[发明专利]钎焊用铝硅合金无缝药芯焊丝、制备及应用

说明书

技术领域

本发明涉及钎焊用铝硅合金无缝药芯焊丝及制备技术，尤其涉及铝硅合金材料的熔铸、轧制、无缝药芯焊丝的制备方法及其应用，属于药芯焊丝技术领域。

背景技术

铝合金由于具有密度小、比强度高等优点，在航空、航天工业中已获得愈来愈广泛的应用。例如很多传统的铜合金波导、高频器件已被铝合金所取代，利用钎焊方法制造复杂的铝结构是最理想的方法。随着运载工具的轻量化，铝合金的应用范围渐广，其连接特别是焊接问题得到广泛的重视。

常用的铝合金焊接方法之一是钎焊，与熔焊相比其特点明显:加热温度一般低于母材熔点，对母材物理化学性能无明显的不利影响；钎焊温度低，易对工件整体均匀加热等。但铝合金的钎焊难度较大，主要原因在于:

(1)铝的化学性质较为活泼，对氧的亲和力极强,表面极易形成一层致密的氧化膜,阻碍了母材和钎料之间的原子扩散，使得润湿性大大降低；

(2)铝合金硬钎焊用钎料的熔点与铝合金熔点相差不大，钎焊时铝合金母材晶粒很容易长大，或造成母材的过量熔解形成熔蚀缺陷；

(3)由于母材和焊缝电极电位的差异，易产生电化学腐蚀，给接头的抗腐蚀性能带来不利影响；

(4)钎剂一般是卤化盐，具有强腐蚀性，接头因此极易在焊接后腐蚀。

共晶铝硅合金钎料因具有良好的润湿性、流动性、钎焊接头的抗腐蚀性和可加工性，是铝合金钎焊中应用最广的一种铝钎料。Al-Si钎料因具有良好的润湿性、流动性、钎焊接头的抗腐蚀性和可加工性，故是应用最广的一种铝钎料。

药芯焊丝是近年来迅速发展的一种新型焊接材料，在工业发达国家已获得广泛的应用。据资料介绍：日本从1985年至今其焊条占整个焊材的比例从45%下降到20%；而药芯焊丝所占比例已达到近30%。在美国焊条比例下降到不足40%，药芯焊丝则接近40%；西欧各国焊条约占30%，药芯焊丝约占20%。由此可见，近几十年来工业发达国家传统焊条比例正在不断下降，而药芯焊丝在整个焊材中的比例却大幅度提高。

药芯焊丝也称为管状焊丝，可以通过调整药芯添加物的种类和比例，很方便地设计各种不同用途的焊接材料，因为它的合金成分可灵活方便的调整，所以药芯焊丝的许多品种是实心焊丝无法冶炼和轧制的。药芯焊丝具有效率高、焊接工艺性好、成本较低等特点，已被广泛应用于造船、桥梁、压力容器、汽车、铁路运输、管道、海洋工程、电站建设、采矿、石化、建筑机械、重型机械及高层建筑等行业。

药芯焊丝与手工焊条和氩弧焊丝相比有明显的优势，主要是把断续的焊接过程变为连续的生产方式，从而减少了焊接接头的数目，提高了焊缝质量，也提高了生产效率，节约了能源，继承了焊条的成分可调的优点,其熔敷效率甚至可以高达手工焊条的4倍,还具有焊缝成形光顺美观、焊接变形小等一系列优点。

发明内容

本发明的目的是提供一种铝硅合金无缝药芯焊丝、制备及应用，其用于钎焊铝合金材料。

本发明的另一目的是提供一种铝硅合金片材的加工方法，其通过非真空熔铸、挤压、轧制及退火工序，解决了合金加工性能差的问题，采用这种方法可以制备厚度为0.5mm的铝硅合金带材。

本发明的又一目的是提供一种钎焊用铝硅合金无缝药芯焊丝的成型制备方法，其将一定宽度的铝硅合金带材经轧制机组轧成U形槽，加入按照配方配制的药芯粉料，在成形辊的轧制下合口成O形断面的药芯焊丝毛坯。

本发明的再一目的是提供一种钎焊用铝硅合金无缝药芯焊丝的拉拔及退火工艺，采用这种方法可以将直径为Φ4.2mm的药芯焊丝经拉拔、退火工序，减径至Φ1.0mm及以上。

本发明的一种铝硅合金无缝药芯焊丝，其特征在于，药芯焊丝采用铝硅合金作为外皮，药芯为助焊剂。

其中铝硅合金外皮的组成为含硅质量百分含量为4-15%，余量为铝及不可避免的杂质。药芯为氟铝酸钾，其熔点为510℃—530℃。

本发明的铝硅合金无缝药芯焊丝用于钎焊铝合金。

为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：

（1）铝硅合金的熔铸工艺；

通过对熔炼温度及浇铸温度，脱气精炼的方法和时间的控制，熔铸出直径为Φ100mm的铝硅合金棒材。

（2）铝硅合金挤压、轧制及退火工序；

选取合适的挤压模具设计，通过对挤压温度和速度的控制，将直径为Φ100mm的棒材挤压成≠5mm的板材，再经过轧制及退火工序，加工成厚度为0.5mm及以上的带材。

（3）铝硅合金无缝药芯焊丝成型工艺；