泡沫铝的焊接-硬度测试及结论

硬度测试

实验2中，有一块与母材相同的钢板被放入炉内，与炉内焊件经历相同的热循环过程。在实验分析阶段，通过测定焊接前后钢板布氏硬度的方法，评定焊接过程是否会影响母材性能。
测试前，用1000#砂纸磨去两块钢板表面的氧化皮，且使试样的上下表面平行。验使用的压头是直径5.0mm的淬火钢球，载荷为750kGf，加载时间为10s，每个试样测量三个点。测试完毕后通过刻度显微镜测量压痕直径，然后根据式6-1计算硬度值。测得的压痕直径和响应的计算结果见表6.1，其中1号试样是未经历热循环，2号试样是实验2中放入的试板。

HB=P/F=2P/[πD(D-√D²-d²）]

P--施加载荷大小（单位：kGf）；F--压痕的表面积（单位：mm²）
D--钢球的直径（单位：mm）；D--压痕的直径（单位：mm）。

                   表6.1布氏硬度 实验测得的压痕直径（单位：mm）
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试样编号   第一个压痕直径   第二个压痕直径   第三个压痕直径   压痕平均直径    硬度值

1        2.19          2.32          2.26          2.257         177HBW5/750/30

2        2.33          2.40          2.55          2.427         152HBW5/750/30
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焊接过程会降低钢板的硬度值，下降幅度为（177-152）/177x100%=14%
计算表明，焊接热循环对钢板硬度的影响程度较小，可以认为焊接过程不构成对钢板性能的显著损害。

通过对实验结果的分析，得出以下结论：

A.真空钎焊和氮气保护炉中钎焊是适合泡沫铝/钢的钎焊方法，在工艺适当的.条件下能得到质量较好的钎焊接头。火焰钎焊法不适合泡沫铝/钢的钎焊。

B.AI-Si钎料和Cu均能作为中间层材料用于泡沫铝/钢的钎焊，使用Al-Si钎料时，温度585°C~600°C，保温时间5~15分钟条件下可得到较好的钎焊接头。温度和保温时间具有互补作用。

C.泡沫铝和大锌花镀锌钢很难通过接触反应钎焊法在无中间层的情况下形成接头。

D.氮气保护炉中钎焊的冷却速度大于真空钎焊的冷却速度，对焊接质量的影响与缩短保温时间的影响相似。

E.焊接的热循环过程不会对钢板性能产生显著损害。