[發明專利]一種鋁青銅的焊接工藝

有效

• 申請號: 202010629936.6
• 申請日: 2020-07-03
• 公開（公告）號: CN111730178B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 胡克福
• 申請（專利權）人: 貴溪駿達特種銅材有限公司
• 主分類號: B23K9/167
• 分類號: B23K9/167;B23K9/235;B23K9/32;B23K35/362
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 肖宇揚;付靜

本發明提供一種鋁青銅的焊接工藝，其特征在于，包括以下步驟：S1.打磨待焊接的鋁青銅工件，除去鋁青銅工件的表面的氧化膜；S2.在鋁青銅工件的表面鋪覆焊劑，焊劑含有三乙烯四胺、辛酸亞錫、鋅粉、有機酸、載體、緩蝕劑；S3.預熱鋁青銅工件；S4.將鋁青銅工件和鎢極與交流電源連接，交流電源的頻率7～15Hz，對鋁青銅工件采用熔化極惰性氣體保護焊進行焊接，保護氣體為99.99﹪氬氣，采用的電弧為鋁青銅粉末等離子弧，焊接電流為90A～120A；S5.焊接完成后，對鋁青銅工件進行退火熱處理。交流等離子弧的陰極霧化作用擊碎工件表面的氧化膜，而焊劑能夠與氧化膜充分反應，提高焊接效率。

技術領域

本發明屬于焊接技術領域，具體地，涉及一種鋁青銅的焊接工藝。

背景技術

鋁青銅是一種應用廣泛的合金材料，在民用、軍用工業中占有重要的地位， 被廣泛應用于機械、飛機和汽車制造業、船舶和海洋工業、冶金、石化工業以及 建筑業等。鋁青銅具有以下優良的性能：具有很高的強度、硬度和耐磨性,常用 來制造齒輪坯料、螺紋等零件；具有很好的耐蝕性，因此可用來制造耐腐蝕零件， 如螺旋槳、閥門等；在沖擊作用下鋁青銅不會產生火花，可用來制造無火花工具 材料；具有優良的導熱系數和穩定的剛度，作為模具材料在拉伸、壓延不銹鋼板 式換熱器時不會產生粘模、劃傷工件等優點，己成為一種新型模具材料；有形狀 記憶效應,已經作為形狀記憶合金得到發展；價格相對便宜，成為一些昂貴金屬 材料的部分替代品，如替代錫青銅、不銹鋼、鎳基合金等。

大面積金屬壁面常見于工廠和大型機械設備中，例如：核電設備和船體。隨 著服役年齡增長，這些金屬壁面可能會產生環境腐蝕、疲勞裂紋或外力損傷等問 題。堆焊是用電焊或氣焊法把金屬熔化堆在工具或機器零件上的焊接法，通常用 來修復磨損和崩裂部分。對于鋁青銅來說，焊接的主要困難是鋁的氧化，生成致 密而難熔的Al₂O₃薄膜覆蓋在熔滴和熔池表面，易在焊縫中產生夾渣、氣孔和未 熔合等缺陷，降低焊接的效率和質量。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鋁青銅的焊接工藝，以降低焊接過程中生成的 Al₂O₃薄膜對焊接工藝帶來的不良影響。

根據本發明的一個方面，提供一種鋁青銅的焊接工藝，其特征在于，包括以 下步驟：S1.打磨待焊接的鋁青銅工件，除去鋁青銅工件的表面的氧化膜；S2.在 鋁青銅工件的表面鋪覆焊劑，按質量百分比計算焊劑含有三乙烯四胺5～25％、 辛酸亞錫5～25％、鋅粉3～12.5％、有機酸2～5％、載體10～30％、緩蝕劑5～12％；S3.預熱鋁青銅工件；S4.將鋁青銅工件和鎢極與交流電源連接，交流電源 的頻率7～15Hz，對鋁青銅工件采用熔化極惰性氣體保護焊進行焊接，保護氣體 為99.99﹪氬氣，采用的電弧為鋁青銅粉末等離子弧，焊接電流為90A～120A； S5.焊接完成后，對鋁青銅工件進行退火熱處理。

利用等離子弧具有溫度高、熱量集中、熱穩定性好以及可控性強的優點，采 用鋁青銅粉末等離子弧作為焊接電弧，降低了熔點高的氧化膜對焊接的阻礙作用。 在焊接的過程中，交流電源使鋁青銅工件和鎢極的極性來回切換，當鋁青銅工件 切換至負極時，基于陰極霧化作用，等離子弧的等離子可有效地擊碎工件表面的 氧化膜，而當鋁青銅切換至正極時，鎢極以熱發散形式產生的電子撞擊鋁青銅工 件(正極)，釋放出全部動能和位能，在鋁青銅工件表面產生大量的熱能加熱工 件，并能夠疏導在鎢極囤積的熱量，避免鎢極過熱。焊劑中的胺類物質在工件表 面與多種金屬離子相互作用生成相應的螯合或絡合物，達到去膜目的。另外，焊 劑中的鋅粉在焊接溫度與鋁青銅工件發生氧化還原反應，鋁青銅工件表層被置換 出一層新的金屬與鋁青銅工件形成有效的原子間連接，同時也可以與釬料有很好 的潤濕性和冶金結合。而焊劑中的辛酸亞錫不但可以與鋅粉發生氧化還原后生成的產物復配，溶解鋁青銅表面的氧化膜，而且還可以與弧柱中的氫離子結合，減 小或者消除焊縫中的氣孔，并使焊劑具有較好的延展性。

優選地，在S4過程中，提供橫向磁場，橫向磁場的磁場方向垂直于鋁青銅 粉末等離子弧的軸向方向。通過外加磁場使焊接位點的硬度、耐磨性得到提高。