面得到了广泛的应用。铝及铝合金的机械性能随其纯度而变化，纯度越高，强度越低，
塑性越高[1]
。 6000系列铝合金代表 6061 主要含有镁和硅两种元素，故集中了 4000系列和5000
系列的优点 6061 是一种冷处理铝锻造产品，具有良好的可成型性、可焊接性、可机加工性能，
同时具有中等强度，适用于对抗腐蚀性、氧化性要求高的应用。
1.2 国内外铝合金螺柱焊的发展
1.3铝合金螺柱焊难点
影响铝合金螺柱焊的因素主要是以下物理特点：
(1) 高亲氧能力：在短时间内能够在光泽铝板平面生成高熔点的氧化层(A12O3)，其熔点
温度大约 2050℃。而它的密度较大，约 3.70g/cm3，造成夹渣和增加未熔合的危险。
(2) 低熔点：铝比铁的熔点低很多。铝加热时，当铝还不太红时就已经熔化了。而铁基材
料有十分明显的“粘稠”状态，对纯铝来说，则局限在一个很窄的温度段内。当铝的焊接处看
起来是固态时，转瞬间都已变成稀熔液状态了。因此在焊接铝时要精确控制热量的输入。
(3) 高热导率：铝的热导性比铁的热导性大 3 倍，焊接时要集中线能量。
(4) 弱溶氢能力：铝在固态时完全不能溶解氢。所有在焊接过程中溶入液态铝熔池中的气
体，在熔池凝固之前必须由焊缝中排出。否则，气体将以气孔形式残留在焊缝中。氢气的来源
主要是母材表面的氧化层。这种氧化层具有吸湿性，它可吸引湿气并溶入熔池。采取的对策是
在焊接之前彻底清除待焊工件表面的氧化层。
所以，铝合金螺柱焊很容易产生未熔合、气孔和裂纹缺陷，难以得到高质量的螺柱焊接头。
1.4本课题主要研究内容
以探索铝合金螺柱焊方法和工艺为目的，在陶瓷环的保护下，通过铝合金螺柱表面浸镀
Zn-Ni镀层和凹槽里面加入保护剂，凹槽里面加入钎料，浸镀和凹槽里面加入钎料，浸镀并且
凹槽里面加入钎料和螺柱与陶瓷环之间加入保护剂，感应加热钎焊的技术对铝合金螺柱焊方法
进行探讨与改进，并结合接头的抗剪切力学性能试验，宏微观形态分析对铝合金螺柱焊进行探
讨。具体如下：
（1）相同条件下，通过未进行任何处理的铝合金螺柱和在表面浸镀了 Zn-Ni 镀层及凹槽
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