[发明专利]一种应用于铝合金连续钎焊的复合铝基钎焊丝及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于铝基钎料技术领域，具体涉及一种应用于铝合金连续钎焊的复合铝基钎焊丝及其制备方法。 

背景技术

近年来，高强度铝合金在航空、航天、通信、汽车、轨道交通车辆、电子、家电等行业的广泛应用促进了焊接技术的发展，推动了我国焊材产业结构调整，一种应用于铝合金连续钎焊的局部复合铝基钎焊丝取代其他同类型铝焊丝已成趋势。 

目前用于铝合金焊接的方法有两种：一是熔焊，即实心铝焊丝（填料）和母材同时熔化并凝固形成焊缝的方法，工业上常用的是铝氩弧焊；二是钎焊，即母材不容、钎料熔化并通过与母材之间的原子交换而形成钎缝的方法，工业上常用的有整体加热铝钎焊和连续加热铝钎焊（连续铝钎焊）。 

铝氩弧焊方法简单，容易掌握。但铝合金的线膨胀系数比其他金属大，采用熔焊时，工件变形大，矫正困难，且工件越薄变形越大，为了控制变形，往往加厚工件；此外，铝氩弧焊的热影响区（母材与焊缝的过渡区域）强度低，对热处理敏感的铝合金，热影响区的强度降低更多，往往也采用加厚材料的方法来弥补；第三，用于焊接2～3.5mm料厚的铝合金汽车骨架时，在电弧力的作用下，熔池金属朝背面方向凹陷，熔池加深，需要焊丝（填料）数量更多；第四，焊缝正反两面都不平整，打磨困难。目前国内铝合金汽车及其他车辆的铝合金车身主要采用铝氩弧焊连接，但制造成本很高，售价也很高，普及难度大。 

铝钎焊温度一般低于母材熔点（固相线温度）30～50℃，不会造成工件变形；在钎焊温度条件下，钎料熔体在母材接头缝隙内通过毛细管效应向钎缝的远端流动，在流动过程中钎料熔体合金成分的原子迅速向母材的纵深扩散，同时母材表面的Al原子也很快溶解到钎料熔体中，从而形成了钎缝。只要钎焊过程得以正常完成，接头的强度就有充分保证。钎焊能够完成尺寸精密、形状复杂、薄壁工件的可靠连接，且效率高。但目前国内使用的Al-Si(12)药芯铝钎焊丝为管状结构，其表皮金属为含Si重量百分比11～13%的铝合金钎料，管的芯孔内填充Nocolok（KAlF₄+K₃AlF₆共晶）钎剂。由于药芯焊丝管孔很小，钎焊时熔融的钎剂受到管口表面张力的束缚，流不出来，而是等到表皮钎料金属也熔化后才一起流布到母材表面。视觉效果就是两者同时熔化并流布到母材表面。由于母材表面有一层结构致密的氧化膜，铝钎料无法润湿，钎焊过程不能发生；同时由于钎料在母材表面的存在，妨碍了钎剂对母材的覆盖、浸润及剥离氧化膜的过程，去除氧化膜不彻底，留下大量的残余氧化膜，使钎焊过程进行不充分，降低了钎焊接头的钎着率，造成接头强度低，容易脱焊断裂，可靠性差；同时容易出现气孔、裂隙、漏水、渗水、漏气等钎焊缺陷，修补工时多， 钎缝外观质量差；还由于Al-Si(12)药芯铝钎焊丝的钎焊温度高，接近母材的熔点，很容易造成母材过烧、晶粒粗大，强度降低，甚至熔化报废。目前药芯铝钎焊丝主要用于载荷较轻的工业纯和少数铝合金结构件的连续钎焊，在汽车制造业上应用并不普遍。 

国内铝合金汽车制造业的发展急需一种结构合理、性能优良的可用于连续钎焊的复合铝钎焊丝，以解决车身，特别是车身骨架及蒙皮焊接的技术“瓶颈”难题。 

发明内容

针对国内同类型产品现有技术的不足，本发明提供一种应用于铝合金连续钎焊的局部复合铝基钎焊丝及其制备方法。 

实现本发明目的的技术方案是： 

一种应用于铝合金连续钎焊的复合铝基钎焊丝，它由制有凹槽的铝基钎料丝型材和复合在该型材凹槽里的无腐蚀铝用钎剂以及涂敷在该复合钎剂表面上的硅粉涂料层三部分组成，硅粉涂料层也可以将钎剂表面连同钎料丝金属表面一起全覆盖。

所述复合铝基钎焊丝钎料型材的截面的结构形状，系由圆形的钎料金属丝与镶嵌在钎料金属丝上的一条或多条凹槽组成，所述钎料型材有1条、2条或3条凹槽，钎料金属丝的外径为Φ2～6（mm）。 

铝基钎料的化学成分重量百分比为：Al：74～86%;Si：7～12.6%；Zn:2.8～15%；Cu：0.5～3.5%；Ni：0.3～1.5%；微量元素为：Sr：0.01～0.08%；Mg：0.01～0.09%；稀土Ce：0.01～0.07%。