[發明專利]焊絲及其制備方法、用途和焊接方法

在審

• 申請號: 202210713812.5
• 申請日: 2022-06-22
• 公開（公告）號: CN115008064A
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 張登峰;吳利軍;張世全;喬波;鄔富寶;王曉亭;鄭宏偉;趙婷婷
• 申請（專利權）人: 內蒙金屬材料研究所
• 主分類號: B23K35/28
• 分類號: B23K35/28;B23K35/368;B23K35/40;B23K103/20
• 代理公司: 北京悅成知識產權代理事務所(普通合伙) 11527
• 代理人: 樊耀峰;安平

本發明公開了一種焊絲及其制備方法、用途和焊接方法。該焊絲包括外皮和藥芯；以外皮總質量為基準，所述外皮中含有80wt％以上的鋁元素和2～20wt％的硅元素；以藥芯總質量為基準，所述藥芯中含有30～60wt％氟化物釬劑，15～40wt％鋅元素，15～35wt％錫元素，5～20wt％鎳元素，0.5～5wt％鋯元素和0.5～3wt％稀土元素；其中，稀土元素以其相對應的稀土氧化物的質量計。該焊絲能夠提高含鋁金屬/鋼異種金屬材料焊接接頭的強度。

技術領域

本發明涉及一種焊絲及其制備方法、用途和焊接方法。

背景技術

鋁及鋁合金具有比強度高、密度小的優點，能夠降低結構件的重量。鋼鐵合金具有強度高、塑韌性好、可加工性好、價格低廉等優點。這使得含鋁金屬/鋼異種金屬材料的連接構件在汽車工業、冶金、工程裝備等行業得到廣泛應用。但是由于含鋁金屬和鋼的熔點、熱導率、膨脹系數以及密度相差較大，使得焊接過程中極易產生溫度不均和膨脹不一致的現象，造成焊接后接頭存在較大的殘余應力，產生焊接裂紋等缺陷，并且在焊接過程中會產生硬脆金屬化合物，嚴重影響焊接接頭力學性能，尤其是熔-釬焊工藝中更難控制硬脆金屬化合物層的形成。因此，急需提供一種能夠提高含鋁金屬/鋼異種金屬材料焊接接頭強度的焊絲。

發明內容

本發明的一個目的在于提供一種焊絲，該焊絲能夠提高含鋁金屬/鋼異種金屬材料焊接接頭強度的焊絲。本發明的另一個目的在于提供上述焊絲的制備方法。本發明的再一個目的在于提供一種焊絲的用途。本發明的又一個目的在于提供一種焊接方法。

一方面，本發明提供了一種焊絲，包括外皮和藥芯；

以外皮總質量為基準，所述外皮中含有80wt％以上的鋁元素和2～20wt％的硅元素；

以藥芯總質量為基準，所述藥芯中含有30～60wt％氟化物釬劑，15～40wt％鋅元素，15～35wt％錫元素，5～20wt％鎳元素，0.5～5wt％鋯元素和0.5～3wt％稀土元素；其中，稀土元素以其相對應的氧化物的質量計。

本發明的焊絲包括外皮和藥芯。在某些實施方式中，焊絲由外皮和藥芯組成。藥芯填充于外皮形成的空腔內。藥芯的質量為焊絲質量的15～40wt％；優選為27～35wt％。

根據本發明的焊絲，優選地，所述藥芯的質量為焊絲質量的15～40wt％。

本發明的外皮中含有鋁元素和硅元素。以外皮總質量為基準，鋁元素的含量為80wt％以上；優選為85～95wt％。硅元素的含量為2～20wt％；優選為4～15wt％。這樣能夠降低硬脆金屬化合物層的厚度，改善熔池流動性。

外皮中還可以含有鐵元素、銅元素、錳元素、鎂元素、鋅元素、鈦元素中的一種或多種。在某些實施方式中，外皮由鋁元素、硅元素、鐵元素、銅元素、錳元素、鎂元素、鋅元素和鈦元素組成。在另一些實施方式中，外皮由鋁元素、硅元素、鐵元素、銅元素、錳元素、鎂元素和鋅元素組成。以外皮總質量為基準，鐵元素的含量可以為0.1～1wt％；優選為0.25～0.8wt％。銅元素的含量可以為0.05～0.7wt％；優選為0.1～0.5wt％。錳元素的含量可以為0.01～0.3wt％；優選為0.03～0.2wt％。鎂元素的含量可以為0.01～0.3wt％；優選為0.03～0.15wt％。鋅元素的含量可以為0.05～0.5wt％；優選為0.08～0.35wt％。鈦元素的含量可以為0.05～0.5wt％；優選為0.1～0.3wt％。

根據本發明的一個實施方式，外皮由4043鋁帶或4047鋁帶形成。

藥芯中含有氟化物釬劑，鋅元素，錫元素，鎳元素，鋯元素和稀土元素。在某些實施方式中，藥芯由氟化物釬劑，鋅元素，錫元素，鎳元素，鋯元素和稀土元素組成。

根據本發明的焊絲，優選地，所述氟化物釬劑包含KAlF₄和K₃AlF₆。