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泡沫鋁的焊接-硬度測試及結論

硬度測試

實驗2中，有一塊與母材相同的鋼板被放入爐內，與爐內焊件經歷相同的熱循環過程。在實驗分析階段，通過測定焊接前后鋼板布氏硬度的方法，評定焊接過程是否會影響母材性能。
測試前，用1000#砂紙磨去兩塊鋼板表面的氧化皮，且使試樣的上下表面平行。驗使用的壓頭是直徑5.0mm的淬火鋼球，載荷為750kGf，加載時間為10s，每個試樣測量三個點。測試完畢后通過刻度顯微鏡測量壓痕直徑，然后根據式6-1計算硬度值。測得的壓痕直徑和響應的計算結果見表6.1，其中1號試樣是未經歷熱循環，2號試樣是實驗2中放入的試板。

HB=P/F=2P/[πD(D-√D²-d²）]

P--施加載荷大小（單位：kGf）；F--壓痕的表面積（單位：mm²）
D--鋼球的直徑（單位：mm）；D--壓痕的直徑（單位：mm）。

                   表6.1布氏硬度 實驗測得的壓痕直徑（單位：mm）
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試樣編號   第一個壓痕直徑   第二個壓痕直徑   第三個壓痕直徑   壓痕平均直徑    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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焊接過程會降低鋼板的硬度值，下降幅度為（177-152）/177x100%=14%
計算表明，焊接熱循環對鋼板硬度的影響程度較小，可以認為焊接過程不構成對鋼板性能的顯著損害。

通過對實驗結果的分析，得出以下結論：

A.真空釬焊和氮氣保護爐中釬焊是適合泡沫鋁/鋼的釬焊方法，在工藝適當的.條件下能得到質量較好的釬焊接頭。火焰釬焊法不適合泡沫鋁/鋼的釬焊。

B.AI-Si釬料和Cu均能作為中間層材料用于泡沫鋁/鋼的釬焊，使用Al-Si釬料時，溫度585°C~600°C，保溫時間5~15分鐘條件下可得到較好的釬焊接頭。溫度和保溫時間具有互補作用。

C.泡沫鋁和大鋅花鍍鋅鋼很難通過接觸反應釬焊法在無中間層的情況下形成接頭。

D.氮氣保護爐中釬焊的冷卻速度大于真空釬焊的冷卻速度，對焊接質量的影響與縮短保溫時間的影響相似。

E.焊接的熱循環過程不會對鋼板性能產生顯著損害。