CN111505043A - 钎焊铝合金钎焊性能评价方法及实验支撑架 - Google Patents

钎焊铝合金钎焊性能评价方法及实验支撑架 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种钎焊铝合金钎焊性能评价方法，包括以下步骤：准备待检测的钎焊铝合金材料的样板；将上述步骤中的所述样板的一端定位在实验支撑架上，放入加热炉内，所述加热炉根据设定的加热方法对所述样板进行加热；加热过程结束后，检测所述样板的下垂量和流动性。本发明的钎焊铝合金钎焊性能评价方法，提高了钎焊铝合金钎焊性能评价的效率，降低了成本。本发明还公开了一种用于上述钎焊铝合金钎焊性能评价方法的实验支撑架。

Description

钎焊铝合金钎焊性能评价方法及实验支撑架
技术领域
本发明涉及金属材料性能检测技术领域，特别涉及一种钎焊铝合金钎焊性能评价方法及实验支撑架。
背景技术
钎焊，是指低于焊件熔点的钎料和焊件同时加热到钎料熔化温度后，利用液态钎料填充固态工件的缝隙使金属连接的焊接方法。
钎焊铝合金材料板卷由三层金属复合构成。上、下两层采用4系铝合金，中间层采用3系铝合金。钎焊铝合金材料板卷的应用流程为：切片、切条、整体堆垛、整垛放入炉子进行高温钎焊。钎焊工序温度较高，使表层的4系铝合金熔化成液态，并进行流动填充，中间层的3系铝合金也因高温发生组织改变，性能降低。如果表层4系铝合金液态流动性不好，则会造成钎焊不满，中间层3系铝合金性能软化，则整垛材料不能保持原刚度，易变形甚至塌陷，造成零件报废。
目前，钎焊零件制造厂对钎焊铝合金材料板卷的钎焊工艺评价方法需要根据自身炉子特性以及零件特点而设定，费时费力，效率低。且将钎焊铝合金材料板卷样件放入钎焊零件制造厂的生产用大零件炉子进行模拟测试，检测滞后，检测周期长，造成质量损失风险成本高。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的之一是提供一种钎焊铝合金钎焊性能评价方法，提高了钎焊铝合金钎焊性能评价的效率，降低了成本。
本发明的另一目的是提供一种用于钎焊铝合金钎焊性能评价方法中的实验支撑架。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种钎焊铝合金钎焊性能评价方法，包括以下步骤：a、准备待检测的钎焊铝合金材料的样板；b、将步骤a中的所述样板的一端定位在实验支撑架上，放入加热炉内，所述加热炉根据设定的加热方法对所述样板进行加热；c、所述步骤b中的加热过程结束后，检测所述样板的下垂量和流动性。
可选地，所述步骤a中还包括对所述样板的表面进行清洁处理。
可选地，所述步骤b中的所述设定的加热方法包括三阶段加热：第一阶段、所述加热炉内的加热温度为第一温度，保温第一时间；第二阶段、所述加热炉内的加热温度为第二温度，保温第二时间；第三阶段、所述加热炉内的加热温度为第三温度，保温第三时间；第三阶段的保温结束后，采用空气冷却的方式对所述样板降温。
可选地，所述步骤a和所述步骤b之间还包括准备步骤，所述准备步骤包括称量所述样板的第一重量m1，还包括测量所述样板的自由端的第一厚度h1。
可选地，所述步骤c中的加热过程结束后，待所述加热炉及所述样板冷却后，再测量所述样板的自由端的下垂数值即为所述下垂量。
可选地，所述步骤c中的加热过程结束后，所述样板上有铝液滴落时，称量所述样板的第二重量m2，所述流动性的第一指标为K1＝m1-m2。
可选地，所述步骤c中的加热过程结束后，所述样板上没有铝液滴落时，测量所述样板的自由端的第二厚度h2，所述流动性的第二指标为K2＝h2-h1。
可选地，所述第一温度为395℃-405℃，所述第一时间为30min；所述第二温度为565℃-575℃，所述第二时间为30min；所述第三温度为595℃-605℃，所述第三时间为60min。
从上述技术方案可以看出，本发明的钎焊铝合金钎焊性能评价方法，通过将用于检测钎焊性能的钎焊铝合金抽样截取样板，将样板的一端架设到实验支撑架上，相较于目前的钎焊性能检测时将许多样品直接堆叠在加热炉内，不仅效率更高，且节约了原材料，节约了成本；本发明的样板放置在普通的高温加热炉内进行钎焊性能评价测量，相较于目前的放置在零件制造厂的生产用大零件炉子进行模拟测试，不仅节约了加热成本，还不会对工厂的正常生产进度造成影响，节约了工厂的时间和成本。
本发明还提供了一种钎焊铝合金钎焊性能评价的实验支撑架，所述实验支撑架为上述方法中用于固定样板的实验支撑架，包括底座，所述底座上固定连接有支架，所述支架上固定连接有下固定板，所述下固定板上通过连接件可拆卸地连接有上固定板，所述样板的一端固定在所述下固定板和所述上固定板之间。
可选地，所述支架固定连接在所述底座的上表面的一端，所述底座的上表面铺设有垫板。
本发明的实验支撑架结构简单，使用方便。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的钎焊铝合金钎焊性能评价的实验支撑架的一种角度的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的钎焊铝合金钎焊性能评价的实验支撑架的另一种角度的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的样板装夹到钎焊铝合金钎焊性能评价的实验支撑架上的一种角度的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的样板装夹到钎焊铝合金钎焊性能评价的实验支撑架上的另一种角度的结构示意图。
具体实施方式
本发明的目的之一是提供一种钎焊铝合金钎焊性能评价方法，提高了钎焊铝合金钎焊性能评价的效率，降低了成本。
本发明的另一目的是提供一种用于钎焊铝合金钎焊性能评价方法中的实验支撑架。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图3和图4，本发明公开了一种钎焊铝合金钎焊性能评价方法，包括以下步骤：a、准备待检测的钎焊铝合金材料的样板6；b、将步骤a中的样板6的一端定位在实验支撑架上，放入加热炉内，所述加热炉根据设定的加热方法对样板6进行加热；c、所述步骤b中的加热过程结束后，检测样板6的下垂量和流动性。
其中，样板6为从钎焊铝合金材料板卷上截取的结构。为了提高实验测评效率，样板6一般设置规格相同的若干块，若干块样板6来源于不同的钎焊铝合金材料板卷，每个样板6均设置标记，以便将检测结果与相应的钎焊铝合金材料板卷对应。所述加热炉为现有技术中常用的实验用高温加热炉，所述加热炉内设置有用于测温的热电偶，所述热电偶与控制器通信连接，所述控制器与加热结构通信连接，由于所述加热炉及控制为现有技术，此处不再赘述。为了方便在所述实验支撑架上对样板6定位，样板6为长条状矩形板。
本发明的钎焊铝合金钎焊性能评价方法，通过将用于检测钎焊性能的钎焊铝合金抽样截取部分样板6，将样板6的一端架设到所述实验支撑架上，相较于目前的钎焊性能检测时将许多样品直接堆叠在加热炉内，不仅效率更高，且节约了原材料，节约了成本。本发明的样板6放置在普通的高温加热炉内进行钎焊性能评价测量，相较于目前的放置在零件制造厂的生产用大零件炉子进行模拟测试，不仅节约了加热成本，还不会对工厂的正常生产进度造成影响，节约了工厂的时间和成本，检测周期短。
为了防止样板6表面上的杂质对检测结果造成影响，所述步骤a中还需要对样板6的表面进行清洁处理。
在一具体实施例中，所述步骤b中的所述设定的加热方法包括三阶段加热：第一阶段、所述加热炉内的加热温度为第一温度，保温第一时间；第二阶段、所述加热炉内的加热温度为第二温度，保温第二时间；第三阶段、所述加热炉内的加热温度为第三温度，保温第三时间；第三阶段的保温结束后，采用空气冷却的方式对样板6降温。此实施例中，所述第一温度<所述第二温度<所述第三温度。在其他实施例中，所述设定的加热方法也可以是其他常用的加热方法，例如，整个加热过程仅采用一个设定的温度范围值加热，此处不做限定。
具体的，所述第一温度为395℃-405℃，所述第一时间为30min；所述第二温度为565℃-575℃，所述第二时间为30min；所述第三温度为595℃-605℃，所述第三时间为60min。可以理解的，本领域技术人员根据具体情况可以对上述的温度范围值和保温时间进行调整，采用具有上述温度变化趋势的加热方法均在本发明的保护范围内。
为了方便对钎焊铝合金的钎焊性能进行数量上的评价，所述步骤a和所述步骤b之间还包括准备步骤，所述准备步骤包括称量样板6的第一重量m1，还包括测量样板6的自由端的第一厚度h1。可以理解的，样板6的自由端为样板6的非定位端。定位时仅对样板6的一端定位，以便检查另一端的下垂量。
其中，所述步骤c中的加热过程结束后，待所述加热炉及炉内的样板6冷却后，再测量样板6的自由端的下垂数值，所述下垂数值即为步骤c中需要的所述下垂量。所述下垂数值越小的样板6，其抗下垂性能越好。
具体的，所述步骤c中的加热过程结束后，样板6上有铝液滴落时，关于步骤c中的所述流动性的检测过程为：称量样板6的第二重量m2，所述流动性的第一指标为K1＝m1-m2。K1值越大，流动性越好。
进一步的，所述步骤c中的加热过程结束后，样板6上没有铝液滴落时，关于步骤c中的所述流动性的检测过程为：测量样板6的自由端的第二厚度h2，所述流动性的第二指标为K2＝h2-h1，K2值越大，流动性越好。
本发明的钎焊铝合金钎焊性能评价方法，将样板6的所述下垂量和流动性通过数值体现，使得钎焊铝合金材料的性能更清楚明了。该方法在坯料厂实验室模拟钎焊厂工业炉条件以及零件钎焊工艺，钎焊后对样板6进行流动性和抗倒伏性能(下垂量)的评价，模拟评价方法简单，不受钎焊厂零件生产进度制约，检测地点可以由钎焊厂提前到原料厂，进而实现对铝合金钎焊原料板卷的钎焊工艺性能的快速评估，检测周期短，提高了效率，降低了成本。
本发明还提供了一种用于上述钎焊铝合金钎焊性能评价方法的实验支撑架，请参照图1至图4，包括底座1，底座1上固定连接有支架2，支架2上固定连接有下固定板3，下固定板3上通过连接件5可拆卸地连接有上固定板4，样板6的一端固定在下固定板3和上固定板4之间。具体的，此处的固定连接可以为焊接。连接件5包括螺栓和螺母，下固定板3和上固定板4的对应位置均设置有用于所述螺栓穿过的通孔，所述螺栓的尾部依次穿过下固定板3和上固定板4后通过所述螺母锁紧定位，从而将样板6的一端压紧定位。下固定板3的上表面和上固定板4的下表面为对样板6压紧定位的定位面，如图3和图4所示。具体的，支架2为角钢。
进一步的，为了承接样板6滴落的铝液，支架2固定连接在底座1的上表面的一端，样板6的自由端悬设在底座1的上表面的另一端，且底座1的长度大于样板6的长度，参照图4。为了便于清理底座1上滴落的铝液，避免影响下一次模拟实验，底座1的上表面铺设有垫板7。为了便于理解结构，图4中的底座1上未铺设垫板7。
在本方案的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本方案的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本方案的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种钎焊铝合金钎焊性能评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、准备待检测的钎焊铝合金材料的样板(6)；
b、将步骤a中的所述样板(6)的一端定位在实验支撑架上，放入加热炉内，所述加热炉根据设定的加热方法对所述样板(6)进行加热；
c、所述步骤b中的加热过程结束后，检测所述样板(6)的下垂量和流动性。
2.根据权利要求1所述的钎焊铝合金钎焊性能评价方法，其特征在于，所述步骤a中还包括对所述样板(6)的表面进行清洁处理。
3.根据权利要求1所述的钎焊铝合金钎焊性能评价方法，其特征在于，所述步骤b中的所述设定的加热方法包括三阶段加热：
第一阶段、所述加热炉内的加热温度为第一温度，保温第一时间；
第二阶段、所述加热炉内的加热温度为第二温度，保温第二时间；
第三阶段、所述加热炉内的加热温度为第三温度，保温第三时间；
第三阶段的保温结束后，采用空气冷却的方式对所述样板(6)降温。
4.根据权利要求1所述的钎焊铝合金钎焊性能评价方法，其特征在于，所述步骤a和所述步骤b之间还包括准备步骤，所述准备步骤包括称量所述样板(6)的第一重量m1，还包括测量所述样板(6)的自由端的第一厚度h1。
5.根据权利要求1所述的钎焊铝合金钎焊性能评价方法，其特征在于，所述步骤c中的加热过程结束后，待所述加热炉及所述样板(6)冷却后，再测量所述样板(6)的自由端的下垂数值即为所述下垂量。
6.根据权利要求4所述的钎焊铝合金钎焊性能评价方法，其特征在于，所述步骤c中的加热过程结束后，所述样板(6)上有铝液滴落时，称量所述样板(6)的第二重量m2，所述流动性的第一指标为K1＝m1-m2。
7.根据权利要求4所述的钎焊铝合金钎焊性能评价方法，其特征在于，所述步骤c中的加热过程结束后，所述样板(6)上没有铝液滴落时，测量所述样板(6)的自由端的第二厚度h2，所述流动性的第二指标为K2＝h2-h1。
8.根据权利要求3所述的钎焊铝合金钎焊性能评价方法，其特征在于，所述第一温度为395℃-405℃，所述第一时间为30min；所述第二温度为565℃-575℃，所述第二时间为30min；所述第三温度为595℃-605℃，所述第三时间为60min。
9.一种钎焊铝合金钎焊性能评价的实验支撑架，其特征在于，所述实验支撑架为权利要求1-8任一项方法中用于固定样板的实验支撑架，包括底座(1)，所述底座(1)上固定连接有支架(2)，所述支架(2)上固定连接有下固定板(3)，所述下固定板(3)上通过连接件(5)可拆卸地连接有上固定板(4)，所述样板(6)的一端固定在所述下固定板(3)和所述上固定板(4)之间。
10.根据权利要求9所述的钎焊铝合金钎焊性能评价的实验支撑架，其特征在于，所述支架(2)固定连接在所述底座(1)的上表面的一端，所述底座(1)的上表面铺设有垫板(7)。
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