铝是活泼金属，其表面容易产生致密的氧化膜，氧化膜会阻碍熔化的钎料润湿母材。因此，就要通过在钎料的配比中加入某种元素来减小氧化膜带来的影响。所以要成功地进行真空铝钎焊, 必须在工件达到钎焊温度之前, 在镁的作用下使氧化铝膜变质[8], 在热应力的作用下使氧化铝膜局部开裂[9]。为液态填料金属润湿基体金属的表面创造必要的条件。Mg能够去除氧化膜，因为Mg与真空中存在的水和氧气以及铝及铝合金表面的氧化铝都能反应，因此达到去膜的目的。但是加入Mg也有其缺点所在，如果加入过多的Mg,加热过程中产生的Mg蒸汽容易对炉体造成污染。因此真空钎焊工艺及所选择的钎料还有待继续研究。

1.3铝合金钎料的现状

钎料作为钎焊过程中要加入的一种金属或合金，其种类繁多。铝合金钎料在实际生产中的应用非常广泛，目前的铝合金钎料主要是以共晶成分的铝合金为基础，加工成线材、棒材、板材和箔材。钎料必须满足：具有合适的熔点，最少比母材的熔点低

15℃；具有良好的润湿性、流动性、热稳定性，并且能与母材原子相互扩散，形成牢固的焊接接头，成分均匀，接头性能满足使用要求[10]。由于铝是一种较为活泼的元素，所以还要考虑钎料成分与母材成分的电化学腐蚀问题、钎料的色泽问题和镀覆性能等。研究钎焊的目的就是能够找到一种合适的钎料来获得优质的接头。只有钎料熔化后能够很好的流满钎逢，并与母材发生相互作用，这样才会获得优质的接头。

铝合金钎料中以Al-Si系钎料最为常见，此系列钎料熔点在570～630℃，Al-Si二元共晶相图如图1-1所示

图1-1 Al-Si二元共晶相图

从上图能够看出Al和Si的共晶温度为577℃，在Si含量为12.6处有一共晶点，在共晶点左侧为亚共晶区，右侧为过共晶区。研究表明[10]，亚共晶区域的合金具有较好的流动性、润湿性和抗腐蚀性，而且可以根据母材的特点和工艺的要求添加合适的元素，改善钎料的特点，获得满意的焊接接头。文献综述

Al-Si系列钎料是以A1-Si共晶成分为基础，其组织中曲卷片状的Si力学性能不佳，但通过添加稀土变质剂可获得较好的力学性能[11]。4343、4045、4047是典型的Al-Si二元系钎料。其中4343钎料适用于钎焊1060、1100、3003铝合金母材，4545和4047钎料适用于钎焊3004、5005、6963、6951铝合金母材[12] 。

Al-Si-Mg三元系钎料，在Al-Si系钎料基础上添加Mg，Mg的加入使得钎料在钎焊过程中能够生成Mg蒸汽，从而吸收炉体中的水汽。其次，铝合金表面稳定的氧化膜(Al2O3)的存在，阻碍了母材和钎料的润湿作用，单纯的依靠真空并不能有效的去除氧化膜，而Mg恰好能够充当活化剂起到去除氧化膜的作用，使得钎料能很好地润湿母材[13]。4N04、4104 、4004等是常见的Al-Si-Mg系列钎料。

Al-Si系钎料还有Al-Si-Cu、Al-Si-Zn等钎料。其中Al-Si-Cu钎料中的Cu能够降低钎料的熔点，也能够增加钎料的流动性，但是相反的也会增加钎料的脆性，因此该种钎料由于其脆性很难生产出丝或箔，只能够铸成条使用。Al-Si-Zn钎料中，Zn的加入会使钎料的流动性和润湿性增强，接头的抗腐蚀性能也有提高。

1.4  论文研究的内容

本文以3A21铝合金为母材，通过其多层结构的真空无钎剂焊接来研究钎料的预制过程及钎料预置中通过冲压成型技术制作钎料的具体方法及冲压模具的计算与设计。

(1)通过计算法获取三种Al-Si系钎料的配比方案。所选方案是在Al-Si基础上添加   不同成分的Mg、Sr、La元素来完成三种钎料的配比。