專(zhuān)利名稱(chēng)：抗吸潮性的鋁合金有縫藥芯焊絲及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及材料加工工程中的焊接領(lǐng)域，具體地說(shuō)，它涉及一種具有抗吸潮性的 鋁合金有縫藥芯焊絲及其制造方法。
背景技術(shù)：
目前，國(guó)內(nèi)外藥芯焊絲的制造工藝主要分為“無(wú)縫”、“有縫”兩種?！盁o(wú)縫”藥芯焊絲 的制造工藝通常是將焊劑(即藥芯)填充入合金管中，然后再經(jīng)酸洗、熱處理、拉撥等工藝 過(guò)程，最終完成焊絲的制造；“有縫”藥芯焊絲的制造工藝則通常采用選用寬度為8 10mm， 厚度為0. 3 0. 4mm的鋼帶，先將其軋制成U形，再向U形槽中加入粒度為過(guò)60 80目 (金屬粉末能過(guò)60目的篩子，礦物粉能過(guò)80目的篩子)的混合藥粉，填充率(藥粉重量占 焊絲總重的百分率)為21 28%。然后將U形槽合口，使藥粉包裹其中，減徑至1.2mm(ZL 200710098798. 8說(shuō)明書(shū)第三頁(yè)“具體實(shí)施方式
”)，即得到所需產(chǎn)品?！盁o(wú)縫”藥芯焊絲生產(chǎn)方法存在著焊劑填充困難、設(shè)備繁雜、填充不均勻、拉撥次數(shù) 多、成本高、投資大等問(wèn)題，因此目前國(guó)內(nèi)外廣泛采用的是“有縫”藥芯焊絲制造方法?！坝?縫”藥芯焊絲的缺點(diǎn)是“縫隙”會(huì)使藥芯吸潮，因此，大量的研究都集中在“通過(guò)藥芯成分的 調(diào)整，提高抗吸潮性上”(參見(jiàn)ZL 99100147. 8說(shuō)明書(shū)第二頁(yè)倒數(shù)第二行)或通過(guò)采用“在 焊絲表面涂覆氧化性薄膜，以改善藥芯焊絲的耐蝕性”(參見(jiàn)ZL02131909. X說(shuō)明書(shū)第五頁(yè) 第三行)。由于“無(wú)縫”藥芯焊絲生產(chǎn)成本高、投資大，“有縫”藥芯焊絲產(chǎn)品易吸潮，因此，無(wú) 論是“無(wú)縫”、“有縫”藥芯焊絲，都還有許多技術(shù)難點(diǎn)尚未解決，急需新的研究成果來(lái)完善、 補(bǔ)充。到目前為止，尚未見(jiàn)對(duì)藥芯焊絲形狀進(jìn)行改進(jìn)并提高抗吸潮性的方案的報(bào)道，專(zhuān)利US 5，781，846及專(zhuān)利US 6，830，632B1也沒(méi)有涉及藥芯焊絲成型中模具方面的內(nèi)容，本項(xiàng)發(fā)明 “抗吸潮性的鋁合金有縫藥芯焊絲及其制造方法”即是在這種技術(shù)背景下完成的。本項(xiàng)發(fā)明通過(guò)采用市售6 20mm寬、0. 2 0. 5mm厚的鋁合金帶作為外皮，同時(shí)采 用有利于焊絲邊緣咬合的臺(tái)階結(jié)構(gòu)，使得藥芯焊絲的接縫更加緊密。同時(shí)通過(guò)優(yōu)化藥芯化 學(xué)配比，使得新發(fā)明的抗吸潮性的鋁合金有縫藥芯焊絲具有良好的抗吸潮性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有抗吸潮性的鋁合金有縫藥芯焊絲及其制造方法?！N抗吸潮性的鋁合金有縫藥芯焊絲，其特征在于采用鋁合金帶作為外皮，其藥 芯焊絲的接縫處帶有有利于焊絲邊緣咬合的臺(tái)階結(jié)構(gòu)。采用市售的鋁合金帶，將有縫藥芯焊絲的接縫制造為帶有“臺(tái)階結(jié)構(gòu)”或“類(lèi)似臺(tái) 階結(jié)構(gòu)”的接縫，以有利于焊絲的邊緣咬合，有效阻止水分及其它化學(xué)物質(zhì)通過(guò)接縫進(jìn)入藥 芯焊絲內(nèi)部，確保藥芯具有良好的抗吸潮性。為了提高上述藥芯焊絲的性能，本發(fā)明優(yōu)選以下藥芯成分5 90% CsAlF4, 5 90% Cs3AlF6,1 45% KAlF4,1 45% K3AlF6,0. 001 2. 0%鋁粉，0. 001 2. 0%硅粉，
3。該藥芯焊絲采用火焰釬焊、感應(yīng)釬焊、爐中釬焊，可以釬焊 鋁_鋁合金、鋁_銅合金以及鋁合金_銅合金，釬縫金屬不僅具有較高的強(qiáng)度和氣密性，同 時(shí)具有極佳的鋪展性能和滲透性能。本發(fā)明所述藥芯焊絲制備過(guò)程可以通過(guò)在市售的有縫藥芯焊絲生產(chǎn)設(shè)備上，通過(guò) 改進(jìn)模具得到實(shí)現(xiàn)，其中1)、通過(guò)新設(shè)計(jì)的模具預(yù)先得到所需臺(tái)階，其后再依次通過(guò)U形槽，水平軋輥，垂 直軋輥，最后得到具有臺(tái)階結(jié)構(gòu)的有縫藥芯焊絲(參見(jiàn)圖1、圖3及圖8)；2)、鋁合金帶通過(guò)U形槽后，再通過(guò)由兩個(gè)不同半徑的半圓構(gòu)成的水平軋輥模具， 使焊片兩側(cè)邊緣上下交錯(cuò)，隨后通過(guò)垂直軋輥壓緊得到具有類(lèi)似臺(tái)階結(jié)構(gòu)的有縫藥芯焊絲 (參見(jiàn)圖2、圖4 圖7)。其中，通過(guò)U形槽后的具體步驟如下(1)、首先通過(guò)水平軋輥，該軋輥模具為左右兩個(gè)不同半徑的半圓構(gòu)成，便于焊片 兩側(cè)邊緣形成臺(tái)階并順利完成搭接；(2)、然后通過(guò)兩個(gè)垂直軋輥，該模具采用焊絲由較大半徑軋輥進(jìn)入，較小半徑軋 輥拉出設(shè)計(jì)，保證搭接縫隙嚴(yán)密。(3)、通過(guò)水平軋輥，左右兩側(cè)孔半徑不同，使兩側(cè)焊片邊緣呈上下交錯(cuò)狀態(tài)；(4)、通過(guò)兩個(gè)垂直軋輥，由較大半徑軋輥進(jìn)入，較小半徑軋輥拉出，將上下交錯(cuò)的 焊片邊緣壓入圓內(nèi)合攏；(5)、通過(guò)水平軋輥，將搭接時(shí)搭在上側(cè)的焊片適量下壓，保證縫隙嚴(yán)密；此后繼續(xù)通過(guò)3組水平軋輥與垂直軋輥，保持將上側(cè)焊片壓下同時(shí)保證搭接縫隙 嚴(yán)密。共計(jì)通過(guò)5組水平軋輥與垂直軋輥。(6)、經(jīng)過(guò)減徑(即粗拉、精拉)得到所需直徑的藥芯焊絲。通過(guò)采用上述技術(shù)方法，制備出了具有抗吸潮性的鋁合金有縫藥芯焊絲，且易于 大批量生產(chǎn)。


圖1從焊帶制備成藥芯焊絲成形示意圖(形狀1，臺(tái)階結(jié)構(gòu))；圖2從焊帶制備成藥芯焊絲成形示意圖(形狀2，類(lèi)似臺(tái)階結(jié)構(gòu))；圖3藥芯焊絲成品示意圖(形狀1，臺(tái)階結(jié)構(gòu))；圖4藥芯焊絲成品示意圖(形狀2，類(lèi)似臺(tái)階結(jié)構(gòu))；圖5以寬度10mm、厚度為0. 35mm的鋁合金焊帶為例，制備類(lèi)似臺(tái)階結(jié)構(gòu)的直徑為 1.2mm藥芯焊絲軋輥示意圖(圖5a為水平軋輥主視圖，圖5b為水平軋輥剖面圖)；圖6類(lèi)似臺(tái)階結(jié)構(gòu)軋輥示意圖(圖6a為垂直軋輥主視圖，圖6b為垂直軋輥剖面 圖)；圖7類(lèi)似臺(tái)階結(jié)構(gòu)軋輥三維立體效果示意圖；圖8臺(tái)階結(jié)構(gòu)成型模具示意圖(模具尺寸根據(jù)焊帶寬度及厚度調(diào)節(jié))，其中，a模 具正面(焊帶進(jìn)入口)，b模具背面(焊帶拉出口)，c模具左側(cè)面，d模具右側(cè)面。
具體實(shí)施方案選用寬度為6 20mm、厚度為0. 2 0. 5mm的市售鋁合金帶，先將其軋制成U形或
4類(lèi)似U形，再向U形槽中加入粒度為過(guò)60 100目的混合藥粉，填充率(藥粉質(zhì)量占焊絲 總質(zhì)重的百分率)為10 28%。然后將U形槽合口，使藥粉包裹其中，減徑至1.2mm或更 細(xì)，即得到所需藥芯焊絲產(chǎn)品。1)經(jīng)過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明制備的有縫藥芯焊絲抗吸潮性優(yōu)于市售的有縫鋁合金藥 芯焊絲。表1本發(fā)明制備的有縫藥芯焊絲吸水率比較 2)研究發(fā)現(xiàn)Al-Mg合金的加入，使有縫鋁合金藥芯焊絲具有優(yōu)異的鋪展性能，并 確定了其最佳添加范圍。以往的研究表明，Al-Mg合金加入黑色金屬(主要是加入鋼中)藥芯焊絲中，具有 良好的脫氧效果，從而提高焊縫的塑性以及沖擊韌性，將Al-Mg合金加入鋁合金藥芯焊絲 中尚未見(jiàn)報(bào)到。本發(fā)明制備的有縫藥芯焊絲中，添加質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0. 001 2. 0%的Al-Mg 合金，可以提高釬料的鋪展性能，但是加入量在0. 001 0. 5 %時(shí)最為顯著，加入量在0. 5 2. 0%時(shí)釬料的鋪展面積增加趨于穩(wěn)定，而加入量大于2. 0%后，釬料的鋪展面積呈下降趨 勢(shì)，因此，Al-Mg合金的添加質(zhì)量百分?jǐn)?shù)控制在0. 001 2. 0%范圍為最佳。由于市售的Al-Mg合金粉末成分穩(wěn)定，粒度可控，因此，所有藥芯成分的粒度控制 在60 100目(即粒徑控制在0. 3mm 0. 15mm)時(shí)，非常便于加工。實(shí)施例1選用寬度為6mm、厚度為0. 2mm的市售鋁合金帶，取5 % CsAlF4,余量為Cs3AlF6,1 % KAlF4,1% K3AlF6, 2.0%鋁粉，0.001%硅粉，1.0% Al-Mg 合金。填充率為 10%。實(shí)施例2選用寬度為20mm、厚度為0. 5mm的市售鋁合金帶，取余量為CsAlF4, 5% Cs3AlF6, 1% KAlF4,1% K3AlF6,0.001%鋁粉，2.0%硅粉，2.0% Al-Mg 合金。填充率為 28%。實(shí)施例3選用寬度為15mm、厚度為0. 3mm的市售鋁合金帶，取90% CsAlF4,余量為Cs3AlF6, 1% KAlF4,1% K3AlF6,0.001%鋁粉，1.0%硅粉，0.001% Al-Mg 合金。填充率為 22%。實(shí)施例4選用寬度為10mm、厚度為0. 25mm的市售鋁合金帶，取余量為CsAlF4,90 % Cs3AlF6, 1 % KAlF4,1 % K3AlF6,0. 001 %鋁粉，0. 001 %硅粉，1. 0% Al-Mg 合金。填充率為 15%。實(shí)施例5選用寬度為13mm、厚度為0. 35mm的市售鋁合金帶，取5 % CsAlF4, 5 % Cs3AlF6,45 % KAlF4,余量為K3AlF6,1.0%鋁粉，0.05%硅粉，0.2% Al-Mg合金。填充率為18%。實(shí)施例6
選用寬度為18mm、厚度為0. 4mm的市售鋁合金帶，取5% CsAlF4, 5% Cs3AlF6，余量 為 KAlF4,45% K3AlF6,0. 02%鋁粉，0. 05%硅粉，0. 2% Al-Mg 合金。填充率為 26%。按照上述各種配方制成的藥芯焊絲，采用氧_丙烷火焰釬焊，純鋁與T2紫銅為母 材，對(duì)接釬焊。釬縫試驗(yàn)按照GB/T 11363-2008《釬焊接頭強(qiáng)度試驗(yàn)方法》、GB/T 11364-2008 《釬料潤(rùn)濕性試驗(yàn)方法》進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2表2實(shí)施例有縫藥芯焊絲部分性能試驗(yàn)結(jié)果
權(quán)利要求
一種抗吸潮性的鋁合金有縫藥芯焊絲，其特征在于采用鋁合金帶作為外皮，其藥芯焊絲的接縫處帶有有利于焊絲邊緣咬合的臺(tái)階結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗吸潮性的鋁合金有縫藥芯焊絲，其特征在于藥芯成分質(zhì) 量百分比如下5 90 % CsAlF4, 5 90 % Cs3AlF6,1 45 % KAlF4,1 45 % K3AlF6,0. 001 2. 0%鋁粉，0. 001 2. 0%硅粉，0. 001 2. 0% Al-Mg 合金。
3.一種抗吸潮性的鋁合金有縫藥芯焊絲的制造方法，其特征在于所述制備過(guò)程通過(guò) 有縫藥芯焊絲生產(chǎn)設(shè)備實(shí)現(xiàn)，其中鋁合金帶通過(guò)特定模具預(yù)先得到所需臺(tái)階，其后再依次 通過(guò)U形槽，水平軋輥，垂直軋輥，得到具有臺(tái)階結(jié)構(gòu)的有縫藥芯焊絲；鋁合金帶通過(guò)U形槽 后，再通過(guò)由兩個(gè)不同半徑的半圓構(gòu)成的水平軋輥模具，使焊片兩側(cè)邊緣上下交錯(cuò)，隨后通 過(guò)垂直軋輥壓緊得到具有類(lèi)似臺(tái)階結(jié)構(gòu)的有縫藥芯焊絲。
全文摘要
一種抗吸潮性的鋁合金有縫藥芯焊絲及其制造方法，其特征在于焊絲外皮采用鋁合金帶，其中藥芯成分質(zhì)量百分比為5～90％CsAlF4，5～90％Cs3AlF6，1～45％KAlF4，1～45％K3AlF6，0.001～2.0％鋁粉，0.001～2.0％硅粉，0.001～2.0％Al-Mg合金。采用市售的鋁合金帶，在優(yōu)選、優(yōu)化藥芯成分配比的基礎(chǔ)上，將有縫藥芯焊絲的接縫制造為“帶有臺(tái)階”的接縫，以有利于焊絲的邊緣咬合，有效阻止水分及其它化學(xué)物質(zhì)通過(guò)接縫進(jìn)入藥芯焊絲內(nèi)部，確保藥芯具有良好的抗吸潮性。該藥芯焊絲采用火焰釬焊、感應(yīng)釬焊、爐中釬焊，可以釬焊鋁-鋁合金、鋁-銅合金以及鋁合金-銅合金，釬縫金屬不僅具有較高的強(qiáng)度和氣密性，同時(shí)具有極佳的鋪展性能和滲透性能。
文檔編號(hào)B23K35/02GK101920403SQ20101024016
公開(kāi)日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2010年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月27日
發(fā)明者王水慶 申請(qǐng)人:浙江新銳焊接材料有限公司