Microstructure and Mechanical Properties of Aluminum Alloy Joints Brazed using Al-Si-Cu Flux-cored Wire in Air

WANG Shuiqing; LOU Yinbin; LIU Chaofeng; CAO Shiqi; LI Jiacheng; LI Huaxin; HE Yanming; YANG Jianguo

doi:10.7512/j.issn.1001-2303.2025.09.08

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Microstructure and Mechanical Properties of Aluminum Alloy Joints Brazed using Al-Si-Cu Flux-cored Wire in Air
Vol. 55, Issue 9, Pages: 91-97(2025)
Received：07 March 2025，

Revised：2025-04-08，

Published：20 September 2025
DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2025.09.08
稿件说明：

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王水庆，娄银斌，刘超峰，等.Al-Si-Cu药芯焊丝空气钎焊铝合金的接头组织与力学性能［J］.电焊机，2025，55（9）：91-97. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2025.09.08.

WANG Shuiqing, LOU Yinbin, LIU Chaofeng, et al.Microstructure and Mechanical Properties of Aluminum Alloy Joints Brazed using Al-Si-Cu Flux-cored Wire in Air[J].Electric Welding Machine, 2025, 55(9): 91-97. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2025.09.08.

摘要

采用Al-Si-Cu药芯焊丝作为钎料，在空气气氛中对3003系铝合金进行钎焊，通过X射线衍射仪、DSC热分析仪、扫描电子显微镜、能谱仪、硬度仪、剪切实验等手段研究了钎焊温度与保温时间钎焊铝合金接头的微观组织与力学性能。接头微观组织表征结果表明，接头主要反应形成相有AlFeMnSi、Al

Cu、Si和Al

。焊接工艺窗口较窄，但在580~600 ℃、保温25~45 min的工艺窗口下都能实现铝合金的无明显焊接缺陷的良好界面结合。钎焊温度与保温时间主要通过影响钎料在接头中的扩散渗入距离、残余量及相组成来调控接头组织，进而影响接头强度与硬度。在590 ℃、保温35 min的工艺参数下，获得的接头强度最高为114.25±14.50 MPa，对应的焊缝中心硬度约为200 HV。

Abstract

In this study

3003 aluminum (Al) alloys were brazed using Al-Si-Cu flux-cored wire in air. The effects of brazing temperature and holding time on the microstructure and mechanical properties of Al brazed joints were investigated by means of X-ray diffractometer

differential scanning calorimeter

scanning electron microscopy

energy spectroscope

hardness test

and shear test. The microstructural characterization indicates that the reaction phases at the joint mainly consisted of AlFeMnSi

Si and Al

. The brazing process window for Al alloys joint was narrow

but a well-bonded interface bonding without obvious welding defects could be achieved at the brazing process of 580-600 ℃ for 25-45 min. The influences of brazing temperature and holding time on the joint microstructure were mainly by controlling the diffusion distance of filler metal to the base metal

residual filler metal in the joint as well as its phase compositions

further affecting the mechanical properties of joints. The highest joint strength of 114.25±14.50 MPa was achieved at the brazing process of 590 ℃-35 min

and its corresponding joint center hardness was ~200 HV.

关键词

Keywords

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