[發明專利]釬焊用鋁硅合金無縫藥芯焊絲、制備及應用

有效

• 申請號: 201310532828.7
• 申請日: 2013-10-31
• 公開（公告）號: CN103551757A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 周正;陳怡蘭;賀定勇;李剛;馬艷萍;蔣建敏;王曾潔
• 申請（專利權）人: 北京工業大學;北京有色金屬與稀土應用研究所
• 主分類號: B23K35/28
• 分類號: B23K35/28;B23K35/368;B23K35/40;B23K1/19;B23K103/10
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

技術領域

本發明涉及釬焊用鋁硅合金無縫藥芯焊絲及制備技術，尤其涉及鋁硅合金材料的熔鑄、軋制、無縫藥芯焊絲的制備方法及其應用，屬于藥芯焊絲技術領域。

背景技術

鋁合金由于具有密度小、比強度高等優點，在航空、航天工業中已獲得愈來愈廣泛的應用。例如很多傳統的銅合金波導、高頻器件已被鋁合金所取代，利用釬焊方法制造復雜的鋁結構是最理想的方法。隨著運載工具的輕量化，鋁合金的應用范圍漸廣，其連接特別是焊接問題得到廣泛的重視。

常用的鋁合金焊接方法之一是釬焊，與熔焊相比其特點明顯:加熱溫度一般低于母材熔點，對母材物理化學性能無明顯的不利影響；釬焊溫度低，易對工件整體均勻加熱等。但鋁合金的釬焊難度較大，主要原因在于:

(1)鋁的化學性質較為活潑，對氧的親和力極強,表面極易形成一層致密的氧化膜,阻礙了母材和釬料之間的原子擴散，使得潤濕性大大降低；

(2)鋁合金硬釬焊用釬料的熔點與鋁合金熔點相差不大，釬焊時鋁合金母材晶粒很容易長大，或造成母材的過量熔解形成熔蝕缺陷；

(3)由于母材和焊縫電極電位的差異，易產生電化學腐蝕，給接頭的抗腐蝕性能帶來不利影響；

(4)釬劑一般是鹵化鹽，具有強腐蝕性，接頭因此極易在焊接后腐蝕。

共晶鋁硅合金釬料因具有良好的潤濕性、流動性、釬焊接頭的抗腐蝕性和可加工性，是鋁合金釬焊中應用最廣的一種鋁釬料。Al-Si釬料因具有良好的潤濕性、流動性、釬焊接頭的抗腐蝕性和可加工性，故是應用最廣的一種鋁釬料。

藥芯焊絲是近年來迅速發展的一種新型焊接材料，在工業發達國家已獲得廣泛的應用。據資料介紹：日本從1985年至今其焊條占整個焊材的比例從45%下降到20%；而藥芯焊絲所占比例已達到近30%。在美國焊條比例下降到不足40%，藥芯焊絲則接近40%；西歐各國焊條約占30%，藥芯焊絲約占20%。由此可見，近幾十年來工業發達國家傳統焊條比例正在不斷下降，而藥芯焊絲在整個焊材中的比例卻大幅度提高。

藥芯焊絲也稱為管狀焊絲，可以通過調整藥芯添加物的種類和比例，很方便地設計各種不同用途的焊接材料，因為它的合金成分可靈活方便的調整，所以藥芯焊絲的許多品種是實心焊絲無法冶煉和軋制的。藥芯焊絲具有效率高、焊接工藝性好、成本較低等特點，已被廣泛應用于造船、橋梁、壓力容器、汽車、鐵路運輸、管道、海洋工程、電站建設、采礦、石化、建筑機械、重型機械及高層建筑等行業。

藥芯焊絲與手工焊條和氬弧焊絲相比有明顯的優勢，主要是把斷續的焊接過程變為連續的生產方式，從而減少了焊接接頭的數目，提高了焊縫質量，也提高了生產效率，節約了能源，繼承了焊條的成分可調的優點,其熔敷效率甚至可以高達手工焊條的4倍,還具有焊縫成形光順美觀、焊接變形小等一系列優點。

發明內容

本發明的目的是提供一種鋁硅合金無縫藥芯焊絲、制備及應用，其用于釬焊鋁合金材料。

本發明的另一目的是提供一種鋁硅合金片材的加工方法，其通過非真空熔鑄、擠壓、軋制及退火工序，解決了合金加工性能差的問題，采用這種方法可以制備厚度為0.5mm的鋁硅合金帶材。

本發明的又一目的是提供一種釬焊用鋁硅合金無縫藥芯焊絲的成型制備方法，其將一定寬度的鋁硅合金帶材經軋制機組軋成U形槽，加入按照配方配制的藥芯粉料，在成形輥的軋制下合口成O形斷面的藥芯焊絲毛坯。

本發明的再一目的是提供一種釬焊用鋁硅合金無縫藥芯焊絲的拉拔及退火工藝，采用這種方法可以將直徑為Φ4.2mm的藥芯焊絲經拉拔、退火工序，減徑至Φ1.0mm及以上。

本發明的一種鋁硅合金無縫藥芯焊絲，其特征在于，藥芯焊絲采用鋁硅合金作為外皮，藥芯為助焊劑。

其中鋁硅合金外皮的組成為含硅質量百分含量為4-15%，余量為鋁及不可避免的雜質。藥芯為氟鋁酸鉀，其熔點為510℃—530℃。

本發明的鋁硅合金無縫藥芯焊絲用于釬焊鋁合金。

為實現上述目的，本發明采取以下設計方案：

（1）鋁硅合金的熔鑄工藝；

通過對熔煉溫度及澆鑄溫度，脫氣精煉的方法和時間的控制，熔鑄出直徑為Φ100mm的鋁硅合金棒材。

（2）鋁硅合金擠壓、軋制及退火工序；

選取合適的擠壓模具設計，通過對擠壓溫度和速度的控制，將直徑為Φ100mm的棒材擠壓成≠5mm的板材，再經過軋制及退火工序，加工成厚度為0.5mm及以上的帶材。

（3）鋁硅合金無縫藥芯焊絲成型工藝；