本發(fā)明涉及一種無釬劑多層鋁合金釬焊材料。

背景技術(shù)：

通常，在惰性氣體保護(hù)下，材料復(fù)雜的結(jié)構(gòu)內(nèi)部不需要加入釬焊劑，只通過熔化、鋪展和溶解待釬焊部件表面的氧化膜，完成合金的釬焊。外部由于氧含量不易完全清除和控制，當(dāng)不加釬劑時(shí)，由于外部空間大，氧的含量相對(duì)內(nèi)部較高，外部表面無釬劑材料容易氧化，導(dǎo)致無釬劑外部焊接不飽滿，為了解決無釬劑外部焊接不飽滿的問題，只有對(duì)外部架構(gòu)不復(fù)雜產(chǎn)品，在外部涂抹少量污染小且易清除的釬劑，這是把危害和成本降低到最低的方法。通過這種方法就可以使外部焊接部位焊接飽滿，且表面不發(fā)黑。常規(guī)無釬劑材料雖然也可以涂釬劑焊接，但由于常規(guī)無釬劑含鎂量較高，鎂和釬劑反應(yīng)，致使產(chǎn)品表面發(fā)黑，影響產(chǎn)品焊接質(zhì)量和美觀。

釬劑熱傳輸行業(yè)發(fā)展要求用盡可能低的最終成本來制造高質(zhì)量材料和部件，熱交換器釬焊生產(chǎn)中最常用的是在氮?dú)馇液斜M可能少量的氧氣雜質(zhì)的氣氛。這個(gè)過程被稱為受控氣氛釬焊(“cab”)，還包含al-k-f基焊劑，例如應(yīng)用的nocolok焊劑，通過加入釬焊劑分解、溶解去除氧化膜形成潤濕、熔融達(dá)到釬焊的目的。但是，釬焊后助焊劑殘留物，通常被認(rèn)為是對(duì)熱交換器有害的，因?yàn)樗鼈兛赡芊稚⒃阝F焊的鋁表面或堵塞的內(nèi)部通道，從而阻礙了用熱交換器熱量有效交換。氟化物釬劑釬焊后殘余物緊緊依附于鋁部件的表面，不易溶解，對(duì)于一些復(fù)雜結(jié)構(gòu)，諸如蜂窩結(jié)構(gòu)，熱交換器中的復(fù)雜或狹窄通道，并僅能以機(jī)械方式擦除，容易滯留大量剩余，很難完全清理。而且在有釬焊劑釬焊過程中，產(chǎn)生大量有毒氣體，嚴(yán)重?fù)p害操作人員健康和安全。另外，在釬焊過程中，殘留在管子內(nèi)部的釬劑，加速了材料的腐蝕速度，導(dǎo)致熱交換器穿孔，減少了熱交換器使用壽命。

另外，在20世紀(jì)70年代，就出現(xiàn)真空或惰性氣體保護(hù)釬焊工藝。該種工藝?yán)昧随V的擴(kuò)散現(xiàn)象以及易于從鋁鎂合金中揮發(fā)并刺穿其表面的氧化膜，使釬料金屬流動(dòng)的特性。該種工藝消除了氯化物、氟化物釬焊后殘余物清除的必要性，減少了釬焊及對(duì)鋁合金腐蝕以及阻礙散熱器導(dǎo)熱的影響。但由于對(duì)釬焊過程真空度以及氧含量要求嚴(yán)格，曾有一段時(shí)間發(fā)展比較緩，最近幾年由于加入中間層或覆蓋層，以及釬焊層加入bi、mg元素，對(duì)真空度和氧含量要求有所降低，近年來，無釬劑釬焊技術(shù)又發(fā)展起來，深為客戶所期待。但這些無釬劑釬焊技術(shù)各有缺點(diǎn)，仍需不斷完善提高。

專利us2014/0315024a1。覆蓋層成分：純al基或鋁錳基，含有mg0.05％以上的鋁合金，釬焊層成分：si5-15％、fe＜0.5％、mg0.2-1.5％。標(biāo)準(zhǔn)鋁合金覆蓋層復(fù)合比：0.1-10％，釬焊層復(fù)合比：5-20％。釬焊溫度：560-620℃。結(jié)構(gòu)是：覆蓋層—釬焊層—芯層。這種合金雖然成分簡單，但制作過程都需要去除每一層的氧化膜。特別是每兩層之間復(fù)合過程中，都需要化學(xué)方法除去氧化膜，這種方法工藝復(fù)雜，操作繁瑣，成本代價(jià)太高。

另外專利ep1306207b1和us2014/0315024a1，覆蓋層都是純鋁基或鋁錳基，由于釬焊層鋁硅固液相線溫度在570-590℃，覆蓋層純鋁在650℃，固液相溫度相差大，雖然有硅料濃度差，硅料只能一點(diǎn)一點(diǎn)侵蝕純鋁，由于純鋁在最外層，毛細(xì)、鋪展等作用力不能使固態(tài)的純鋁產(chǎn)生流動(dòng)，也就是由于最外層純鋁阻擋釬焊層硅料流行不足，完全把純鋁層溶解需要一定時(shí)間，這個(gè)過程是部分?jǐn)U散的鎂元素和氧化膜反應(yīng)，等硅料完全溶解純鋁時(shí)，沒有足夠的時(shí)間和動(dòng)力把氧化膜卷到釬焊液中，如果加長釬焊時(shí)間，硅料侵蝕覆蓋層的同時(shí)，也能侵蝕芯層，且時(shí)間越長最外層氧化也就越多，也就是氧化膜越厚，也是對(duì)焊接不利的。

愛勵(lì)、格朗吉斯、古河等企業(yè)分別研制的無釬劑釬焊材料，這些無釬劑材料都是在釬焊材中加入bi、pb、sb、sn等低熔點(diǎn)元素以及促進(jìn)這些元素固溶于合金，而在最外層(覆蓋層)都沒有加入bi、pb、sb、sn等低熔點(diǎn)元素以及促進(jìn)這些元素固溶的合金，這些低熔點(diǎn)元素，在釬焊過程中，不僅要沖破覆蓋層和釬焊層交界的氧化膜、還要沖破覆蓋層最外層氧化膜，而且覆蓋層熔點(diǎn)也較高，釬焊過程中釬焊層首現(xiàn)熔化，溶化后并開始潤濕、侵潤覆蓋層，釬焊層和覆蓋層有很長時(shí)間的時(shí)間延遲，在重力熔體和表面氧化作用的影響下可能會(huì)導(dǎo)致填充物流動(dòng)，產(chǎn)生熔融填料的局部積聚和不均勻的融合，聚集的釬焊液進(jìn)一步侵蝕芯材結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)有的各種無釬劑材料在釬焊過程中都存在零件外邊緣釬焊不飽滿，外表面未能焊牢、顏色發(fā)黑等問題。為了克服零件外邊緣焊接不飽滿，外表面不能焊牢、顏色發(fā)黑等問題。同時(shí)復(fù)雜的零件內(nèi)部又不能使用焊劑，因此必須采用熱傳輸零件內(nèi)部是無釬劑釬焊，外部是可以有少量釬劑釬焊。但目前各個(gè)廠家開發(fā)的無釬劑材料外部不適合焊劑成分，因?yàn)橥獗砻嬗捎阪V含量較高，擴(kuò)散揮發(fā)出來的大量鎂與釬劑反應(yīng)，生成復(fù)雜含鎂鹽類，鋪展釬焊液外面，使釬焊液不能接觸被焊接部件鋁基體，導(dǎo)致焊接后外表面釬焊焊縫有縫隙，并且產(chǎn)品外觀還出現(xiàn)發(fā)黑的問題。

為了解決無釬劑材料和釬劑反應(yīng)出現(xiàn)的問題，人們迫切需要開發(fā)一種新型材料材料，使之能滿足不使用釬劑材料性能要求，又能滿足有釬劑的性能要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是公開一種低鎂多層鋁合金釬焊擴(kuò)展材料及其應(yīng)用，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，滿足相關(guān)領(lǐng)域應(yīng)用的需要。

所述的低鎂多層鋁合金釬焊擴(kuò)展材料，包括依次復(fù)合的芯層、釬焊層和覆蓋層；

所述的覆蓋層，由如下重量百分比的組分組成：

si:0-14％、fe≤0.3，mg≤0.1，bi0-0.3％，其余為鋁；

優(yōu)選的：

si:0.11-9.85％、fe≤0.3，mg≤0.1，bi：0-0.2％，其余為鋁；

更優(yōu)選的：

si:0.11-9.85％、fe≤0.26，mg≤0.07，bi：0-0.15％，其余為鋁；

所述的釬焊層，由如下重量百分比的組分組成：

si：2-15％，fe≤0.3％，mg：0.02-0.15％，bi：0.05-0.3％，zn：0～4％，稀土元素：0.05～0.3％，其余為鋁；

優(yōu)選的：

si：5-15％、fe≤0.3％，mg：0.05～0.12％，bi：0.06-0.2％，zn：0～4％，稀土元素：0.05～0.15％，其余為鋁；

更優(yōu)選的：

si：8.27-12.1％，fe≤0.2％，mg：0.08～0.12％，bi：0.06-0.18％，zn：0～1.1％，稀土元素：0.1～0.12％，其余為鋁；

所述釬焊層的稀土元素選自sm或re；所述re選自la、ce、nd、er或y中的一種以上；

所述的芯層由如下重量百分比的組分組成：

1xxx、3xxx、5xxx、6xxx或7xxx中的一種；

或：

稀土元素0.05-0.2％，余量為3xxx、5xxx、6xxx或7xxx中的一種；

所述芯層的稀土元素選自sm或re；所述re選自la、ce、nd、er或y的一種以上；

所述的覆蓋層合金的熔點(diǎn)為560-661℃；

所述的釬焊層合金熔點(diǎn)為550-576℃；

所述的芯層合金熔點(diǎn)為649-660℃；

復(fù)合比率：

覆蓋層復(fù)合比：0.1-10％，優(yōu)選復(fù)合比為0.2-5％

釬焊層復(fù)合比：5-20％，優(yōu)選復(fù)合比為6-12％

其余為芯層復(fù)合比率；

所述的低鎂多層鋁合金釬焊擴(kuò)展材料的總厚度為0.1mm～3mm；

術(shù)語“復(fù)合比”的定義如下：復(fù)合材料各層材料厚度所占總材料厚度的比率稱作復(fù)合比。

術(shù)語1xxx代表鋁合金1系合金，即工業(yè)純鋁；

術(shù)語3xxx代表鋁合金3系合金，即以鋁錳為主要元素的一系列合金；

術(shù)語5xxx代表鋁合金5系合金，即以鋁鎂為主要元素的一系列合金；

術(shù)語6xxx代表鋁合金6系合金，即以鋁硅鎂為主要元素的一系列合金；

術(shù)語7xxx代表鋁合金7系合金，即以鋁鋅鎂銅為主要元素的一系列合金。

所述的低鎂多層鋁合金釬焊擴(kuò)展材料，適用于無釬劑材料，又適用于少量有釬劑材料，少量的釬劑涂在的結(jié)構(gòu)的外側(cè)，可用于制備熱交換器；

釬焊氛圍：含有一定低氧量的惰性氣體氛圍或真空中釬焊，釬焊氣氛含氧量＜50ppm，釬焊溫度：560-620℃；

為了克服有釬劑和無釬劑各種不利影響，特別是本發(fā)明克服了釬焊時(shí)鎂與釬劑反應(yīng)的不利影響，又利用了無釬劑釬焊時(shí)鎂沖破氧化膜的有益作用。本發(fā)明改進(jìn)各層組織成分，降低了鎂元素的含量，在覆蓋層和釬焊層形成了兩個(gè)元素的濃度差，一個(gè)是鎂濃度差，一個(gè)是硅濃度差。常規(guī)情況下是覆蓋層濃度小與釬焊層，鎂硅元素向覆蓋層擴(kuò)散。本發(fā)明在覆蓋層加入了少量的鎂(<0.1％wt)，且使覆蓋層和釬焊層鎂含量保持一個(gè)濃度差，使鎂可以向釬焊層擴(kuò)散，當(dāng)覆蓋層和釬焊層都是含有硅料，覆蓋成變成低硅料，使硅料含量變?yōu)殡A梯狀，利用濃度差在盡可能短的時(shí)間內(nèi)加速硅的擴(kuò)散和流動(dòng)，鎂和硅的流動(dòng)和擴(kuò)散，加速了鎂和氧化膜反應(yīng)生成尖晶，硅料的流動(dòng)把尖晶卷入到釬焊液里面，又因鎂含量不高，不會(huì)和釬劑大量反應(yīng)形成含鎂鹽類阻礙釬焊液接觸，外層釬劑在釬焊過程首先是和氧化膜反應(yīng)，使釬焊液接觸更充分。另外，稀土增加釬焊液由于重力、毛細(xì)、鋪展等作用而發(fā)生大量流動(dòng)，減少了焊接組織的焊接不均勻現(xiàn)象發(fā)生。加入稀土數(shù)量多少可以影響高熔點(diǎn)稀土化合物晶界數(shù)量和氧化膜厚度，加入越多稀土，形成高熔點(diǎn)稀土化合物越多，同時(shí)，游離態(tài)稀土也越多，也更易與氧反應(yīng)，吸收大量的氧元素，從而減少氧化膜的厚度。目前，行業(yè)遇到問題最多的是，無釬劑釬焊內(nèi)部焊接質(zhì)量完好，外部焊接不飽滿，主要原因是：在600℃時(shí)，真空中鎂合金揮發(fā)的飽和蒸氣壓為0.43g/m³,能夠消耗89.58ppm氧氣，以油冷器釬焊為例，油冷器釬焊內(nèi)部焊接質(zhì)量完好，外部焊接不飽滿，油冷器內(nèi)部空間有限，氧氣含量也有限.氧氣相對(duì)含量很低，釬焊過程中少量鎂揮發(fā)出來能夠完全消耗完氧氣。但油冷器外部爐體相對(duì)油冷器是無限，相對(duì)氧含量是很高的，就發(fā)生鎂的氧化反應(yīng)，mg+1/2o2＝mgo，主要生成氧化鎂。氧化鎂膜又很厚，釬焊液不容易沖破。外部空間大，氧含量相對(duì)是無限。無釬劑材料在外部就焊接不好，為了克服這個(gè)問題，一是減少鎂，也就是減少氧氣和鎂反應(yīng)，二是我們?cè)谕獠客库F劑，利用釬劑首先打破氧化膜，使釬焊液與基體接觸。由于是低鎂，鎂揮發(fā)量不大，鎂和氧以及釬劑反應(yīng)不多，外部打破氧化膜起主導(dǎo)作用的還是釬劑，沒有了形成厚的氧化鎂或鎂和釬劑形成鹽類膜,沒有厚的氧化膜阻擋釬焊液流動(dòng)，在虹吸、鋪展、重力等作用力下，釬焊液充分流動(dòng)，外部釬焊接頭焊接變得飽滿。

為了克服對(duì)釬焊過程中對(duì)芯層被侵蝕的影響，在芯層合金材料中加入0.1-0.2％稀土元素釤，這些稀土元素形成高熔點(diǎn)稀土化合物，稀土化合物在晶界分布可以有效阻礙硅的擴(kuò)散，防止發(fā)生芯層被侵蝕。

本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)：一是降低鎂含量，鎂含量低就不可能與氧反應(yīng)形成大量氧化鎂，或與釬劑反應(yīng)形成含鎂鹽類。二是形成了硅鎂在釬焊層和覆蓋層不同含量的濃度差，正常的狀態(tài)濃度高的向濃度低方向流動(dòng)，使釬焊液流動(dòng)，流動(dòng)的釬焊液可以有效的沖破氧化膜。濃度高的mg也隨硅料一起流動(dòng)，擴(kuò)散到氧化膜附近，擴(kuò)散出來的鎂在氧含量比較低的情況下，鎂首先和鋁合金氧化膜(al2o3)發(fā)生生成尖晶(mgal2o4)，其反應(yīng)方程式是：mg+4/3al2o3＝mgal2o4+2/3al在527℃是放熱反應(yīng)，放出-22.2kj，生成的尖晶容易被釬焊液(硅料)卷到液體內(nèi)部，使焊接的釬焊液充分接觸，再加上毛細(xì)、侵潤等作用，使錢焊接頭焊接質(zhì)量達(dá)到飽和，克服了釬劑不易清理，且腐蝕產(chǎn)品的缺點(diǎn)。

附圖說明

圖1為具有依次復(fù)合的芯層、釬焊層和覆蓋層的低鎂多層鋁合金釬焊擴(kuò)展材料結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為具有依次復(fù)合的觸水層、芯層、釬焊層和覆蓋層的低鎂多層鋁合金釬焊擴(kuò)展材料結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為釬焊層和覆蓋層依次復(fù)合在芯層兩側(cè)的低鎂多層鋁合金釬焊擴(kuò)展材料結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為釬焊層和覆蓋層依次復(fù)合在所述的芯層兩側(cè)，觸水層設(shè)置在芯層一側(cè)的釬焊層與芯層之間的低鎂多層鋁合金釬焊擴(kuò)展材料結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，所述的低鎂多層鋁合金釬焊擴(kuò)展材料，包括依次復(fù)合的芯層1、釬焊層2和覆蓋層3；

如圖2所示，優(yōu)選的，所述的低鎂多層鋁合金釬焊擴(kuò)展材料，包括依次復(fù)合的觸水層4、芯層1、釬焊層2和覆蓋層3；

如圖3所示，優(yōu)選的，所述的低鎂多層鋁合金釬焊擴(kuò)展材料，包括芯層1、釬焊層2和覆蓋層3，所述的釬焊層2和覆蓋層3依次復(fù)合在所述的芯層1的兩側(cè)；

如圖4所示，優(yōu)選的，所述的低鎂多層鋁合金釬焊擴(kuò)展材料，包括芯層1、釬焊層2、覆蓋層3和觸水層4，所述的釬焊層2和覆蓋層3依次復(fù)合在所述的芯層1的兩側(cè)，所述的觸水層4設(shè)置在芯層1一側(cè)的釬焊層2與芯層1之間；

所述的覆蓋層，由如下重量百分比的組分組成：

si:0-14％、fe≤0.3，mg≤0.1，bi0-0.3％，其余為鋁；

優(yōu)選的：

si:0.11-9.85％、fe≤0.3，mg≤0.1，bi：0-0.2％，其余為鋁；

更優(yōu)選的：

si:0.11-9.85％、fe≤0.26，mg≤0.07，bi：0-0.15％，其余為鋁；

所述的釬焊層，由如下重量百分比的組分組成：

si：2-15％，fe≤0.3％，mg：0.02-0.15％，bi：0.05-0.3％，zn：0～4％，稀土元素：0.05～0.3％，其余為鋁；

優(yōu)選的：

si：5-15％、fe≤0.3％，mg：0.05～0.12％，bi：0.06-0.2％，zn：0～4％，稀土元素：0.05～0.15％，其余為鋁；

更優(yōu)選的：

si：8.27-12.1％，fe≤0.2％，mg：0.08～0.12％，bi：0.06-0.18％，zn：0～1.1％，稀土元素：0.1～0.12％，其余為鋁；

所述釬焊層的稀土元素選自sm或re；所述re選自la、ce、nd、er或y中的一種以上；

所述的芯層由如下重量百分比的組分組成：

1xxx、3xxx、5xxx、6xxx或7xxx中的一種；

或：

稀土元素0.05-0.2％，余量為3xxx、5xxx、6xxx或7xxx中的一種；

所述芯層的稀土元素選自sm或re；所述re選自la、ce、nd、er或y的一種以上；

所述的觸水層由如下重量百分比的組分組成：

si：0.1-1％，fe≤0.3％，mn：0-0.05％，zn：1～5％，其余為鋁；

優(yōu)選的：

si：0.12-0.3％、fe≤0.24％，mn：0～0.01％，zn：1.32-3.84％，其余為鋁；

所述的覆蓋層合金的熔點(diǎn)為560-661℃；

所述的釬焊層合金熔點(diǎn)為550-576℃；

所述的芯層合金熔點(diǎn)為649-660℃；

所述的觸水層合金熔點(diǎn)為650～661℃；

復(fù)合比率：

覆蓋層復(fù)合比：0.1-10％，優(yōu)選復(fù)合比為0.2-5％

釬焊層復(fù)合比：5-20％，優(yōu)選復(fù)合比為6-12％

對(duì)于設(shè)有觸水層的材料，觸水層的復(fù)合比：15-30％，優(yōu)選復(fù)合比為20-25％；

其余為芯層復(fù)合比率；

所述的低鎂多層鋁合金釬焊擴(kuò)展材料的總厚度為0.1mm～3mm；

所述的低鎂多層鋁合金釬焊擴(kuò)展材料的制備方法，包括如下步驟：

利用鑄造設(shè)備鑄造指定長、寬、厚的鑄錠，其成分如釬焊層、覆蓋層、芯層以及觸水層要求，對(duì)芯層、觸水層和覆蓋層在490～510℃，優(yōu)選500℃化退火1.5～2.5優(yōu)選2h，然后熱軋，各層厚度為1-200mm，然后將覆蓋層、釬焊層、芯層、觸水層、釬焊層和覆蓋層等，按照3到6層要求焊接在一起，然后進(jìn)行熱軋，軋至厚度3～10mm，再進(jìn)行冷軋，冷軋至0.5～1mm，然后根據(jù)需求不同，退火h24、h14等不同狀態(tài)，再進(jìn)行模擬釬焊。

術(shù)語“復(fù)合比”的定義如下：復(fù)合材料各層材料厚度所占總材料厚度的比率稱作復(fù)合比。

術(shù)語1xxx代表鋁合金1系合金，即工業(yè)純鋁；

術(shù)語3xxx代表鋁合金3系合金，即以鋁錳為主要元素的一系列合金；

術(shù)語5xxx代表鋁合金5系合金，即以鋁鎂為主要元素的一系列合金；

術(shù)語6xxx代表鋁合金6系合金，即以鋁硅鎂為主要元素的一系列合金；

術(shù)語7xxx代表鋁合金7系合金，即以鋁鋅鎂銅為主要元素的一系列合金。

所述的低鎂多層鋁合金釬焊擴(kuò)展材料，適用于無釬劑材料，又適用于少量有釬劑材料，少量的釬劑涂在的結(jié)構(gòu)的外側(cè)，可用于制備熱交換器；

釬焊氛圍：含有一定低氧量的惰性氣體氛圍或真空中釬焊，釬焊氣氛含氧量＜50ppm，釬焊溫度：560-620℃；

實(shí)施例中的低鎂多層鋁合金釬焊擴(kuò)展材料，采用鑄造設(shè)備，鑄造長為300mm，寬為200mm，厚為30mm的鑄錠，測(cè)試合金化學(xué)成分如表1所示；其中：

a代表芯層，b代表釬焊層，c代表覆蓋層，d代表觸水層；

對(duì)鑄錠銑面，銑面后鑄錠長為200mm，寬為150mm，厚度為20mm；

對(duì)芯層、釬焊層和覆蓋層進(jìn)行500℃2h均勻化退火，然后熱軋，釬焊層軋至3mm，覆蓋層軋制1mm，芯層20mm，觸水層3mm，然后按照3到6層要求將覆蓋層-釬焊層-芯層-觸水層-釬焊層-覆蓋層焊接在一起，然后進(jìn)行熱軋，軋至厚度3mm，再進(jìn)行冷軋，冷軋至0.5mm，然后根據(jù)需求不同，退火h24、h14等不同狀態(tài)，再進(jìn)行模擬釬焊。

釬焊在真空石英管式爐內(nèi)進(jìn)行，石英管式爐先進(jìn)行抽真空，然后在管式爐內(nèi)充入氮?dú)?，釬焊周期20分鐘從室溫線性加熱到600℃，保溫5min，隨后，拿出管式爐，空氣中冷卻至室溫，表3為釬焊后實(shí)驗(yàn)結(jié)果；

表1不同層合金成分和固液相溫度

對(duì)本發(fā)明材料內(nèi)部無釬劑釬焊，無釬劑釬焊材料最理想的設(shè)計(jì)是：在合適的釬焊加熱循環(huán)時(shí)間內(nèi)，足夠量的mg、bi到達(dá)氧化膜和覆蓋層的界面，破壞氧化膜的完整性和致密性，同時(shí)，由于硅料流動(dòng)，促使氧化膜被卷入釬焊液內(nèi)部，促使被釬焊材與釬焊料新鮮基體接觸，達(dá)到焊接的目的。如果太多鎂擴(kuò)散析出、且氧含量高于50ppm會(huì)導(dǎo)致鎂氧化生成氧化鎂發(fā)黑，氧化鎂覆蓋新鮮釬焊液基體外面，由于氧化鎂厚度較大，通常是在幾十個(gè)μm以上，釬焊料新鮮液體不能與釬焊材接觸，氧含量越高接頭焊接成功率越低。如果太少鎂擴(kuò)散析出，不能破壞氧化膜，釬焊料新鮮基體也不能與釬焊材接觸，焊接接頭將不完整，或根本沒有焊接上，接頭焊接成功率不高，低于40％。因此，當(dāng)焊接工藝固定，也就是焊接時(shí)間固定時(shí)，盡可能加速鎂、稀土以及鉍元素的擴(kuò)散，以及含硅料的流動(dòng)，首先含硅料液體流動(dòng)會(huì)加速這些元素?cái)U(kuò)散，其次含硅料流動(dòng)會(huì)沖破氧化膜，氧化膜去除反而加大流動(dòng)性。本發(fā)明材料外部采用釬劑釬焊，雖然外部空間絕對(duì)氧含量不超過50ppm，但空間相對(duì)釬焊產(chǎn)品內(nèi)部大了幾千倍，相對(duì)氧含量是很高的，就發(fā)生鎂的氧化反應(yīng)，mg+1/2o2＝mgo，主要生成氧化鎂，且氧化鎂膜又很厚，釬焊液不容易沖破。多余的鎂還和釬劑反應(yīng)，生成含鎂鹽類，也阻礙釬焊接頭形成，因此必須限制鎂含量，沒有鎂內(nèi)部也不能實(shí)現(xiàn)無釬劑釬焊，即是不能太高，也不能沒有，因此含量在0.15％以下，還要在釬焊層和覆蓋層合理分配，使鎂能夠擴(kuò)散，沖破氧化膜。

本發(fā)明基于以上分析對(duì)硅、鎂等做了不同層不同含量的實(shí)驗(yàn)。鎂是開豁性金屬，與氧反應(yīng)形成的氧化膜不具有保護(hù)作用，同時(shí)又有與氧化鋁反應(yīng)的特性，可以破壞釬焊層具有保作用的氧化鋁氧化膜，釬焊層鎂元素含量不能太少也不能太多，鎂含量在0.05％和0.15％兩者之間選擇，稀土在在硅料中起到凈化作用，使鐵聚結(jié)在一起，增加釬焊液流動(dòng)的作用作用，因此加入還是適中為宜。芯層加入稀土主要以阻擋擴(kuò)散為目的，芯層較厚在鋁箔中占據(jù)大部分，同時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)成本，加入較少為宜，實(shí)施例各層如表1。

本發(fā)明基于實(shí)施例對(duì)比明顯的效果，采取了多層復(fù)合結(jié)合的方法，，即芯層兩側(cè)都復(fù)合相同釬焊層和覆蓋層，或者一側(cè)復(fù)合，或兩側(cè)復(fù)合不同。實(shí)施例中覆蓋層比例為2.5％，釬焊層比例為10％，觸水層為20％，其余為芯層，五層復(fù)合釬焊材料最終軋制厚度為0.6mm，在表2中，11、12為五層對(duì)比例，表2中，實(shí)施例6為三層復(fù)合，實(shí)施例2為四層復(fù)合，實(shí)施例1、4、5、8、9、10為五層復(fù)合，實(shí)施例3、7為六層復(fù)合。

表3表示外表面涂釬劑，內(nèi)表面無釬劑釬焊后內(nèi)外表面接頭良率、外表面顏色，以及芯層有無侵蝕狀況，可以看出，釬焊層和覆蓋層降低鎂含量后，外部有釬劑釬焊良率大幅提高，外表面顏色也不再發(fā)黑，原因是會(huì)發(fā)出來的鎂減少，鎂不再和氧以及釬劑反應(yīng)，外側(cè)接頭焊接成功是由釬劑完成，釬劑焊接功能穩(wěn)定，內(nèi)部焊接接頭良率雖不如外側(cè)焊接接頭良率高，但還是能夠達(dá)到95％以上，鎂雖然少了，還是在內(nèi)部有擴(kuò)散和揮發(fā)，擴(kuò)散的鎂和氧化了反應(yīng)形成尖晶，由于硅料流動(dòng)卷到釬焊液內(nèi)部，揮發(fā)的鎂和密閉內(nèi)腔的氧反應(yīng)消耗了氧含量，氧含量較低，因此在密閉內(nèi)腔表面不會(huì)形成大量氧化鎂氧化膜，因此不會(huì)阻礙釬焊進(jìn)行，所以內(nèi)部無釬劑釬焊良率也能達(dá)到95％以上。對(duì)比例中內(nèi)腔接頭良率也能達(dá)到95％以上，雖然鎂含量高，揮發(fā)大量鎂，但由于內(nèi)空間有限，氧含量也有限，每消耗一定量氧后，沒有氧與鎂反應(yīng)，形不成大量氧化鎂氧化膜，因此不會(huì)阻礙焊接液接觸，反而大量鎂把氧化鋁膜沖破，卷入到釬焊液內(nèi)，使釬焊良率達(dá)到95％以上。

表2發(fā)明例和對(duì)比例不同層合金組合

表3合金實(shí)施例外表面涂釬劑，內(nèi)表面無釬劑釬焊后內(nèi)外表面接頭良率、外表面顏色，以及芯層有無侵蝕。