谢国君 王 影 韩 露

（航天材料及工艺研究所，北京 100076）

0 引言

铝和钢的物理、化学性质的巨大差异，使二者的焊接相容性较差，尽管有较多学者对此进行了研究，但铝－钢焊接接头的质量仍不尽人意［1－3］。某管道法兰由不锈钢管（0Cr18Ni9）与铝管（6A02）通过钎焊焊接而成（图1）。

该法兰在力学试验过程中焊缝部位发生开裂导致泄漏，本文通过对钎焊焊缝的断面形貌观察、能谱及金相分析等手段对钎焊焊缝结构进行研究，查明焊缝发生开裂的原因，并对焊接工艺的改进提出建议。

1 观察与分析

1.1 材料

材料由发生开裂的管道法兰及工艺焊接件管道法兰的钎焊缝部位截取，试样由0Cr18Ni9、5A06及二者的钎焊缝（ZL102）组成。钎料为 ZL102，钎剂C550；为提高焊接质量，不锈钢管表面预先镀镍，焊缝未焊透率（包括气孔、夹渣）要求不大于15%。

1.2 形貌观察与成分分析

焊缝区域试样分离为两部分，宏观形貌见图2：分离面位于不锈钢一侧界面处，钎焊料残留在铝合金一侧；不锈钢一侧分离面可见原始机加工纹路，铝合金一侧钎焊料分离面上可见机加工纹路的印痕；分离面部分区域存在未焊透现象，测得未焊透率约21%。

图2 开裂焊缝分离面宏观形貌Fig.2 Macro morphology of cracked welding surface cracked surface of aluminium alloy

扫描电镜下观察，整个分离面微观均呈解理形貌，为脆性断裂特征；能谱分析结果表明铝合金一侧分离面主要含有 Al（主）、Si（11.5%）、Fe（20.2%）、Cr（7.7%）、Ni（1.3%）元素，焊缝两侧母材主要成分与各自牌号相符。

1.3 金相分析

从失效焊缝及比对焊缝上分别截取部分试样进行金相比对分析。

1.3.1 失效焊缝

焊缝剖面形貌及能谱分析图见图3。……