[發明專利]一種鋁合金薄板激光焊輔助焊縫成形材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201310450295.8
• 申請日: 2013-09-27
• 公開（公告）號: CN103506770A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 廖小文;余圣甫;廣愛清
• 申請（專利權）人: 武漢光谷機電科技有限公司
• 主分類號: B23K35/24
• 分類號: B23K35/24;B23K35/36;B23K35/40
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 胡建平

技術領域

本發明屬于焊接技術領域，具體涉及一種鋁合金薄板激光焊輔助焊縫成形材料及其制備方法。

背景技術

用鋁合金薄板制造工業機箱、機電機柜產品不僅外形美觀，而且耐腐蝕性良好，在惡劣環境下使用壽命長。目前在工業機箱、機電柜制造業中激光焊焊接施工量比較多。激光焊焊接具有焊接質量好、效率高、成本低等優點。采用一般激光焊接方法時激光焊的能量集中，焊接過程中會產生大量金屬蒸汽，同時鋁合金液態下溶解的氫含量高，這造成激光焊接鋁合金薄板過程中常出現氣孔。氣孔不僅使焊縫的有效截面積減小，還會造成應力集中，使焊縫的強度與韌性顯著降低，對焊接接頭的性能帶來不利影響。而采用激光深熔穿透焊能提供氣體逸出通道，可防止金屬蒸汽、氫氣密封于液態焊縫金屬中，避免氣孔產生，但鋁合金薄板采用激光深熔穿透焊時常會形成焊瘤，如圖1所示。對于不填絲的鋁合金薄板激光焊，焊縫產生焊瘤的同時還存在焊縫金屬凹坑。焊瘤、凹坑不僅影響外形美觀，而且存在應力集中，降低接頭的強度，影響產品使用性能。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中存在的上述不足，提供一種鋁合金薄板激光焊輔助焊縫成形材料及其制備方法，工藝簡單，所制備的鋁合金薄板激光焊輔助焊縫成形材料焊接時用于焊縫背面，通過強制成形獲得外觀平滑的焊縫，而且可反復使用。

解決本發明技術問題所采用的技術方案是該鋁合金薄板激光焊輔助焊縫成形材料由粉體材料與粘結劑混合后再經壓制、烘焙而得，所述粉體材料包括下列配比的組分：

以上配比為重量百分比。

優選的是，所述氟硅酸鈉含Na₂SiF₆≥99%，電熔鎂砂含MgO≥97%，白剛玉粉含Al₂O₃≥98.5%，螢石含CaF₂≥98%，金紅石含TiO₂≥98%，硅微粉含SiO₂≥99.8%，以上比例均為重量百分比，所述粉體材料的粒度為40-60目（250-380μm）。為了粉體材料充分混合，可將各組分按比例稱取后放入球磨機中粉碎。

本發明鋁合金薄板激光焊輔助焊縫成形材料中含有氟化物氟硅酸鈉、螢石，焊接過程中氟化物分解出氟，氟與氫結合形成HF，除去液態鋁合金中的氫，減少氣孔現象。此外還含有金紅石、電熔鎂砂，可改變液態鋁合金的粘度。同時鋁合金薄板激光焊輔助焊縫成形材料的熱傳導速率比鋁合金小，有利于氣體逸出，避免氣孔產生。

優選的是，所述粘結劑為體積比為1：3的鉀水玻璃與鈉水玻璃的混合液，混合液波美度為37-38。粘結劑只起到粘接作用，并不能改變鋁合金薄板激光焊輔助焊縫成形材料的性能。

進一步優選的是，所制備的鋁合金薄板激光焊輔助焊縫成形材料尺寸為35×25×10mm或38×28×12mm。

本發明還提供了上述鋁合金薄板激光焊輔助焊縫成形材料的制備方法，其包括以下步驟：

（1）混合：將上述所述的粉體材料攪拌均勻，并加入粘結劑攪拌均勻，粘接劑加入量以易于成型為準，得到混合底料；

（2）壓制：將步驟（1）所得混合底料置于模具中，在85-90MPa的壓力條件下壓制成坯料；

（3）烘焙：將步驟（2）所得坯料于320-360℃烘焙3-4小時，然后加熱至680-720℃烘焙2-3小時，冷卻至室溫得到鋁合金薄板激光焊輔助焊縫成形材料。

粘結劑為液體，能夠使粉體材料團成泥狀，便于成型。

鋁合金薄板激光焊輔助焊縫成形材料壓制成塊狀，該鋁合金薄板激光焊輔助焊縫成形材料的使用方法是放置在需要焊接的鋁合金薄板背面，對準并固定于焊縫處，在鋁合金薄板正面進行激光焊焊接時托住受熱熔化的液態鋁合金，具有強制成形作用，因此避免了焊瘤、凹坑的產生，可獲得外觀平滑的焊縫。

優選的是，所述鋁合金薄板厚度為0.8-2.0mm。

本發明所制備的鋁合金薄板激光焊輔助焊縫成形材料既可單獨使用，也可以多塊鋁合金薄板激光焊輔助焊縫成形材料一起連接使用，而且可以重復使用。具體使用情況視焊接的焊縫而定。

本發明的有益效果是：采用簡單易重復的方法在較低溫度下烘焙制備出鋁合金薄板激光焊輔助焊縫成形材料，用于鋁合金薄板焊接時可有效防止鋁合金薄板激光深熔焊焊縫金屬出現氣孔、焊瘤、凹坑等缺陷，確保焊縫成形質量。

附圖說明

圖1為現有技術中鋁合金薄板采用激光深熔穿透焊時焊縫內產生的焊瘤放大示意圖；