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本文根据铝-钢熔敷焊焊接的难点,结合铝-钢焊接的研究现状,设计了铝-钢熔敷焊专用保护剂。利用真空炉、同步热分析仪(DCS-TGA)、X-ray衍射仪等设备测试了保护剂的铺展性能、熔点以及保护剂的物相。采用高频感应热源,对铝-钢进行了熔敷焊焊接。利用SANS电液伺服材料试验机、显微硬度仪测试了接头的力学性能,使用光学显微镜、扫描电镜(SEM)分析了接头界面处组织和化合物的组成。选取1.4g保护剂进行铺展试验,结果表明13号样品、9号样品、11号样品的铺展性能最好,铺展面积分别是790.8mm2、720mm2、650.4mm2。而14号样品的铺展面积最小,为14.365mm2。铝-钢熔敷焊要求保护剂的熔点为450-630℃之间即可。对13号样品、9号样品、11号样品进行熔点测定,结果表明9号样品的熔点最低,为488℃,11号样品熔点为513℃,而13号样品的熔点最高,达到了610℃,是9号样品熔点1.25倍。X-ray衍射试验表明9号样品是由KAlF4、AlF3、K2AlF5、Cs2KAl3F12、KF、CsAlF4等相组成,11号样品中产生了新的相AlCl3。在13号样品中,则产生了KCaF3和AlCl3相。选用铺展性能较好的保护剂进行铝-钢熔敷焊焊接试验。力学性能表明以13号样品为保护剂的焊件接头抗剪强度最高,达到15MPa。硬度测试表明在硬度化合物层上达到最大,为612.9HV0.2。扫描电镜分析表明,界面物相主要是Fe3Al、FeAl2Si、Al+τ5+FeAl3相等脆性相,厚度为20um。9号样品为保护剂的焊件接头抗剪强度为14MPa, SEM表明焊件接头处界面分为两层,钢侧层化合物厚度为15um,主要组成Al+τ5+FeAl3,铝侧和金属件化合物之间是一些呈弥散状分布的部分化合物,有加强接头强度的作用。11号样品为保护剂的接头抗剪强度为8MPa,其界面主要由FeAl2+α-Al和FeAl3以及Al 0.72Fe0.18Si0.10所组成。SEM电镜照片表明在铝-钢熔敷焊接头处部分位置存有残渣,以11号保护剂的残渣量最多,连续分布在铝-钢界面处,使铝原子和铁原子没有结合。13号样品残渣块成大块状,断续分布在铝-钢接头钢侧。9号保护剂的焊件接头处残渣成点状,紧密排列分布在铝-钢熔敷焊接头的金属间化合物中。焊件接头处的残渣分布状态和保护剂中的组分有很大关系,11号样品中有起上浮效果的KCl,导致保护剂残渣在随着KCl上浮过程中,由于冷却速度快,停留在接头界面偏铝侧。