[發明專利]一種中溫鋅鋁釬焊焊絲

無效

• 申請號: 201210051341.2
• 申請日: 2012-03-01
• 公開（公告）號: CN102581508A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 鄒家生;許祥平;嚴鏗;高飛;葉友利;趙勇
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: B23K35/28
• 分類號: B23K35/28;B23K35/368
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明涉及一種中溫鋅鋁釬焊焊絲，屬于異種金屬連接材料技術領域。

背景技術

銅和鋁由于具有良好的導電和導熱性能，在電的傳輸、熱量交換和生活日用品等領域獲得廣泛應用。二者相比，鋁的導電和導熱性均不如銅，而從生產成本而言，由于鋁市場價為銅的1/3。鋁的密度也只有銅的1/3。在不考慮力學性能和電熱性能的條件下，鋁制構件材料成本是相同銅制構件的1/9。所以，人們在很多行業采用“以鋁代銅”的技術來降低生產成本。此外，該技術還有利于緩解銅資源的緊張狀況。

“以鋁代銅”技術帶來鋁/銅連接的問題，由于導電、導熱及密封的需要，通常采用焊接方法實現鋁/銅的可靠連接。鋁銅連接的方法很多，從工藝和材料等不同方面入手，可以采用摩擦焊、閃光焊、冷壓焊、熔化焊和釬焊等形式。其中，摩擦焊、閃光焊只能完成管材或者板材的對接，不適合搭接，連接強度低，且消耗材料多；冷壓焊設備投資多，成本高；熔化焊焊接鋁/銅接頭脆性大、強度低、易產生裂紋；釬焊方法在嚴格控制釬料成分和釬焊工藝的前提下，也可獲得性能優良的鋁/銅接頭。但與壓力焊相比，釬焊生產成本低，對復雜工件的適應性強，且具有壓力焊不具備的在線生產能力，因而釬焊是很有發展前景的鋁銅連接技術。

目前，鋁/銅釬焊方法主要有真空釬焊、接觸反應釬焊和火焰釬焊。其中接觸反應釬焊和真空釬焊雖能達到足夠的焊接強度，但焊接設備投資大，運行維護費用高，工藝過程復雜。火焰釬焊工藝操作簡便，生產效率高，加工成本低。

釬料選材是鋁/銅釬焊技術的關鍵問題之一。目前鋁/銅釬焊通常選用的釬料包括Al-Si系、Zn-Sn系和Cd-Zn系釬料。南京航空航天大學薛松柏采用加Si粉的CsF-AlF3釬劑和銀基和Al-Si基中溫釬料搭配[薛松柏，董健.Al/Cu管異種材料火焰釬焊連接[J].焊接，2003，47(12)：23-25]，實現了銅鋁管的中溫釬焊連接，但Al-Si釬料釬焊鋁/銅的接頭強度不高，且熔點太高，焊接溫度高達590～610℃，用高頻釬焊或火焰釬焊時鋁母材容易過燒；Zn-Sn釬料釬焊的接頭強度也不高、不耐腐蝕且配合使用的反應性釬劑易產生氣孔；有資料記載Cd-Zn合金是目前最好的銅鋁焊接材料[趙越.冰箱管路系統銅一鋁管釬焊研究[D].濟南：山東大學，2004：6-7]，主要原因是其釬料的電極電位與Cu接近，不會加速焊縫的電化學腐蝕。但該釬料因Cd有劇毒，而少有研究和應用；因此，有必要研究一種釬焊溫度合適、接頭綜合性能良好的釬料。

Zn-Al系釬料是較有發展前景的鋁/銅焊接用釬料。Zn-Al釬料是一種常用的中溫鋁合金釬料，使用溫度在377～550℃之間。由于鋅鋁的互溶度較大，釬料在釬縫中流動的同時，會以相當快的速度向母材中擴散，因此，所得接頭通常具用較高強度。

發明內容

本發明的目的是為了解決目前鋁/銅釬焊常用的釬焊焊絲接頭強度低，鋪展性能差的問題，而提供一種熔點低于500℃，鋪展性能好，接頭強度高，價格便宜，工藝方法簡單的中溫鋅鋁釬焊焊絲，以滿足工程使用中對鋁/銅釬焊的需要。

為了實現上述目的，本發明的技術方案是：

一種中溫鋅鋁釬焊焊絲，按質量百分比含量由組分：Al為5％～25％，Cu為1％～3％，Si為0.2％～1％，Ni為0.2％～1.5％，其余為Zn制成釬料，質量百分比總含量為100％。

上述釬料采用現有冶煉技術制得，選用QJ201釬劑或氟鋁酸銫釬劑，采用現有普通焊絲拉拔方法，將所述釬劑裹在釬料內制備成藥芯釬焊焊絲。

上述釬料還可以制成塊狀、棒狀、箔帶、粉末等形式。釬焊時釬劑覆蓋在釬料外使用。其中塊狀可以冶煉后采用機械方法分割獲得；棒狀與箔帶可以采用精密鑄造或熱擠壓的方法獲得；粉末可以采用氣體霧化方法獲得。

本發明的一種中溫鋅鋁釬焊焊絲具有的優點和有益效果：

1、本發明的釬焊焊絲熔化溫度范圍為415-468℃，釬焊溫度可低至500℃。有效避免了釬焊時鋁合金母材的過燒，有利于獲得高性能的釬焊接頭。釬焊溫度降低，有效降低了能源消耗；

2、本發明的釬焊焊絲，有效實現了對Cu/Al接頭的焊接，接頭強度好，接頭抗剪強度可達到51.80MPa至59.20MPa，性能穩定，綜合成本低，是實現銅鋁異種材料連接的非常有前景的一種連接材料。

具體實施方式

以下將結合實施例對本發明技術方案作進一步詳述。

實施例1：