2024年3月21日发(作者：悟悦欣)
５０
・焊接设备与材料・
文章编号：
１００２－０２５Ｘ
（
２００７
）
０１－００５０－０３
焊接技术第
３６
卷第
１
期
２００７
年
２
月
Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｚｎ钎料性能研究
邹家生，罗新锋，赵宏权
（江苏科技大学先进焊接技术省级重点实验室，江苏镇江
２１２００３
）
摘要：采用
４
种
Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｚｎ
钎料钎焊纯铝和
６０６３
铝合金，研究不同成分钎料的钎焊工艺性能和接头力学性能。试验结果表明：
Ａｌ５５Ｓｉ１０Ｃｕ２０Ｚｎ５
钎料熔点最低，固相线为
４９９．５℃
，液相线为
５２３℃
，比传统的
Ａｌ－Ｓｉ
钎料液相线降低了
６０℃
左右；
Ａｌ６５Ｓｉ１０Ｃｕ２０Ｚｎ５
钎
料相对于其他
３
种
Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｚｎ
钎料，与
ＱＪ２０１
钎剂或
ＱＦ
钎剂匹配，在纯铝和
６０６３
铝合金上均具有最佳的润湿性；采用
ＱＪ２０１
钎剂，
Ａｌ６５Ｓｉ１０Ｃｕ２０Ｚｎ５
钎料无论在钎焊纯铝还是
６０６３
铝合金时，均具有最高的抗剪强度。
关键词：
Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｚｎ
钎料；铝及铝合金；钎焊；力学性能
中图分类号
：
ＴＧ４５３
文献标识码：
Ｂ
铝及铝合金以其优良的物理、化学性能，良好的加工、表
面处理和耐蚀性能，在当代工业材料中占有很重要的地位，被
广泛应用于航天航空、建筑、电器、汽车和船舶等部门
［１
，
２］
。
又由于其比强度高、耐腐蚀性好等优点，是代替钢材等作为结
构材料的理想材料
，同时也是当今所需要的绿色环保、节能材
料。而纯铝、铝合金的连接及其加工工艺在其中起着非常重要
的作用
［３］
。在众多的连接方法中，钎焊作为一种能够可靠地连
接铝及其合金结构件的连接方法而被广泛应用。但铝及其合金
具有硬度低、焊接时表面氧化膜难去除等缺点
，与之匹配的中
温钎料、钎剂研究不成熟，而使得铝及铝合金的更广泛的应用
受到了限制。
传统的
Ａｌ－１２Ｓｉ
钎料（共晶点温度
５７７℃
）可以钎焊某些铝
合金而得到可靠的接头
，但是和这些铝合金的熔化温度相比，
钎焊温度又过高，经常会发生铝合金母材过烧及元器件损坏现
象，因此只能钎焊纯铝和少数几种熔点较高的铝合金，如
有良好的流动性、润湿性。
１
试验材料及设备
本试验所用母材为
１０６０
纯铝和
６０６３
铝合金，母材有关的性
质
［２］
见表
１
。钎料为自制的
Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｚｎ
钎料，其成分见表
２
。试
验采用的钎剂为氯化物钎剂（
ＱＪ２０１
）、氟化物钎剂（
ＱＦ
）。
钎料的润湿性试验根据
ＧＢ１１３６４
—
１９８９
《钎料铺展性和
［５］
进行，铺展性试验试板尺寸为
４０ｍｍ×
填缝试验方法》
４０ｍｍ×２
ｍｍ
；填缝性试验：立板尺寸为
１１０ｍｍ×２０ｍｍ×３ｍｍ
，底板尺
寸为
１１０ｍｍ×３０ｍｍ×３ｍｍ
。所有试验用试板试验前均需在
４００
＃
砂纸上打磨，然后用丙酮在超声波清洗仪中清洗。上述试
验均在
ＳＸ２－５－１２
箱式电阻炉中进行，试验后分别用方格纸和
游标卡尺测出铺展面积和填缝长度。
表
１
母材
特征
合金元素
１０６０
纯铝和
６０６３
铝合金的有关性质
屈服强度固相线
－
液相线抗拉强度
／℃
６４６￣６５７
６１５￣６５５
／ＭＰａ
６９
９０
／ＭＰａ
２８
４８
伸长率
（
％
）
合金状态
退火状态
退火状态
６０６３
，
３Ａ２１
等。而像
７Ａ０４
，
７Ａ０５
等铝合金由于固相线温度低
于
Ａｌ－Ｓｉ
钎料熔点，故不能用该钎料来钎焊。
为了解决这些问题，许多研究人员都在研究一种能够钎焊
绝大多数铝合金而又具有满意连接强度的低熔点钎料。
１０６０９９．６Ａｌ４３
２０
（
％
）
６０６３０．７Ｍｇ－０．４Ｓｉ
表
２
序号
Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｚｎ
钎料成分（质量分数）
Ａｌ
余量
余量
余量
余量
钎料牌号
Ｓｉ
７．５
１０
１０
１０
Ｃｕ
２０
２０
２０
３０
Ｚｎ
２．５
２．５
５．０
５．０
熔化温度
／℃
Ｋａｙａｍｏｔｏ
等人研究了一系列可用于焊接
６０６１
铝合金且具有低熔
点和足够接头强度的
Ａｌ－Ｇｅ－Ｓｉ－Ｍｇ
钎料。然而，
Ｇｅ
的价格使得
这种钎料过于昂贵。
Ｈｕｍｐｓｔｏｎ
和
Ｊａｃｏｂｓｏｎ
等人报道了一种熔化
区间在
５１８￣５３８℃
之间的
Ａｌ－５Ｓｉ－２０Ｃｕ－２Ｎｉ
钎料。
Ｓｕｚｕｋｉ
等人也
曾研究过一系列三元共晶的
Ａｌ－Ｓｉ－Ｚｎ
钎料
［４］
。而笔者主要是研
究了一系列
Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｚｎ
系钎料，该系列由于
Ｃｕ
，
Ｚｎ
元素的加
入
，不仅使得该系钎料熔点降低
（
大约在
５００～５７７℃）
，而且具
ａ
ｂ
ｃ
ｄ
Ａｌ６７．５Ｓｉ１０Ｃｕ２０Ｚｎ２．５
Ａｌ７０Ｓｉ７．５Ｃｕ２０Ｚｎ２．５
Ａｌ６５Ｓｉ１０Ｃｕ２０Ｚｎ５
Ａｌ５５Ｓｉ１０Ｃｕ３０Ｚｎ５
５１３．７￣５２９．２
５１５．４￣５２９．５
４９９．５￣５２３．０
５１４．９￣５２９．７
钎焊接头力学性能试验参照
ＧＢ１１３６３
—
１９８９
《钎焊接头
［６］
进行。搭接接头试板尺寸为
８０ｍｍ×
强度试验方法》
２４ｍｍ×３
ｍｍ
，搭接长度为
１．５±０．０３ｍｍ
。采用不同成分的
Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｚｎ
钎料，匹配
ＱＪ２０１
钎剂或
ＱＦ
钎剂，相应的钎焊温度为
５３０
，
５７０
收稿日期：
２００６－０８－２８
基金项目：江苏省自然科学基金项目（
ＢＫ２００３０４５
）
℃
。钎焊试验亦在
ＳＸ２－５－１２
箱式电阻炉中进行。焊后将试样
加工成图
１
所示的剪切试验试样。搭接接头剪切试验在
ＷｅｌｄｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＶｏｌ．３６Ｎｏ．１Ｆｅｂ．２００７
ＣＭＴ５２０５
电子拉伸试验机上进行，加载速率为
０．５ｍｍ／ｍｉｎ
，试
验数据均为
３
个试样的平均值。
１５８
・焊接设备与材料・
５１
（固定其他元素含量不变），钎料的熔化温度反而出现了升高
的趋势
，这主要是由于随着
Ｃｕ
含量的增加，
Ｃｕ
和
Ａｌ
形成
ＣｕＡｌ
２
化合物，阻碍界面张力的降低，可能引起熔化温度的升高。
由表
２
钎料合金熔化温度范围，根据钎焊温度应高于钎料
液相线温度
２０￣３０℃
的原则，同时根据本试验用钎剂的熔化温
２
４
度
（氯化物钎剂
４００℃
，氟化物钎剂
５６０℃
）和母材固相线定
出不同钎剂的钎焊温度：采用氯化物钎剂钎焊时，钎焊温度为
１．５±０．０３
５４０℃
；采用氟化物钎剂时，钎焊温度为
５７０℃
。由此可见，
试验用钎料大大降低了采用传统
Ａｌ－Ｓｉ
共晶钎料钎焊时的温度
（
６２０℃
）。
２
２．２
图
１
钎焊接头剪切试验试样示意图
Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｚｎ
钎料润湿性试验
４
种不同成分
Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｚｎ
钎料在
１０６０
和
６０６３
铝合金上的铺
展面积和填缝长度见表
３
、表
４
。
表
３Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｚｎ
钎料在
１０６０
上润湿性试验结果
铺展面积
／ｍｍ
２
填缝长度
／ｍｍ
２
２．１
试验结果及讨论
钎料熔化温度范围测定
本试验采用的
４
种
Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｚｎ
钎料的差热分析曲线
（ＤＴＡ）
钎料
ＱＪ２０１
Ａｌ６７．５Ｓｉ１０Ｃｕ２０Ｚｎ２．５
Ａｌ７０Ｓｉ７．５Ｃｕ２０Ｚｎ２．５
Ａｌ６５Ｓｉ１０Ｃｕ２０Ｚｎ５
－２２．００
－２４．００
－２６．００
功
率
／
μ
Ｖ
ＱＦ
９３６
６６２
６３２
６２０
ＱＪ２０１
６３．２
６１．１
６３．８
６１．３
ＱＦ
６３．０
６２．８
７１．２
７４．２
２６６
２１０
２６８
１９７
如图
２
所示。
－２０．００
－２５．００
功
率
／
μ
Ｖ
５１３．７℃
５２９．２℃
－２２．７４μＶ
－２３．５３μＶ
５１５．４℃
－２３．２７μＶ
５２９．５℃
－２５．９３μＶ
Ａｌ５５Ｓｉ１０Ｃｕ３０Ｚｎ５
表
４
钎料
Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｚｎ
钎料在
６０６３
上润湿性试验结果
铺展面积
／ｍｍ
２
填缝长度
／ｍｍ
－３０．００
－３５．００
５２２．４℃
－３６．３２μＶ
－４０．００
加热速率：
１０℃／ｍｉｎ
试样：
Ａｌ６７．５Ｓｉ１０Ｃｕ２０Ｚｎ２．５
－４５．００
５００．０５５０．０
温度
／℃
（
ａ
）
Ａｌ６７．５Ｓｉ１０Ｃｕ２０Ｚｎ２．５
－２２．００
－２４．００
－２６．００
－２８．００
－３０．００
－３２．００
５１６．０℃
－３１．７４μＶ
－３４．００
加热速率：
１０℃／ｍｉｎ
－３６．００
试样：
Ａｌ６７．５Ｓｉ１０Ｃｕ２０Ｚｎ２．５
５００．０
温度
／℃
（
ｃ
）
Ａｌ６５Ｓｉ１０Ｃｕ２０Ｚｎ５
图
２
－２８．００
－３０．００
－３２．００
－３４．００
５２０．５℃
－３３．１２μＶ
Ａｌ６７．５Ｓｉ１０Ｃｕ２０Ｚｎ２．５
Ａｌ７０Ｓｉ７．５Ｃｕ２０Ｚｎ２．５
Ａｌ６５Ｓｉ１０Ｃｕ２０Ｚｎ５
Ａｌ５５Ｓｉ１０Ｃｕ３０Ｚｎ５
ＱＪ２０１
２４９
２５６
２９８
２０４
ＱＦ
６３２
６４２
６３３
６１２
ＱＪ２０１
６１．８
５９．２
６３．２
５９．６
ＱＦ
７３．７
４８．２
６６．８
６２．８
加热速率：
１０℃／ｍｉｎ
－３６．００
试样：
Ａｌ７０Ｓｉ７．５Ｃｕ２０Ｚｎ２．５
５００．０５５０．０
温度
／℃
从表
３
、表
４
可以看出：所制备的
Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｚｎ
钎料在
１０６０
和
６０６３
铝合金上均具有良好的润湿性，但采用
ＱＦ
钎剂时，钎
料铺展面积和填缝长度均高于采用
ＱＪ２０１
钎剂。这主要与钎剂
的性质及去膜能力有关，对氟化物钎剂而言，因其所含
Ｆ
－
浓度
相当高，使其具备较强的去膜能力。另外，由于氟化物钎剂熔
化温度达到
５６０℃
左右，与
Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｚｎ
钎料不匹配，为了确
保润湿，试验中把钎焊温度定在
５７０℃
，高于采用氯化物钎剂
钎焊时的
５４０℃
，这对提高钎料的润湿性亦有影响。
从上述试验结果中发现，
Ａｌ６５Ｓｉ１０Ｃｕ２０Ｚｎ５
钎料在不同的钎
料、钎剂和母材的组合中，其铺展面积和填缝长度均表现出最好
的综合性能。可以认为，在上述
４
种钎料中，
Ａｌ６５Ｓｉ１０Ｃｕ２０Ｚｎ５
钎
料的润湿性最好。
根据钎料润湿性理论
，钎料的润湿角与以下因素有关
［７］
：
（
１
）
ｃｏｓθ＝
（
σ
ＳＧ
－σ
ＬＳ
）
／σ
ＬＧ
，
式中：
θ
为润湿角；
σ
ＳＧ
，
σ
ＬＳ
，
σ
ＬＧ
分别为固
－
气、液
－
固、液
－
气界
面间的界面张力。
钎料对母材的润湿角越小，则表明钎料的铺展性能越好。
从式（
１
）可以看出，增
σ
ＳＧ
增大，
σ
ＬＳ
或
σ
ＬＧ
减小，都能使
ｃｏｓθ
（
ｂ
）
Ａｌ７０Ｓｉ７．５Ｃｕ２０Ｚｎ２．５
４９９．５℃
－２２．３２μＶ
５２３．０℃
－２５．０３μＶ
功
率
／
μ
Ｖ
５１４．９
℃
－２３．１３μＶ
－２５．００
－３０．００
－３５．００
５２９．７℃
－２６．３０μＶ
功
率
／
μ
Ｖ
５２２．１℃
－３５．５６μＶ
加热速率：
１０℃／ｍｉｎ
－４０．００
试样：
Ａｌ５５Ｓｉ１０Ｃｕ３０Ｚｎ５
５００．０
温度
／℃
（
ｄ
）
Ａｌ５５Ｓｉ１０Ｃｕ３０Ｚｎ５
５５０．０５５０．０
Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｚｎ
钎料差热分析曲线
由
ＤＴＡ
曲线得出的各种
Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｚｎ
钎料的熔化温度区间如
表
２
所示。从图
２
中的
ＤＴＡ
曲线可以看出这
４
种不同成分的
Ａｌ－Ｓｉ－
Ｃｕ－Ｚｎ
钎料的熔化曲线都不是一般的单峰，而是双峰。这可能
是由于钎料中含有的不同结晶相具有不同的熔化温度所致。
从图
２
中还可以看出，随着
Ｓｉ
，
Ｃｕ
，
Ｚｎ
含量的增加，钎料
的总体熔化温度是下降的
，但当
ｗ
（
Ｃｕ
）从
２０％
增加到
３０％
时
大、
θ
角减小，即能改善液态钎料铺展性能。
Ｓｉ
，
Ｃｕ
元素在高
５２
・焊接设备与材料・
温和室温下在
Ａｌ
中的溶解度高，母材对元素
Ｓｉ
，
Ｃｕ
的吸引力
较大，使钎料的内部原子容易被拉向固
－
液界面
，
使得固
－
液界
面张力大大降低，即
σ
ＬＳ
大大减小
，
减小钎料对母材的润湿角，
提高了钎料的铺展性能。但由于
Ｃｕ
和
Ａｌ
形成
ＣｕＡｌ
２
，阻碍界面
张力的降低，所以随着
Ｃｕ
含量的增加，其对钎料铺展性能的
改善作用有所减弱。另外，
Ｚｎ
，
Ｓｉ
元素均能起到降低熔点的作
用，在相同的钎焊温度下，有利于提高润湿性。从上述分析可
知，
Ａｌ６５Ｓｉ１０Ｃｕ２０Ｚｎ５
钎料相对于其他
３
种钎料，
Ｚｎ
，
Ｓｉ
含量
高
，而
Ｃｕ
的含量低，在
４
种钎料中应该有最佳的润湿性，试验
结果亦证实了上述理论分析的合理性。但也有研究表明
［２，８］
焊接技术第
３６
卷第
１
期
２００７
年
２
月
（
２
）
ＫＡｌＦ
４
＋Ｍｇ→ＫＭｇＦ
３
＋Ｋ
３
ＡｌＦ
６
。
由于
Ｍｇ
和钎剂的相互作用，一方面产生了
ＭｇＦ
２
，
ＫＭｇＦ
３
等
高熔点产物，另一方面使钎剂的有效成分减少，使得氟化物钎
剂在钎焊
６０６３
铝合金时比使用氯化物钎剂时更容易失效。
此外更主要的原因是由于氟化物钎剂的熔化温度比钎料的
熔点要高，导致在钎焊时，随着温度的升高，钎料将先于钎剂
熔化，使得氟化物钎剂失去了其原有的作用，如去除氧化膜、
加强润湿性等。而氯化物钎剂的熔化温度与该钎料的熔点相匹
配
，即略低于钎料熔化温度，使其能良好地发挥作用。
从前面的试验结果中还可以看到，采用
ＱＪ２０１
钎剂，
：
当
ｗ
（
Ｓｉ
）大于
１０％
时，在相同的试验条件下，同种钎料不管在
Ａｌ６５Ｓｉ１０Ｃｕ２０Ｚｎ５
钎料无论在钎焊纯铝还是
６０６３
铝合金时，均
具有最高的抗剪强度，这和前面润湿性试验结果相一致。说明
１０６０
还是
６０６３
上的铺展面积、填缝长度、断裂强度都呈下降趋
势。主要是由于
Ａｌ－Ｓｉ
共晶钎料中
ｗ（Ｓｉ）
为
１２．６％
，共晶组织中的
Ａｌ６５Ｓｉ１０Ｃｕ２０Ｚｎ５
钎料在所研究的
４
种
Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｚｎ
钎料中，其
工艺性和接头力学性能均最佳。
Ｓｉ
相可呈现卷曲的片状，降低了其性能，出现偏析等现象。
２．３
钎焊接头力学性能
采用
Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｚｎ
钎料钎焊
１０６０
和
６０６３
铝合金的接头剪切
试验结果如表
５
和图
３
所示。
表
５
３
结论
（
１
）所研究的
４
种
Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｚｎ
钎料中，
Ａｌ５５Ｓｉ１０Ｃｕ２０Ｚｎ５
Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｚｎ
钎料钎焊
１０６０
和
６０６３
铝合金接头的抗剪强度
抗剪强度
／ＭＰａ
（
１０６０
）抗剪强度
／ＭＰａ
（
６０６３
）
钎料熔点最低，固相线为
４９９．５℃
，液相线为
５２３℃
，比传统
的
Ａｌ－Ｓｉ
钎料液相线降低了
６０℃
左右。
（
２
）
Ａｌ６５Ｓｉ１０Ｃｕ２０Ｚｎ５
钎料相对于其他
３
种
Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｚｎ
钎
料
，匹配
ＱＪ２０１
钎剂或
ＱＦ
钎剂，在
１０６０
和
６０６３
铝合金上均具有
最佳的润湿性。
（
３
）在本试验范围内，采用
ＱＪ２０１
钎剂，
Ａｌ６５Ｓｉ１０Ｃｕ２０Ｚｎ５
钎料无论在钎焊
１０６０
还是
６０６３
铝合金时，均具有最高的抗剪强
度。
钎料
ＱＪ２０１
Ａｌ６７．５Ｓｉ１０Ｃｕ２０Ｚｎ２．５
Ａｌ７０Ｓｉ７．５Ｃｕ２０Ｚｎ２．５
Ａｌ６５Ｓｉ１０Ｃｕ２０Ｚｎ５
Ａｌ５５Ｓｉ１０Ｃｕ３０Ｚｎ５
１４０
１２０
抗
剪
强
度
／
Ｍ
Ｐ
ａ
ＱＦ
６４．４
５５．２
５２．２
４９．３
ＱＪ２０１
１３０．４
１０５．９
１３２．７
１０３．５
ＱＦ
９９．６
９０．９
１０４．１
７４．８
７０．５
５９．７
７９．２
３２．４
１００
８０
６０
４０
２０
０
ａ
图
３
参考文献：
ＱＪ２０１
ＱＦ
［１］
张士林，任颂赞
．
简明铝合金手册
［Ｍ］．
上海：上海科技文献出版
社，
２００１．１－１００．
［２］
张启运，庄鸿寿
．
钎焊手册
［Ｍ］．
北京：机械工业出版社，
１９９８．
２５－７２．
ｂ
钎料
ｃｄ
［３］
于文花，肖爱群
．
铝合金真空钎焊用低温铝基钎料的研究
［Ｊ］．
航空
制造技术，
２００５
，
１２（６）
：
１０－１２．
Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｚｎ
钎料钎焊
６０６３
接头的抗剪强度
［４］ＴｓａｏＬＣ，ＣｈｉａｎｇＭＪ，ＬｉｎＷＨ，ｅｔａｌ．Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｚｉｎｃａｄｄｉｔｉｏｎｓｏｎ
ｔｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｍｅｌｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｏｆＡｌ－Ｓｉ－Ｃｕｆｉｌｌｅｒｍｅｔａｌｓ
［Ｊ］．ＭａｔｅｒｉａｌｓＣｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ
，
２００２
，
４８
：
３４１－３４６．
［５］
金属焊接国家标准委员会
．
金属焊接国家标准汇编—钎料铺展性
及填缝性试验方法
［Ｍ］．
北京：中国标准出版社，
１９９０．
由表
５
和图
３
可看出，不论在
１０６０
铝上还是在
６０６３
铝合金
上
，匹配氯化物钎剂所钎焊的接头，其抗剪强度均高于采用氟
化物钎剂的接头，这和前面润湿性试验的结果相反。分析原因
如下：在润湿性试验中，钎剂全部覆盖钎料，再加上快速加
热，因此，钎剂和钎料熔化温度不匹配的问题不突出。在搭接
接头钎焊试验中，由于搭接面需要钎剂熔化后再流入，因此，
钎剂和钎料熔化温度不匹配肯定会影响钎料的润湿和母材的相
互作用，从而导致接头强度的降低。从试验结果中发现：这种
效应在钎焊
６０６３
铝合金时更为明显。这可能还和钎焊
６０６３
铝合
金时
，氟化物钎剂与
Ｍｇ
的化学反应所导致的失效因素有关。
有研究表明
［９］
：
［６］
［７］
［８］
ＧＢ１１３６３
—
１９８９，
钎焊接头强度试验方法
［Ｓ］．１９９０．
邹僖
．
钎焊
［Ｍ］．
北京
：
机械工业出版社
，１９９４．３－２３．
颖，康慧，等
．
合金元素
Ｃｕ
，
Ｓｉ
，
Ｎｉ
对
Ａｌ
基钎料于文花，朱
的影响
［Ｊ］．
焊接技术，
２００３
，
３２（２）
：
３３－３５．
［９］
邹家生，韩逸生
．
用氟化物钎剂钎焊含镁铝合金时的失效机理分
析
［Ｊ］．
华东船舶工业学院学报，
１９９７
，
１１（４）
：
５７－６１．
作者简介：邹家生（
１９６５
—），男，博士，教授，主要从事新材料及
连接技术
．
６０６３
铝合金中
ｗ
（
Ｍｇ
）为
０．７％
和氟化物会发生如下反应：
Ⅱ
・英文标题、摘要及关键词・
焊接技术第
３６
卷第
１
期
２００７
年
２
月
ｕｎｄｅｒｔｈｅｈｉｇｈｐｒｅｓｓｕｒｅａｔｍｏｓｐｈｅｒｅｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｓｉｓｆｏｕｎｄｅｄ．ＴｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｗｅｌｄｉｎｇｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｏｆＸ５６ｐｉｐｅｌｉｎｅｓｔｅｅｌｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
ｐｒｅｓｓｕｒｅｓｓｕｃｈａｓ０．１，０．３，０．５，０．７ＭＰａｈａｓｂｅｅｎｄｏｎｅ，ａｎｄｔｈｅｇｏｏｄｅｆｆｅｃｔｏｆｏｎｅ－ｓｉｄｅｗｅｌｄｉｎｇｗｉｔｈｂａｃｋｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｓａｃｑｕｉｒｅｄｔｈｒｏｕｇｈ
ｔｈｅｃｈｏｉｃｅｏｆｒｅａｓｏｎａｂｌｅｗｅｌｄｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｙｐｅｒｂａｒｉｃｗｅｌｄｉｎｇ，ａｒｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ，ｗｅｌｄｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ＳｔｕｄｙｏｎＡｌ／Ｃｕｄｉｓｓｉｍｉｌａｒｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓｍｅｔａｌｓｖａｃｕｕｍｂｒａｚｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ＭＡＨａｉ－ｊｕｎ，ＬＩＹａ－ｊｉａｎｇａｎｄＷＡＮＧＪｕａｎ
（ＫｅｙＬａｂｏｆＬｉｑｕｉｄＳｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄＨｅｒｅｄｉｔｙｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＳｈａｎｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉｎａｎ２５００６１，Ｓｈａｎｄｏｎｇｐｒｏ．，Ｃｈｉｎａ）
Ｐ３６－３８
Ａｂｓｔｒａｃｔ
：
ＡｉｍｅｄａｔｔｈｅｖａｃｕｕｍｂｒａｚｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒＡｌ／Ｃｕｄｉｓｓｉｍｉｌａｒｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓｍｅｔａｌｓ，ｒｅｍｏｖａｌｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｔｈｅｏｘｉｄｅｆｉｌｍａｎｄ
ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｏｆｔｈｅｉｎｔｅｒｆａｃｅｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄｒｅｇａｒｄｉｎｇｆｉｌｌｅｒｓｅｌｅｃｔｉｏｎ，ｃｌｅａｎｉｎｇｏｆｔｈｅｗｏｒｋｐｉｅｃｅｓ，ｊｏｉｎｔｆｉｔｔｉｎｇａｎｄｂｒａｚｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ｋｅｙ－ｐｏｉｎｔ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｂｒａｚｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｈｅａｔｉｎｇｒａｔｅ，ｈｏｌｄｉｎｇｔｉｍｅａｎｄｖａｃｕｕｍｄｅｇｒｅｅｏｎｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＡｌ－Ｃｕｖａｃｕｕｍ
ｂｒａｚｉｎｇｊｏｉｎｔｗａｓａｎａｌｙｓｅｄ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔＭｇｏｆ１％￣１．５％ａｄｄｅｄｉｎｔｏｔｈｅＡｌ－Ｓｉｆｉｌｌｅｒｍｅｔａｌｗａｓｂｅｎｅｆｉｃｉａｌｔｏｔｈｅｒｅｍｏｖｉｎｇｏｆ
ｔｈｅｏｘｉｄｅｆｉｌｍ．Ｔｈｅｅｒｏｓｉｏｎｏｆｔｈｅｂａｓｅｍａｔｅｒｉａｌｓｗａｓａｆｆｅｃｔｅｄｂｙｔｈｅｂｒａｚｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｈｏｌｄｉｎｇｔｉｍｅａｎｄｑｕａｎｔｉｔｙｏｆｔｈｅｆｉｌｌｅｒｍｅｔａｌｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ａｌ／Ｃｕｖａｃｕｕｍｂｒａｚｉｎｇ，ｒｅｍｏｖａｌｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｏｘｉｄｅｆｉｌｍ，Ａｌ－Ｓｉｆｉｌｌｅｒｍｅｔａｌ，ｅｒｏｓｉｏｎ
Ｆｕｚｚｙｃｏｎｔｒｏｌｏｆｓｅａｍｔｒａｃｋｉｎｇｓｙｓｔｅｍｗｉｔｈｌｅａｄｉｎｇｓｅｎｓｏｒ
ＹＩＮＹｉ，ＨＯＮＧＢｏ，ＺｈａｎｇＣｈｅｎ－ｓｈｕ，ｅｔａｌ．
（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＰｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｎｃｈａｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｃｈａｎｇ３３００９９
，
Ｊｉａｎｇｘｉｐｒｏ．，Ｃｈｉｎａ）Ｐ４１－４４
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｂａｓｉｃｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｓｅａｍｔｒａｃｋｉｎｇｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎｆｕｚｚｙｃｏｎｔｒｏｌｗｉｔｈｌｅａｄｉｎｇｓｅｎｓｏｒｗａｓｓｔａｔｅｄ．Ｔｈｅｔｗｏ－
ｉｎｐｕｔａｎｄｓｉｎｇｌｅ－ｏｕｔｐｕｔｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄ，ａｎｄｔｈｅｆｕｚｚｙｃｏｎｔｒｏｌｔａｂｌｅｉｓａｃｑｕｉｒｅｄｗｈｉｃｈｃａｎｂｅａｐｐｌｉｅｄｔｏｃｏｎｔｒｏｌｅｘｅｃｕｔｉｏｎ
ｍａｃｈｉｎｉｏｎ．Ａｎｄｔｈｅｄｅｌａｙｏｆｔｏｒｃｈｅｘｅｃｕｔｉｏｎｈａｓｂｅｅｎｓｏｌｖｅｄ．Ａｓｅａｍｔｒａｃｋｉｎｇｓｙｓｔｅｍｈａｓｂｅｅｎｐｒｏｄｕｃｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｉｓｔｈｅｏｒｙ．Ｓｅａｍ
ｔｒａｃｋｉｎｇｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｙｓｔｅｍｐｒｅｃｉｓｉｏｎｍｅｅｔｓｔｈｅｄｅｍａｎｄｏｆｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ．Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍａｌｓｏｈａｓｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｏｆ
ｌｏｗｃｏｓｔ，ｓｉｍｐｌｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｇｏｏｄｂｅｈａｖｉｏｒ，ｗｈｉｃｈｂｒｉｎｇｔｈｅｓｙｓｔｅｍｈｉｇｈｌｙｐｒａｃｔｉｃａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｖａｌｕｅ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｅａｍｔｒａｃｋｉｎｇ，ｌｅａｄｉｎｇｓｅｎｓｏｒ，ｆｕｚｚｙｃｏｎｔｒｏｌ
ＳｔｕｄｙｏｎｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＡｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｚｎｆｉｌｌｅｒｍｅｔａｌｓ
ＺＯＵＪｉａ－ｓｈｅｎｇ
，
ＬＵＯＸｉｎ－ｆｅｎｇａｎｄＺＨＡＯＨｏｎｇ－ｑｕａｎ
（ＰｒｏｖｉｎｃｉａｌＫｅｙＬａｂｏｆＡｄｖａｎｃｅｄＷｅｌｄｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ２１２００３，Ｊｉａｎｇｓｕｐｒｏ．，
Ｃｈｉｎａ）Ｐ５０－５２
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｌｕｍｉｎｕｍａｎｄ６０６３ａｌｕｍｉｎｕｍａｌｌｏｙａｒｅｊｏｉｎｅｄｂｙｕｓｉｎｇａｓｅｒｉｅｓｏｆＡｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｚｎ．ｂｒａｚｉｎｇｆｉｌｌｅｒｍｅｔａｌｓ．Ｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌａｎｄ
ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｂｒａｚｉｎｇｆｉｌｌｅｒｍｅｔａｌｓａｒｅｓｔｕｄｉｅｄ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔｔｈｅＡｌ５５Ｓｉ１０Ｃｕ２０Ｚｎ５ｆｉｌｌｅｒｍｅｔａｌ
ｈａｓｔｈｅｌｏｗｅｓｔｍｅｌｔｉｎｇｐｏｉｎｔ．Ｉｔｓｓｏｌｉｄｕｓｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｓ４９９．５
℃ａｎｄｌｉｑｕｉｄｕｓｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｓ５２３℃，ｗｈｉｃｈｉｓ６０℃ｌｏｗｅｒｔｈａｎｔｈｅ
ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌＡｌ－Ｓｉｆｉｌｌｅｒｍｅｔａｌ．ＣｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｏｔｈｅｒｔｈｒｅｅｋｉｎｄｓｏｆＡｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｚｎｆｉｌｌｅｒｍｅｔａｌｓ，ｔｈｅＡｌ６５Ｓｉ１０Ｃｕ２０Ｚｎ５ｈａｓｔｈｅｂｅｓｔ
ｗｅｔｔａｂｉｌｉｔｙｏｎａｌｕｍｉｎｕｍａｎｄ６０６３ａｌｕｍｉｎｕｍａｌｌｏｙｍａｔｃｈｅｄｗｉｔｈＱＪ２０１ｏｒＱＦｆｌｕｘ．ＡｄｏｐｔｉｎｇｔｈｅＱＪ２０１ｆｌｕｘ，ｔｈｅＡｌ６５Ｓｉ１０Ｃｕ２０Ｚｎ５ｆｉｌｌｅｒ
ｍｅｔａｌｈａｓｔｈｅｇｒｅａｔｅｓｔｓｈｅａｒｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｎｏｍａｔｔｅｒｏｎａｌｕｍｉｎｕｍｏｒ６０６３ａｌｕｍｉｎｕｍａｌｌｏｙ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｚｎｆｉｌｌｅｒｍｅｔａｌ，ａｌｕｍｉｎｕｍａｎｄａｌｕｍｉｎｕｍａｌｌｏｙ，ｂｒａｚｉｎｇ，ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｙ
Ｏｎ－ｌｉｎｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｄｉａｇｎｏｓｉｓｏｆｃｏａｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｎｐｌａｓｍａｓｐｒａｙ
ＸＩＡＷｅｉ－ｓｈｅｎｇ，ＺＨＡＮＧＨａｉ－ｏｕａｎｄＷＡＮＧＧｕｉ－ｌａｎ
（ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＭａｔｅｒｉａｌＦｏｒｍｉｎｇａｎｄＤｉｅ＆ＭｏｕｌｄＴｅｃｈ．，ＨｕａｚｈｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉ．＆Ｔｅｃｈ．，Ｗｕｈａｎ４３００７４，Ｈｕｂｅｉｐｒｏ．，
Ｃｈｉｎａ）Ｐ５９－６２
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｅｐａｐｅｒ，ｓｕｂｓｔｒａｔｅａｎｄｃｏａｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｗｅｒｅｏｎ－ｌｉｎｅｍｏｎｉｔｏｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｈｅｌｐｏｆｉｎｆｒａｒｅｄｔｈｅｒｍｏｍｅｔｅｒ，ａｎｄｔｈｅ
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ－ｔｉｍｅｅｖｏｌｕｔｉｏｎｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｉｅｌｄｓｏｆｔｈｅｃｏａｔｉｎｇｔａｋｅｎｂｙｔｈｅｒｍａｌｉｍａｇｅｒｗｈｅｎｔｈｅｃｏａｔｉｎｇｄａｍａｇｅ
ｈａｐｐｅｎｅｄｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄｔｈａｔｃｏａｔｉｎｇｄａｍａｇｅｓａｌｗａｙｓｈａｐｐｅｎｉｎｔｈｅｈｉｇｈｅｒｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｒｅａａｎｄｔｈｅ
ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎａｒｅａｆｒｏｍｔｈｅｈｉｇｈｅｒｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｔｏｔｈｅｌｏｗｅｒｉｎｔｈｅｓｕｂｓｔｒａｔｅｂｅｃａｕｓｅｏｆｈｉｇｈｔｈｅｒｍａｌｓｔｒｅｓｓ，ａｎｄｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ
５０℃ｏｒｅｖｅｎｈｉｇｈｅｒ
ｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｐｅａｋｉｎｔｈｅｓｃｏｐｅｏｆｃｏａｔｉｎｇｄａｍａｇｅａｎｄｔｈｅｍｅａｎｏｆｔｈｅｒｅｌｅｖａｎｔｃｉｒｃｕｍａｍｂｉｅｎｃｅｒｅｇｉｏｎｓｉｓｂｅｙｏｎｄ３０
～
ｉｎｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｖｅｒｓｕｓｔｉｍｅｃｕｒｖｅ．Ｉｎｂｒｉｅｆ，ａｎｏｖｅｌｆｅａｓｉｂｌｅａｐｐｒｏａｃｈｗａｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｆｏｒｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｃｏｎｔｒｏｌｏｆｐｌａｓｍａｓｐｒａｙ，ａｎｄｄｉａｇｎｏｓｉｓ
ｒｅｓｕｌｔｓｏｆｃｏａｔｉｎｇｄａｍａｇｅｐｒｏｖｉｄｅｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｏｆｃｏａｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｗｉｔｈｔｈｅｐｒｅ－ｗａｒｎｉｎｇｏｆｃｏａｔｉｎｇｄａｍａｇｅａｎｄｔｈｅｆｏｃｕｓｉｎｇ
ｓｃｏｐｅｉｎｐｌａｓｍａｓｐｒａｙ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｌａｓｍａｓｐｒａｙ，ｃｏａｔｉｎｇ，ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｏｎ－ｌｉｎｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ，ｄａｍａｇｅ，ｐｒｏｃｅｓｓｄｉａｇｎｏｓｉｓ
2024年3月21日发(作者：悟悦欣)
５０
・焊接设备与材料・
文章编号：
１００２－０２５Ｘ
（
２００７
）
０１－００５０－０３
焊接技术第
３６
卷第
１
期
２００７
年
２
月
Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｚｎ钎料性能研究
邹家生，罗新锋，赵宏权
（江苏科技大学先进焊接技术省级重点实验室，江苏镇江
２１２００３
）
摘要：采用
４
种
Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｚｎ
钎料钎焊纯铝和
６０６３
铝合金，研究不同成分钎料的钎焊工艺性能和接头力学性能。试验结果表明：
Ａｌ５５Ｓｉ１０Ｃｕ２０Ｚｎ５
钎料熔点最低，固相线为
４９９．５℃
，液相线为
５２３℃
，比传统的
Ａｌ－Ｓｉ
钎料液相线降低了
６０℃
左右；
Ａｌ６５Ｓｉ１０Ｃｕ２０Ｚｎ５
钎
料相对于其他
３
种
Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｚｎ
钎料，与
ＱＪ２０１
钎剂或
ＱＦ
钎剂匹配，在纯铝和
６０６３
铝合金上均具有最佳的润湿性；采用
ＱＪ２０１
钎剂，
Ａｌ６５Ｓｉ１０Ｃｕ２０Ｚｎ５
钎料无论在钎焊纯铝还是
６０６３
铝合金时，均具有最高的抗剪强度。
关键词：
Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｚｎ
钎料；铝及铝合金；钎焊；力学性能
中图分类号
：
ＴＧ４５３
文献标识码：
Ｂ
铝及铝合金以其优良的物理、化学性能，良好的加工、表
面处理和耐蚀性能，在当代工业材料中占有很重要的地位，被
广泛应用于航天航空、建筑、电器、汽车和船舶等部门
［１
，
２］
。
又由于其比强度高、耐腐蚀性好等优点，是代替钢材等作为结
构材料的理想材料
，同时也是当今所需要的绿色环保、节能材
料。而纯铝、铝合金的连接及其加工工艺在其中起着非常重要
的作用
［３］
。在众多的连接方法中，钎焊作为一种能够可靠地连
接铝及其合金结构件的连接方法而被广泛应用。但铝及其合金
具有硬度低、焊接时表面氧化膜难去除等缺点
，与之匹配的中
温钎料、钎剂研究不成熟，而使得铝及铝合金的更广泛的应用
受到了限制。
传统的
Ａｌ－１２Ｓｉ
钎料（共晶点温度
５７７℃
）可以钎焊某些铝
合金而得到可靠的接头
，但是和这些铝合金的熔化温度相比，
钎焊温度又过高，经常会发生铝合金母材过烧及元器件损坏现
象，因此只能钎焊纯铝和少数几种熔点较高的铝合金，如
有良好的流动性、润湿性。
１
试验材料及设备
本试验所用母材为
１０６０
纯铝和
６０６３
铝合金，母材有关的性
质
［２］
见表
１
。钎料为自制的
Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｚｎ
钎料，其成分见表
２
。试
验采用的钎剂为氯化物钎剂（
ＱＪ２０１
）、氟化物钎剂（
ＱＦ
）。
钎料的润湿性试验根据
ＧＢ１１３６４
—
１９８９
《钎料铺展性和
［５］
进行，铺展性试验试板尺寸为
４０ｍｍ×
填缝试验方法》
４０ｍｍ×２
ｍｍ
；填缝性试验：立板尺寸为
１１０ｍｍ×２０ｍｍ×３ｍｍ
，底板尺
寸为
１１０ｍｍ×３０ｍｍ×３ｍｍ
。所有试验用试板试验前均需在
４００
＃
砂纸上打磨，然后用丙酮在超声波清洗仪中清洗。上述试
验均在
ＳＸ２－５－１２
箱式电阻炉中进行，试验后分别用方格纸和
游标卡尺测出铺展面积和填缝长度。
表
１
母材
特征
合金元素
１０６０
纯铝和
６０６３
铝合金的有关性质
屈服强度固相线
－
液相线抗拉强度
／℃
６４６￣６５７
６１５￣６５５
／ＭＰａ
６９
９０
／ＭＰａ
２８
４８
伸长率
（
％
）
合金状态
退火状态
退火状态
６０６３
，
３Ａ２１
等。而像
７Ａ０４
，
７Ａ０５
等铝合金由于固相线温度低
于
Ａｌ－Ｓｉ
钎料熔点，故不能用该钎料来钎焊。
为了解决这些问题，许多研究人员都在研究一种能够钎焊
绝大多数铝合金而又具有满意连接强度的低熔点钎料。
１０６０９９．６Ａｌ４３
２０
（
％
）
６０６３０．７Ｍｇ－０．４Ｓｉ
表
２
序号
Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｚｎ
钎料成分（质量分数）
Ａｌ
余量
余量
余量
余量
钎料牌号
Ｓｉ
７．５
１０
１０
１０
Ｃｕ
２０
２０
２０
３０
Ｚｎ
２．５
２．５
５．０
５．０
熔化温度
／℃
Ｋａｙａｍｏｔｏ
等人研究了一系列可用于焊接
６０６１
铝合金且具有低熔
点和足够接头强度的
Ａｌ－Ｇｅ－Ｓｉ－Ｍｇ
钎料。然而，
Ｇｅ
的价格使得
这种钎料过于昂贵。
Ｈｕｍｐｓｔｏｎ
和
Ｊａｃｏｂｓｏｎ
等人报道了一种熔化
区间在
５１８￣５３８℃
之间的
Ａｌ－５Ｓｉ－２０Ｃｕ－２Ｎｉ
钎料。
Ｓｕｚｕｋｉ
等人也
曾研究过一系列三元共晶的
Ａｌ－Ｓｉ－Ｚｎ
钎料
［４］
。而笔者主要是研
究了一系列
Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｚｎ
系钎料，该系列由于
Ｃｕ
，
Ｚｎ
元素的加
入
，不仅使得该系钎料熔点降低
（
大约在
５００～５７７℃）
，而且具
ａ
ｂ
ｃ
ｄ
Ａｌ６７．５Ｓｉ１０Ｃｕ２０Ｚｎ２．５
Ａｌ７０Ｓｉ７．５Ｃｕ２０Ｚｎ２．５
Ａｌ６５Ｓｉ１０Ｃｕ２０Ｚｎ５
Ａｌ５５Ｓｉ１０Ｃｕ３０Ｚｎ５
５１３．７￣５２９．２
５１５．４￣５２９．５
４９９．５￣５２３．０
５１４．９￣５２９．７
钎焊接头力学性能试验参照
ＧＢ１１３６３
—
１９８９
《钎焊接头
［６］
进行。搭接接头试板尺寸为
８０ｍｍ×
强度试验方法》
２４ｍｍ×３
ｍｍ
，搭接长度为
１．５±０．０３ｍｍ
。采用不同成分的
Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｚｎ
钎料，匹配
ＱＪ２０１
钎剂或
ＱＦ
钎剂，相应的钎焊温度为
５３０
，
５７０
收稿日期：
２００６－０８－２８
基金项目：江苏省自然科学基金项目（
ＢＫ２００３０４５
）
℃
。钎焊试验亦在
ＳＸ２－５－１２
箱式电阻炉中进行。焊后将试样
加工成图
１
所示的剪切试验试样。搭接接头剪切试验在
ＷｅｌｄｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＶｏｌ．３６Ｎｏ．１Ｆｅｂ．２００７
ＣＭＴ５２０５
电子拉伸试验机上进行，加载速率为
０．５ｍｍ／ｍｉｎ
，试
验数据均为
３
个试样的平均值。
１５８
・焊接设备与材料・
５１
（固定其他元素含量不变），钎料的熔化温度反而出现了升高
的趋势
，这主要是由于随着
Ｃｕ
含量的增加，
Ｃｕ
和
Ａｌ
形成
ＣｕＡｌ
２
化合物，阻碍界面张力的降低，可能引起熔化温度的升高。
由表
２
钎料合金熔化温度范围，根据钎焊温度应高于钎料
液相线温度
２０￣３０℃
的原则，同时根据本试验用钎剂的熔化温
２
４
度
（氯化物钎剂
４００℃
，氟化物钎剂
５６０℃
）和母材固相线定
出不同钎剂的钎焊温度：采用氯化物钎剂钎焊时，钎焊温度为
１．５±０．０３
５４０℃
；采用氟化物钎剂时，钎焊温度为
５７０℃
。由此可见，
试验用钎料大大降低了采用传统
Ａｌ－Ｓｉ
共晶钎料钎焊时的温度
（
６２０℃
）。
２
２．２
图
１
钎焊接头剪切试验试样示意图
Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｚｎ
钎料润湿性试验
４
种不同成分
Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｚｎ
钎料在
１０６０
和
６０６３
铝合金上的铺
展面积和填缝长度见表
３
、表
４
。
表
３Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｚｎ
钎料在
１０６０
上润湿性试验结果
铺展面积
／ｍｍ
２
填缝长度
／ｍｍ
２
２．１
试验结果及讨论
钎料熔化温度范围测定
本试验采用的
４
种
Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｚｎ
钎料的差热分析曲线
（ＤＴＡ）
钎料
ＱＪ２０１
Ａｌ６７．５Ｓｉ１０Ｃｕ２０Ｚｎ２．５
Ａｌ７０Ｓｉ７．５Ｃｕ２０Ｚｎ２．５
Ａｌ６５Ｓｉ１０Ｃｕ２０Ｚｎ５
－２２．００
－２４．００
－２６．００
功
率
／
μ
Ｖ
ＱＦ
９３６
６６２
６３２
６２０
ＱＪ２０１
６３．２
６１．１
６３．８
６１．３
ＱＦ
６３．０
６２．８
７１．２
７４．２
２６６
２１０
２６８
１９７
如图
２
所示。
－２０．００
－２５．００
功
率
／
μ
Ｖ
５１３．７℃
５２９．２℃
－２２．７４μＶ
－２３．５３μＶ
５１５．４℃
－２３．２７μＶ
５２９．５℃
－２５．９３μＶ
Ａｌ５５Ｓｉ１０Ｃｕ３０Ｚｎ５
表
４
钎料
Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｚｎ
钎料在
６０６３
上润湿性试验结果
铺展面积
／ｍｍ
２
填缝长度
／ｍｍ
－３０．００
－３５．００
５２２．４℃
－３６．３２μＶ
－４０．００
加热速率：
１０℃／ｍｉｎ
试样：
Ａｌ６７．５Ｓｉ１０Ｃｕ２０Ｚｎ２．５
－４５．００
５００．０５５０．０
温度
／℃
（
ａ
）
Ａｌ６７．５Ｓｉ１０Ｃｕ２０Ｚｎ２．５
－２２．００
－２４．００
－２６．００
－２８．００
－３０．００
－３２．００
５１６．０℃
－３１．７４μＶ
－３４．００
加热速率：
１０℃／ｍｉｎ
－３６．００
试样：
Ａｌ６７．５Ｓｉ１０Ｃｕ２０Ｚｎ２．５
５００．０
温度
／℃
（
ｃ
）
Ａｌ６５Ｓｉ１０Ｃｕ２０Ｚｎ５
图
２
－２８．００
－３０．００
－３２．００
－３４．００
５２０．５℃
－３３．１２μＶ
Ａｌ６７．５Ｓｉ１０Ｃｕ２０Ｚｎ２．５
Ａｌ７０Ｓｉ７．５Ｃｕ２０Ｚｎ２．５
Ａｌ６５Ｓｉ１０Ｃｕ２０Ｚｎ５
Ａｌ５５Ｓｉ１０Ｃｕ３０Ｚｎ５
ＱＪ２０１
２４９
２５６
２９８
２０４
ＱＦ
６３２
６４２
６３３
６１２
ＱＪ２０１
６１．８
５９．２
６３．２
５９．６
ＱＦ
７３．７
４８．２
６６．８
６２．８
加热速率：
１０℃／ｍｉｎ
－３６．００
试样：
Ａｌ７０Ｓｉ７．５Ｃｕ２０Ｚｎ２．５
５００．０５５０．０
温度
／℃
从表
３
、表
４
可以看出：所制备的
Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｚｎ
钎料在
１０６０
和
６０６３
铝合金上均具有良好的润湿性，但采用
ＱＦ
钎剂时，钎
料铺展面积和填缝长度均高于采用
ＱＪ２０１
钎剂。这主要与钎剂
的性质及去膜能力有关，对氟化物钎剂而言，因其所含
Ｆ
－
浓度
相当高，使其具备较强的去膜能力。另外，由于氟化物钎剂熔
化温度达到
５６０℃
左右，与
Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｚｎ
钎料不匹配，为了确
保润湿，试验中把钎焊温度定在
５７０℃
，高于采用氯化物钎剂
钎焊时的
５４０℃
，这对提高钎料的润湿性亦有影响。
从上述试验结果中发现，
Ａｌ６５Ｓｉ１０Ｃｕ２０Ｚｎ５
钎料在不同的钎
料、钎剂和母材的组合中，其铺展面积和填缝长度均表现出最好
的综合性能。可以认为，在上述
４
种钎料中，
Ａｌ６５Ｓｉ１０Ｃｕ２０Ｚｎ５
钎
料的润湿性最好。
根据钎料润湿性理论
，钎料的润湿角与以下因素有关
［７］
：
（
１
）
ｃｏｓθ＝
（
σ
ＳＧ
－σ
ＬＳ
）
／σ
ＬＧ
，
式中：
θ
为润湿角；
σ
ＳＧ
，
σ
ＬＳ
，
σ
ＬＧ
分别为固
－
气、液
－
固、液
－
气界
面间的界面张力。
钎料对母材的润湿角越小，则表明钎料的铺展性能越好。
从式（
１
）可以看出，增
σ
ＳＧ
增大，
σ
ＬＳ
或
σ
ＬＧ
减小，都能使
ｃｏｓθ
（
ｂ
）
Ａｌ７０Ｓｉ７．５Ｃｕ２０Ｚｎ２．５
４９９．５℃
－２２．３２μＶ
５２３．０℃
－２５．０３μＶ
功
率
／
μ
Ｖ
５１４．９
℃
－２３．１３μＶ
－２５．００
－３０．００
－３５．００
５２９．７℃
－２６．３０μＶ
功
率
／
μ
Ｖ
５２２．１℃
－３５．５６μＶ
加热速率：
１０℃／ｍｉｎ
－４０．００
试样：
Ａｌ５５Ｓｉ１０Ｃｕ３０Ｚｎ５
５００．０
温度
／℃
（
ｄ
）
Ａｌ５５Ｓｉ１０Ｃｕ３０Ｚｎ５
５５０．０５５０．０
Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｚｎ
钎料差热分析曲线
由
ＤＴＡ
曲线得出的各种
Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｚｎ
钎料的熔化温度区间如
表
２
所示。从图
２
中的
ＤＴＡ
曲线可以看出这
４
种不同成分的
Ａｌ－Ｓｉ－
Ｃｕ－Ｚｎ
钎料的熔化曲线都不是一般的单峰，而是双峰。这可能
是由于钎料中含有的不同结晶相具有不同的熔化温度所致。
从图
２
中还可以看出，随着
Ｓｉ
，
Ｃｕ
，
Ｚｎ
含量的增加，钎料
的总体熔化温度是下降的
，但当
ｗ
（
Ｃｕ
）从
２０％
增加到
３０％
时
大、
θ
角减小，即能改善液态钎料铺展性能。
Ｓｉ
，
Ｃｕ
元素在高
５２
・焊接设备与材料・
温和室温下在
Ａｌ
中的溶解度高，母材对元素
Ｓｉ
，
Ｃｕ
的吸引力
较大，使钎料的内部原子容易被拉向固
－
液界面
，
使得固
－
液界
面张力大大降低，即
σ
ＬＳ
大大减小
，
减小钎料对母材的润湿角，
提高了钎料的铺展性能。但由于
Ｃｕ
和
Ａｌ
形成
ＣｕＡｌ
２
，阻碍界面
张力的降低，所以随着
Ｃｕ
含量的增加，其对钎料铺展性能的
改善作用有所减弱。另外，
Ｚｎ
，
Ｓｉ
元素均能起到降低熔点的作
用，在相同的钎焊温度下，有利于提高润湿性。从上述分析可
知，
Ａｌ６５Ｓｉ１０Ｃｕ２０Ｚｎ５
钎料相对于其他
３
种钎料，
Ｚｎ
，
Ｓｉ
含量
高
，而
Ｃｕ
的含量低，在
４
种钎料中应该有最佳的润湿性，试验
结果亦证实了上述理论分析的合理性。但也有研究表明
［２，８］
焊接技术第
３６
卷第
１
期
２００７
年
２
月
（
２
）
ＫＡｌＦ
４
＋Ｍｇ→ＫＭｇＦ
３
＋Ｋ
３
ＡｌＦ
６
。
由于
Ｍｇ
和钎剂的相互作用，一方面产生了
ＭｇＦ
２
，
ＫＭｇＦ
３
等
高熔点产物，另一方面使钎剂的有效成分减少，使得氟化物钎
剂在钎焊
６０６３
铝合金时比使用氯化物钎剂时更容易失效。
此外更主要的原因是由于氟化物钎剂的熔化温度比钎料的
熔点要高，导致在钎焊时，随着温度的升高，钎料将先于钎剂
熔化，使得氟化物钎剂失去了其原有的作用，如去除氧化膜、
加强润湿性等。而氯化物钎剂的熔化温度与该钎料的熔点相匹
配
，即略低于钎料熔化温度，使其能良好地发挥作用。
从前面的试验结果中还可以看到，采用
ＱＪ２０１
钎剂，
：
当
ｗ
（
Ｓｉ
）大于
１０％
时，在相同的试验条件下，同种钎料不管在
Ａｌ６５Ｓｉ１０Ｃｕ２０Ｚｎ５
钎料无论在钎焊纯铝还是
６０６３
铝合金时，均
具有最高的抗剪强度，这和前面润湿性试验结果相一致。说明
１０６０
还是
６０６３
上的铺展面积、填缝长度、断裂强度都呈下降趋
势。主要是由于
Ａｌ－Ｓｉ
共晶钎料中
ｗ（Ｓｉ）
为
１２．６％
，共晶组织中的
Ａｌ６５Ｓｉ１０Ｃｕ２０Ｚｎ５
钎料在所研究的
４
种
Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｚｎ
钎料中，其
工艺性和接头力学性能均最佳。
Ｓｉ
相可呈现卷曲的片状，降低了其性能，出现偏析等现象。
２．３
钎焊接头力学性能
采用
Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｚｎ
钎料钎焊
１０６０
和
６０６３
铝合金的接头剪切
试验结果如表
５
和图
３
所示。
表
５
３
结论
（
１
）所研究的
４
种
Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｚｎ
钎料中，
Ａｌ５５Ｓｉ１０Ｃｕ２０Ｚｎ５
Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｚｎ
钎料钎焊
１０６０
和
６０６３
铝合金接头的抗剪强度
抗剪强度
／ＭＰａ
（
１０６０
）抗剪强度
／ＭＰａ
（
６０６３
）
钎料熔点最低，固相线为
４９９．５℃
，液相线为
５２３℃
，比传统
的
Ａｌ－Ｓｉ
钎料液相线降低了
６０℃
左右。
（
２
）
Ａｌ６５Ｓｉ１０Ｃｕ２０Ｚｎ５
钎料相对于其他
３
种
Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｚｎ
钎
料
，匹配
ＱＪ２０１
钎剂或
ＱＦ
钎剂，在
１０６０
和
６０６３
铝合金上均具有
最佳的润湿性。
（
３
）在本试验范围内，采用
ＱＪ２０１
钎剂，
Ａｌ６５Ｓｉ１０Ｃｕ２０Ｚｎ５
钎料无论在钎焊
１０６０
还是
６０６３
铝合金时，均具有最高的抗剪强
度。
钎料
ＱＪ２０１
Ａｌ６７．５Ｓｉ１０Ｃｕ２０Ｚｎ２．５
Ａｌ７０Ｓｉ７．５Ｃｕ２０Ｚｎ２．５
Ａｌ６５Ｓｉ１０Ｃｕ２０Ｚｎ５
Ａｌ５５Ｓｉ１０Ｃｕ３０Ｚｎ５
１４０
１２０
抗
剪
强
度
／
Ｍ
Ｐ
ａ
ＱＦ
６４．４
５５．２
５２．２
４９．３
ＱＪ２０１
１３０．４
１０５．９
１３２．７
１０３．５
ＱＦ
９９．６
９０．９
１０４．１
７４．８
７０．５
５９．７
７９．２
３２．４
１００
８０
６０
４０
２０
０
ａ
图
３
参考文献：
ＱＪ２０１
ＱＦ
［１］
张士林，任颂赞
．
简明铝合金手册
［Ｍ］．
上海：上海科技文献出版
社，
２００１．１－１００．
［２］
张启运，庄鸿寿
．
钎焊手册
［Ｍ］．
北京：机械工业出版社，
１９９８．
２５－７２．
ｂ
钎料
ｃｄ
［３］
于文花，肖爱群
．
铝合金真空钎焊用低温铝基钎料的研究
［Ｊ］．
航空
制造技术，
２００５
，
１２（６）
：
１０－１２．
Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｚｎ
钎料钎焊
６０６３
接头的抗剪强度
［４］ＴｓａｏＬＣ，ＣｈｉａｎｇＭＪ，ＬｉｎＷＨ，ｅｔａｌ．Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｚｉｎｃａｄｄｉｔｉｏｎｓｏｎ
ｔｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｍｅｌｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｏｆＡｌ－Ｓｉ－Ｃｕｆｉｌｌｅｒｍｅｔａｌｓ
［Ｊ］．ＭａｔｅｒｉａｌｓＣｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ
，
２００２
，
４８
：
３４１－３４６．
［５］
金属焊接国家标准委员会
．
金属焊接国家标准汇编—钎料铺展性
及填缝性试验方法
［Ｍ］．
北京：中国标准出版社，
１９９０．
由表
５
和图
３
可看出，不论在
１０６０
铝上还是在
６０６３
铝合金
上
，匹配氯化物钎剂所钎焊的接头，其抗剪强度均高于采用氟
化物钎剂的接头，这和前面润湿性试验的结果相反。分析原因
如下：在润湿性试验中，钎剂全部覆盖钎料，再加上快速加
热，因此，钎剂和钎料熔化温度不匹配的问题不突出。在搭接
接头钎焊试验中，由于搭接面需要钎剂熔化后再流入，因此，
钎剂和钎料熔化温度不匹配肯定会影响钎料的润湿和母材的相
互作用，从而导致接头强度的降低。从试验结果中发现：这种
效应在钎焊
６０６３
铝合金时更为明显。这可能还和钎焊
６０６３
铝合
金时
，氟化物钎剂与
Ｍｇ
的化学反应所导致的失效因素有关。
有研究表明
［９］
：
［６］
［７］
［８］
ＧＢ１１３６３
—
１９８９，
钎焊接头强度试验方法
［Ｓ］．１９９０．
邹僖
．
钎焊
［Ｍ］．
北京
：
机械工业出版社
，１９９４．３－２３．
颖，康慧，等
．
合金元素
Ｃｕ
，
Ｓｉ
，
Ｎｉ
对
Ａｌ
基钎料于文花，朱
的影响
［Ｊ］．
焊接技术，
２００３
，
３２（２）
：
３３－３５．
［９］
邹家生，韩逸生
．
用氟化物钎剂钎焊含镁铝合金时的失效机理分
析
［Ｊ］．
华东船舶工业学院学报，
１９９７
，
１１（４）
：
５７－６１．
作者简介：邹家生（
１９６５
—），男，博士，教授，主要从事新材料及
连接技术
．
６０６３
铝合金中
ｗ
（
Ｍｇ
）为
０．７％
和氟化物会发生如下反应：
Ⅱ
・英文标题、摘要及关键词・
焊接技术第
３６
卷第
１
期
２００７
年
２
月
ｕｎｄｅｒｔｈｅｈｉｇｈｐｒｅｓｓｕｒｅａｔｍｏｓｐｈｅｒｅｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｓｉｓｆｏｕｎｄｅｄ．ＴｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｗｅｌｄｉｎｇｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｏｆＸ５６ｐｉｐｅｌｉｎｅｓｔｅｅｌｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
ｐｒｅｓｓｕｒｅｓｓｕｃｈａｓ０．１，０．３，０．５，０．７ＭＰａｈａｓｂｅｅｎｄｏｎｅ，ａｎｄｔｈｅｇｏｏｄｅｆｆｅｃｔｏｆｏｎｅ－ｓｉｄｅｗｅｌｄｉｎｇｗｉｔｈｂａｃｋｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｓａｃｑｕｉｒｅｄｔｈｒｏｕｇｈ
ｔｈｅｃｈｏｉｃｅｏｆｒｅａｓｏｎａｂｌｅｗｅｌｄｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｙｐｅｒｂａｒｉｃｗｅｌｄｉｎｇ，ａｒｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ，ｗｅｌｄｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ＳｔｕｄｙｏｎＡｌ／Ｃｕｄｉｓｓｉｍｉｌａｒｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓｍｅｔａｌｓｖａｃｕｕｍｂｒａｚｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ＭＡＨａｉ－ｊｕｎ，ＬＩＹａ－ｊｉａｎｇａｎｄＷＡＮＧＪｕａｎ
（ＫｅｙＬａｂｏｆＬｉｑｕｉｄＳｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄＨｅｒｅｄｉｔｙｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＳｈａｎｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉｎａｎ２５００６１，Ｓｈａｎｄｏｎｇｐｒｏ．，Ｃｈｉｎａ）
Ｐ３６－３８
Ａｂｓｔｒａｃｔ
：
ＡｉｍｅｄａｔｔｈｅｖａｃｕｕｍｂｒａｚｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒＡｌ／Ｃｕｄｉｓｓｉｍｉｌａｒｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓｍｅｔａｌｓ，ｒｅｍｏｖａｌｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｔｈｅｏｘｉｄｅｆｉｌｍａｎｄ
ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｏｆｔｈｅｉｎｔｅｒｆａｃｅｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄｒｅｇａｒｄｉｎｇｆｉｌｌｅｒｓｅｌｅｃｔｉｏｎ，ｃｌｅａｎｉｎｇｏｆｔｈｅｗｏｒｋｐｉｅｃｅｓ，ｊｏｉｎｔｆｉｔｔｉｎｇａｎｄｂｒａｚｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ｋｅｙ－ｐｏｉｎｔ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｂｒａｚｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｈｅａｔｉｎｇｒａｔｅ，ｈｏｌｄｉｎｇｔｉｍｅａｎｄｖａｃｕｕｍｄｅｇｒｅｅｏｎｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＡｌ－Ｃｕｖａｃｕｕｍ
ｂｒａｚｉｎｇｊｏｉｎｔｗａｓａｎａｌｙｓｅｄ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔＭｇｏｆ１％￣１．５％ａｄｄｅｄｉｎｔｏｔｈｅＡｌ－Ｓｉｆｉｌｌｅｒｍｅｔａｌｗａｓｂｅｎｅｆｉｃｉａｌｔｏｔｈｅｒｅｍｏｖｉｎｇｏｆ
ｔｈｅｏｘｉｄｅｆｉｌｍ．Ｔｈｅｅｒｏｓｉｏｎｏｆｔｈｅｂａｓｅｍａｔｅｒｉａｌｓｗａｓａｆｆｅｃｔｅｄｂｙｔｈｅｂｒａｚｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｈｏｌｄｉｎｇｔｉｍｅａｎｄｑｕａｎｔｉｔｙｏｆｔｈｅｆｉｌｌｅｒｍｅｔａｌｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ａｌ／Ｃｕｖａｃｕｕｍｂｒａｚｉｎｇ，ｒｅｍｏｖａｌｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｏｘｉｄｅｆｉｌｍ，Ａｌ－Ｓｉｆｉｌｌｅｒｍｅｔａｌ，ｅｒｏｓｉｏｎ
Ｆｕｚｚｙｃｏｎｔｒｏｌｏｆｓｅａｍｔｒａｃｋｉｎｇｓｙｓｔｅｍｗｉｔｈｌｅａｄｉｎｇｓｅｎｓｏｒ
ＹＩＮＹｉ，ＨＯＮＧＢｏ，ＺｈａｎｇＣｈｅｎ－ｓｈｕ，ｅｔａｌ．
（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＰｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｎｃｈａｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｃｈａｎｇ３３００９９
，
Ｊｉａｎｇｘｉｐｒｏ．，Ｃｈｉｎａ）Ｐ４１－４４
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｂａｓｉｃｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｓｅａｍｔｒａｃｋｉｎｇｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎｆｕｚｚｙｃｏｎｔｒｏｌｗｉｔｈｌｅａｄｉｎｇｓｅｎｓｏｒｗａｓｓｔａｔｅｄ．Ｔｈｅｔｗｏ－
ｉｎｐｕｔａｎｄｓｉｎｇｌｅ－ｏｕｔｐｕｔｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄ，ａｎｄｔｈｅｆｕｚｚｙｃｏｎｔｒｏｌｔａｂｌｅｉｓａｃｑｕｉｒｅｄｗｈｉｃｈｃａｎｂｅａｐｐｌｉｅｄｔｏｃｏｎｔｒｏｌｅｘｅｃｕｔｉｏｎ
ｍａｃｈｉｎｉｏｎ．Ａｎｄｔｈｅｄｅｌａｙｏｆｔｏｒｃｈｅｘｅｃｕｔｉｏｎｈａｓｂｅｅｎｓｏｌｖｅｄ．Ａｓｅａｍｔｒａｃｋｉｎｇｓｙｓｔｅｍｈａｓｂｅｅｎｐｒｏｄｕｃｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｉｓｔｈｅｏｒｙ．Ｓｅａｍ
ｔｒａｃｋｉｎｇｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｙｓｔｅｍｐｒｅｃｉｓｉｏｎｍｅｅｔｓｔｈｅｄｅｍａｎｄｏｆｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ．Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍａｌｓｏｈａｓｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｏｆ
ｌｏｗｃｏｓｔ，ｓｉｍｐｌｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｇｏｏｄｂｅｈａｖｉｏｒ，ｗｈｉｃｈｂｒｉｎｇｔｈｅｓｙｓｔｅｍｈｉｇｈｌｙｐｒａｃｔｉｃａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｖａｌｕｅ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｅａｍｔｒａｃｋｉｎｇ，ｌｅａｄｉｎｇｓｅｎｓｏｒ，ｆｕｚｚｙｃｏｎｔｒｏｌ
ＳｔｕｄｙｏｎｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＡｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｚｎｆｉｌｌｅｒｍｅｔａｌｓ
ＺＯＵＪｉａ－ｓｈｅｎｇ
，
ＬＵＯＸｉｎ－ｆｅｎｇａｎｄＺＨＡＯＨｏｎｇ－ｑｕａｎ
（ＰｒｏｖｉｎｃｉａｌＫｅｙＬａｂｏｆＡｄｖａｎｃｅｄＷｅｌｄｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ２１２００３，Ｊｉａｎｇｓｕｐｒｏ．，
Ｃｈｉｎａ）Ｐ５０－５２
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｌｕｍｉｎｕｍａｎｄ６０６３ａｌｕｍｉｎｕｍａｌｌｏｙａｒｅｊｏｉｎｅｄｂｙｕｓｉｎｇａｓｅｒｉｅｓｏｆＡｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｚｎ．ｂｒａｚｉｎｇｆｉｌｌｅｒｍｅｔａｌｓ．Ｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌａｎｄ
ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｂｒａｚｉｎｇｆｉｌｌｅｒｍｅｔａｌｓａｒｅｓｔｕｄｉｅｄ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔｔｈｅＡｌ５５Ｓｉ１０Ｃｕ２０Ｚｎ５ｆｉｌｌｅｒｍｅｔａｌ
ｈａｓｔｈｅｌｏｗｅｓｔｍｅｌｔｉｎｇｐｏｉｎｔ．Ｉｔｓｓｏｌｉｄｕｓｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｓ４９９．５
℃ａｎｄｌｉｑｕｉｄｕｓｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｓ５２３℃，ｗｈｉｃｈｉｓ６０℃ｌｏｗｅｒｔｈａｎｔｈｅ
ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌＡｌ－Ｓｉｆｉｌｌｅｒｍｅｔａｌ．ＣｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｏｔｈｅｒｔｈｒｅｅｋｉｎｄｓｏｆＡｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｚｎｆｉｌｌｅｒｍｅｔａｌｓ，ｔｈｅＡｌ６５Ｓｉ１０Ｃｕ２０Ｚｎ５ｈａｓｔｈｅｂｅｓｔ
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Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｚｎｆｉｌｌｅｒｍｅｔａｌ，ａｌｕｍｉｎｕｍａｎｄａｌｕｍｉｎｕｍａｌｌｏｙ，ｂｒａｚｉｎｇ，ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｙ
Ｏｎ－ｌｉｎｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｄｉａｇｎｏｓｉｓｏｆｃｏａｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｎｐｌａｓｍａｓｐｒａｙ
ＸＩＡＷｅｉ－ｓｈｅｎｇ，ＺＨＡＮＧＨａｉ－ｏｕａｎｄＷＡＮＧＧｕｉ－ｌａｎ
（ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＭａｔｅｒｉａｌＦｏｒｍｉｎｇａｎｄＤｉｅ＆ＭｏｕｌｄＴｅｃｈ．，ＨｕａｚｈｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉ．＆Ｔｅｃｈ．，Ｗｕｈａｎ４３００７４，Ｈｕｂｅｉｐｒｏ．，
Ｃｈｉｎａ）Ｐ５９－６２
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｅｐａｐｅｒ，ｓｕｂｓｔｒａｔｅａｎｄｃｏａｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｗｅｒｅｏｎ－ｌｉｎｅｍｏｎｉｔｏｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｈｅｌｐｏｆｉｎｆｒａｒｅｄｔｈｅｒｍｏｍｅｔｅｒ，ａｎｄｔｈｅ
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ｉｎｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｖｅｒｓｕｓｔｉｍｅｃｕｒｖｅ．Ｉｎｂｒｉｅｆ，ａｎｏｖｅｌｆｅａｓｉｂｌｅａｐｐｒｏａｃｈｗａｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｆｏｒｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｃｏｎｔｒｏｌｏｆｐｌａｓｍａｓｐｒａｙ，ａｎｄｄｉａｇｎｏｓｉｓ
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ｓｃｏｐｅｉｎｐｌａｓｍａｓｐｒａｙ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｌａｓｍａｓｐｒａｙ，ｃｏａｔｉｎｇ，ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｏｎ－ｌｉｎｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ，ｄａｍａｇｅ，ｐｒｏｃｅｓｓｄｉａｇｎｏｓｉｓ