[發明專利]基于鐵基材料感應加熱的快速釬焊復合工藝

有效

• 申請號: 201911023620.6
• 申請日: 2019-10-25
• 公開（公告）號: CN110756938B
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 徐禮慶;謝峰;聶剛
• 申請（專利權）人: 安徽省新方尊自動化科技有限公司
• 主分類號: B23K1/002
• 分類號: B23K1/002;B23K1/19
• 代理公司: 合肥中博知信知識產權代理有限公司 34142
• 代理人: 李金標

本發明公開了一種基于鐵基材料感應加熱的快速釬焊復合工藝，涉及釬焊技術領域，通過添加鐵基材料來優化釬料的釬焊性能，并添加無機硅膠來起到增粘作用，從而實現泡沫鋁材料與鋁板的快速釬焊復合，同時保證釬焊質量；解決了泡沫鋁與鋁板的大面積釬焊復合問題，設備、輔料成本低，易于批量生產全金屬釬焊復合板，尤其適用于軍工、航天、艦船等對復合板性能、穩定性要求高的應用領域。

技術領域：

本發明涉及釬焊技術領域，具體涉及一種基于鐵基材料感應加熱的快速釬焊復合工藝。

背景技術：

泡沫鋁是一種在純鋁或鋁合金中加入添加劑，經過發泡或其他工藝制作而成，同時具有金屬和氣泡特征的新型鋁基金屬材料，具有密度小、耐高溫、抗腐蝕、隔音降噪、導熱率低、吸收沖擊能力強、防火性能強、耐候性強等特點。

釬焊，是指低于焊件熔點的釬料和焊件同時加熱到釬料熔化溫度后，利用液態釬料填充固態工件的縫隙使金屬連接的焊接方法。釬料，又稱釬焊劑，能夠保證釬焊過程順利進行，并獲得牢固的釬焊接頭。

釬焊被看作是連接泡沫鋁最具實用潛力的方法之一，但仍存在一些問題。首先是泡沫鋁由于空隙的存在造成釬焊時釬料對泡沫鋁一側的潤濕和填充不良，進而導致整個釬焊接頭的力學性能較差。其次是泡沫鋁和鋁的釬焊通常采用Al-Si系釬料，這類釬料雖對泡沫鋁潤濕性較好，但是這類釬料的熔點高，容易造成母材過燒甚至熔化，且最終獲得的釬焊接頭的力學性能不高。再者是生產效率低，不利于工業化大批量生產。

發明內容：

本發明所要解決的技術問題在于提供一種基于鐵基材料感應加熱的快速釬焊復合工藝，解決了泡沫鋁與鋁板的大面積釬焊復合問題，設備、輔料成本低，易于批量生產全金屬釬焊復合板。

本發明所要解決的技術問題采用以下的技術方案來實現：

基于鐵基材料感應加熱的快速釬焊復合工藝，包括以下步驟：

(1)將釬焊劑與鐵基材料混合，并加入無機硅膠增粘，得到釬料；

(2)使用上述釬料，將泡沫鋁材料與需要復合的鋁板粘接；

(3)在板材外使用感應加熱，加熱釬焊劑至熔化溫度；

(4)迅速冷卻，完成釬焊成型。

所述鐵基材料的用量占釬焊劑質量的10-30％，無機硅膠的用量占釬焊劑質量的2-4％。

所述鐵基材料為鐵粉或鐵鎳基材料。

所述鐵鎳基材料由以下質量百分比的化學成分組成：Ni 30-50％、Al 1-5％、Mn0.2-1％、Ti 0.1-0.5％，余量為Fe。

所述釬焊劑由以下質量百分比的化學成分組成：Al 10-30％、Cu 1-5％、Mg 0.5-3％、Y 0.1-0.5％、V 0.1-0.5％，余量為Zn。本發明在釬焊劑中添加了金屬元素Y和V，以提高釬焊接頭的力學性能。

所述感應加熱的加熱頻率為1500-2000Hz、加熱溫度為500-800℃。

所述迅速冷卻采用強制水冷，水冷速度大于100℃/min。

為了通過強化釬料的釬焊性能來優化釬焊接頭的力學性能，本發明還將上述技術方案步驟(1)中釬料的制備步驟替換為：將釬焊劑、鐵基材料與銻粉混合，并加入無機硅膠增粘，得到釬料。

所述銻粉的用量占釬焊劑質量的0.1-1％。

為了穩定泡沫鋁的泡孔結構以及改善釬料對泡沫鋁的潤濕性，本發明還采用了超聲波冷凍處理技術對泡沫鋁進行預處理，將上述技術方案步驟(2)替換為“使用上述釬料，將經超聲波冷凍處理后的泡沫鋁材料與需要復合的鋁板粘接”。

所述超聲波冷凍處理的條件為超聲頻率40KHz、超聲功率1000W、冷凍溫度-15℃。