一種凹槽型鋁合金複合焊絲及其製造方法
2023-06-02 01:19:46 2
一種凹槽型鋁合金複合焊絲及其製造方法
【專利摘要】一種凹槽型鋁合金複合焊絲，包括焊絲帶材，所述焊絲帶材的橫截面中間開有凹槽，凹槽內填充混合釺劑；所述的焊絲帶材為1XXX系～8XXX系鋁合金焊絲帶材；所述的混合釺劑的各個成分按質量百分比為：1～90％CsF-AlF3釺劑，0.01～35％RbF-AlF3釺劑，0.001～20％Al(OH)3，0.001～0.5％氧化鋅（ZnO），0.001～1.5％氧化鎵（Ga2O3），0.001～2.0％Al-Zr合金，餘量為KF-AlF3釺劑。以及提供了一種凹槽型鋁合金複合焊絲的製造方法。本發明同時適用於TIG焊或釺焊、且有效兼顧低成本、高效率和高性能。
【專利說明】一種凹槽型鋁合金複合焊絲及其製造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及材料加工工程中的焊接領域，具體涉及一種鋁合金複合焊絲及其製造方法。
【背景技術】
[0002]現代工業的高速發展必須以裝備製造業的進步作為基礎。隨著我國城市化進程的加快，高鐵、城市軌道交通、汽車產業的發展可謂「一日千裡」，這些行業的發展除了對鋁合金材料的需求迅速增加之外，對鋁合金的「焊接材料」的需求也提出了更多、更高的新要求，以滿足各種成分鋁合金、各種鋁合金結構高性能、高可靠性焊接的需要，而「鋁合金複合焊絲」就是為滿足上述要求提出來的「新概念」焊接材料。
[0003]目前，國內外已有的鋁合金焊絲等焊接材料主要有「實心焊絲」、「藥芯焊絲」、「藥皮焊條」三類。藥皮焊條即電焊條，只不過電焊條的「金屬芯」為鋁或鋁合金，這類電焊條有稱為鋁合金焊條，其業內熟知的有L109、L209、L309牌號(或稱型號)。實心焊絲按照GB/T10858-2008《鋁及鋁合金焊絲》表I給出的型號，有幾十種，最常用的有SA15356、SA14047、SA14043 (也有國內外文獻表述為ER5356、ER4047、ER4043)等。而鋁合金「藥芯焊絲」則是近幾年才出現的焊接材料，主要有用於鋁-鋁、鋁-銅焊接的Zn-Al基「藥芯焊絲」。藥芯焊絲的製造工藝主要分為「無縫」、「有縫」兩種。「無縫」藥芯焊絲生產方法存在著焊劑填充困難、設備繁雜、填充不均勻、拉撥次數多、成本高、投資大等問題，因此目前國內外廣泛採用的是「有縫」藥芯焊絲製造方法。「有縫」藥芯焊絲的缺點是「縫隙」會使藥芯吸潮。
[0004]在已公開的中國專利文獻中，CN99100147.8研究了通過藥芯成分的調整，提高抗吸潮性；CN02131909.X通過採用「在焊絲表面塗覆氧化性薄膜，以改善藥芯焊絲的耐蝕性」。CN201010240162.4則將有縫藥芯焊絲的接縫製造為「帶有臺階」的接縫，以有利於焊絲的邊緣咬合，有效阻止水分及其它化學物質通過接縫進入藥芯焊絲內部，確保藥芯具有良好的抗吸潮性。
[0005]現有藥芯焊絲的製備，大致分為三類:I)先將合金(或純金屬)製備成帶材，然後再通過「有縫藥芯焊絲」成型設備將其製備成有縫藥芯焊絲；2)先將合金(或純金屬)製備成管材，然後再灌裝藥粉，再拉拔成無縫藥芯焊絲；3)採用特殊模具，直接將合金(或純金屬)擠壓成無縫藥芯焊絲。上述方法受合金成分變化導致合金自身塑性、易加工性能變化的影響，因此， 申請人:發現在中華人民共和國國家知識產權局網站「專利檢索與服務系統」(httD://www.pss-system.gov, cn/sipopublicsearch/portal/index, shtml)可公開查詢至丨J的幾百種有關「藥芯焊絲」的專利中，大多數專利的「權利要求」除「鋼皮」之外的「藥芯」成分中，都包含一種以上金屬成分，這些金屬(純金屬或合金)就是為了彌補用於製備藥芯焊絲的「鋼皮」中合金成分的不足或調節焊縫的合金配比而添加的。
[0006]通過對釺劑或藥芯成分的改進，使得藥芯焊絲中「藥芯」自身的抗吸潮性能大大提高；鋁合金自身的耐蝕性大大優於鋼的耐蝕性，但是，如何將自身強度相當於碳鋼而塑性又遠遠低於碳鋼的高強度鋁合金(如SA15356焊絲，還有很多種恕不一一列舉)製備成「複合焊絲」以適用於TIG焊或釺焊，無論將其製備成「有縫」或「無縫」藥芯焊絲，都難以實現「低成本」、「高效率」、「高性能」地生產。
【發明內容】
[0007]為了克服已有鋁合金複合焊絲及其製造方法的無法同時適用於TIG焊或釺焊、無法兼顧低成本、高效率和高性能的不足，本發明提供了一種同時適用於TIG焊或釺焊、且有效兼顧低成本、高效率和高性能的凹槽型鋁合金複合焊絲及其製造方法。
[0008]本發明解決其技術問題所採用的技術方案是:
[0009]一種凹槽型鋁合金複合焊絲，包括焊絲帶材，所述焊絲帶材的橫截面中間開有凹槽，凹槽內填充混合釺劑；所述的焊絲帶材為IXXX系~8XXX系鋁合金焊絲帶材；所述的混合釺劑的各個成分按質量百分比為:1~90% CsF-AlF3釺劑，0.01~35% RbF-AlF3釺劑，0.001 ~20% Al (OH)3,0.001 ~0.5%氧化鋅(ZnO)，0.001 ~1.5%氧化鎵(Ga2O3), 0.001 ~2.0% Al-Zr合金，餘量為KF-AlF3釺劑。
[0010]進一步，所述焊絲帶材與所述混合釺劑的質量比為8:1。
[0011]更進一步，所述焊絲帶材的橫截面呈中心對稱，所述凹槽的寬度為1.6mm，所述鋁焊絲的寬度為3.0mm，所述凹槽的高度為0.76mm，所述鋁焊絲的厚度為1.14mm。
[0012]一種凹槽型鋁合金複合焊絲的製造方法，所述製造方法包括以下步驟:
[0013](I)選用IXXX系~8XXX系鋁合金焊絲線材，將鋁合金焊絲線材通過軋輥使線材壓扁成為扁絲，將扁絲通過帶有型槽的垂直軋輥，製備成截面為凹槽型的鋁焊絲；
[0014](2)在混合釺劑中加入粘結劑，攪拌均勻；所述的混合釺劑的各個成分按質量百分比為:1 ~90% CsF-AlF^f 劑，0.01 ~35% RbF-AlF3 釺劑，0.001 ~20% Al (OH) 3，0.001 ~0.5% 氧化鋅(Ζη0)，0.001 ~1.5 % 氧化鎵(Ga2O3),0.001 ~ 2.0 % Al-Zr 合金，餘量為KF-AlF3 釺劑；
[0015](3)將添加了粘結劑的混合釺劑填滿凹槽，混合釺劑壓緊和壓實，釺劑自然晾乾，製得凹槽型鋁合金複合焊絲。
[0016]進一步，所述步驟(3)中，刮削掉高出凹槽面的混合釺劑，隨後通過垂直軋輥將混合釺劑壓緊、壓實。
[0017]再進一步，所述焊絲帶材與所述混合釺劑的質量比為8:1。
[0018]所述鋁焊絲的橫截面呈中心對稱，所述凹槽的寬度為1.6mm，所述鋁焊絲的寬度為
3.0mm，所述凹槽的高度為0.76mm，所述鋁焊絲的厚度為1.14mm。
[0019]所述粘結劑為以下一種或兩種及以上混合:①水玻璃，②環氧樹脂，③丙烯酸酯。
[0020]本發明的技術構思為:從《合成技術及應用》2008年第一期第22頁題為「美國普度大學開發出合金制氫新工藝」的報導了解到，美國普度大學的研究人員最近開發出一種利用鋁鎵合金加水製造氫氣的新工藝。其原理是將水添加到鋁鎵合金時，鋁通過吸收氧氣分解水，在此過程中產生氫氣。合金中的鎵是關鍵成分，因為鋁和氧結合後在鋁的表面形成一層氧化鋁膜，而鎵能阻止這個膜的形成，使反應繼續下去，直到所有的鋁都被用來產生氫氣。
[0021]從上述報導中鎵的作用得到啟發，本發明人通過添加鎵的氧化物一氧化鎵(即Ga2O3),得到了前所未有的效果。雖然從「百度百科」 了解到，氧化鎵(即Ga2O3，正常情況下鎵的氧化物只有這一種，本說明書中所指氧化鎵均為Ga2O3)的熔點為1740°C，但是比氧化鋁(即Al2O3)的熔點2045°C要低很多。在CsF-AlF3釺劑、RbF-AlF3釺劑、KF-AlF3釺劑存在(單獨或共存)的條件下，當CsF-AlF3、RbF-AlF3、KF-AlF3熔化時(它們的熔化溫度在450°C~560°C左右)，熔點高達2045°C的氧化鋁(即Al2O3)會迅速與之反應、熔化，這可從電解鋁工藝流程一採用冰晶石-氧化鋁融鹽電解法很容易理解(參閱「百度百科」一電解鋁)。在電解鋁工業上，熔融冰晶石(冰晶石化學名為六氟鋁酸鈉(即Na3AlF6),參見百度百科「冰晶石」)是溶劑，氧化鋁作為溶質，以碳素體作為陽極，鋁液作為陰極，在950°C-970°C下進行電解的應得到金屬鋁。冰晶石自身熔點為1009°C，但是，冰晶石-氧化鋁融鹽在950°C -970°C即完全熔化，因此，也不難理解自身熔點更低的CsF-A1F3、RbF-AlF3、KF-AlF3化合物與氧化鋁(即Al2O3)能夠在450°C~560°C反應並形成熔融的液態了。同理，CsF_A1F3、RbF_AlF3、KF-AlF3化合物與比氧化鋁熔點更低的氧化鎵的反應更容易。
[0022]但是，氧化鎵與CsF_A1F3、RbF_AlF3、KF-AlF3反應生成的GaF3具有去除鋁合金表面氧化膜的「特殊功能」，以及「穩弧性能」，在本發明試驗過程中被發現了。發明人研究發現，在本發明的混合釺劑中添加0.001~1.5%的氧化鎵，製備出的凹槽型鋁合金複合焊絲可以用於弧焊和釺焊，其在TIG弧焊時，電弧穩定，焊縫成型美觀，無氣孔、無夾雜等缺陷，焊縫力學性能優異，這在目前的焊接材料中尚無先例。不過，由於其凹槽型鋁合金複合焊絲的形狀的局限性，目前只能用於TIG弧焊，還不能用於MIG焊，即這種凹槽型鋁合金複合焊絲儘管可以製備成「盤狀」，但是依然無法利用現有弧焊設備的「送絲系統」實現自動焊接，而只能用於TIG弧焊這種「半自動焊接」方法。
[0023]對氧化鎵添加量的優化試驗發現，其加入量控制在0.001~1.5% (質量百分數，下同)範圍較為適宜。試驗研究表明，氧化鎵的添加量超過1.5%，達到10%時，電弧穩定性、焊縫成型、焊縫力學性能等指標仍然呈上升趨勢，且無氣孔、夾雜等缺陷，因此可以說氧化鎵的添加量在1.5 ~10%範圍仍然是「越高越好」。但是，由於鎵是稀有元素，氧化鎵的價格在2400元~2800元/公斤左右，而常用鋁合金焊絲(如5356、4047)的售價一般在60元~80元/公斤左右，所以，從實用性、經濟性考慮，氧化鎵的添加量以不超過1.5%為宜。在保證弧焊、釺焊性能的前提下，加入量越低越好，有利於降低成本。但是，試驗發現，氧化鎵的添加量低於0.001 %後，其電弧穩定性顯著變差，焊縫成形不好；釺焊時，熔化的鋁合金釺料在母材表面的潤溼、鋪展性能變差，因此，氧化鎵的添加量不能低於0.001%。
[0024]優化了混合釺劑各組分的添加範圍:試驗發現，混合釺劑主要組分CsF-AlF3釺劑可在I~90%範圍變化；詘?^懷3釺劑可在0.01~35%範圍變化；A1(0H)3可在0.001~20%範圍變化；KF-AlF^i劑的變化範圍幾乎不受限制，這為「調節」混合釺劑的熔化溫度提供了方便。因為鋁合金從IXXX繫到8XXX系，其熔點變化是很大的，如IXXX系主要是純鋁，合金元素含量很低，其熔點接近純鋁熔點660°C ;但是7XXX系鋁合金，特別是近幾年出現的鋅-鋁合金(如Zn98-A12、Zn85_A115、Zn78_A122等合金)，其熔點最低可低至380°C，對於釺焊來說，希望釺劑的熔點應低於釺料熔點或至少要接近釺料的熔點，否則釺焊無法順利進行。如果採用常見的Nocolok釺劑(即KF-AlF3釺劑，KAlF4或K3AlF6),其熔點約為5650C，顯然這種釺劑不適合與鋅-鋁合金釺料匹配。因此，降低KF-AlF3釺劑的含量，增加CsF-AlF3、RbF-AlF3釺劑的含量，可使釺劑熔點降低至440°C左右，從而使得釺劑能與鋅-鋁合金釺料相匹配，實現優質、高效、可靠的釺焊連接。對於IXXX系純鋁，其熔點接近純鋁熔點660°C，如果使用熔點在440°C左右的釺劑，顯然也是不匹配的，因此，還必須使用熔點約為 565 °C 的 KF-AlF^f 劑。
[0025]本發明中，加入的Al (OH)3、氧化鋅、氧化鎵以及Al-Zr合金，則主要起調節電弧穩定性、釺劑活性以及釺劑流動性的作用，以使釺劑能夠適應TIG弧焊、火焰釺焊、爐中釺焊以及電阻釺焊的需要。
[0026]鋁合金複合焊絲的製造，除了合金材料尺寸及形狀的設計與製備、釺劑成分設計與製備外，釺劑與合金材料的牢固結合也是技術關鍵之一，因此，粘結劑的選擇很關鍵。
[0027]粘結劑的加入，除了保證能夠把釺劑牢固地粘接在各種鋁合金材料上之外，還要求其不能影響混合釺劑的「助焊性能」，因此，採用「正交試驗」方法，確定了三種可使用的粘結劑，即水玻璃、環氧樹脂、丙烯酸酯。通過研究混合釺劑與粘結劑的「交互作用」，進一步確定了混合釺劑的種類、加入量，使得三種粘結劑的加入量變化、濃度變化對混合釺劑的「助焊性能」影響甚微，方便了工業化生產時的品質管控。
[0028]根據本發明的「一種凹槽型鋁合金複合焊絲及其製造方法」的配方比，敘述本發明的【具體實施方式】。
[0029]本發明的有益效果主要表現在:同時適用於TIG焊或釺焊、且有效兼顧低成本、高效率和高性能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0030]圖1是凹槽型鋁合金複合焊絲的焊絲帶材的橫截面示意圖。
[0031]圖2是凹槽型鋁合金複合焊絲的橫截面示意圖。
[0032]圖3是實施例1~8焊接性能試驗結果圖。
【具體實施方式】
[0033]下面結合附圖對本發明作進一步描述。
[0034]實施例1
[0035]參照圖1和圖2，一種凹槽型鋁合金複合焊絲，包括焊絲帶材，焊絲帶材中間具凹槽，凹槽內填充混合釺劑；所述的焊絲帶材為IXXX系~8XXX系鋁合金焊絲帶材；所述的混合釺劑成分按質量百分比為:1~90% CsF-AlFJi劑，0.01~35% RbF-AlFjrI^lK0.001~20% Al (OH)3,0.001 ~0.5%氧化鋅(Zn0)，0.001 ~1.5%氧化鎵(Ga2O3),0.001 ~2.0%Al-Zr合金，餘量為KF-AlF3釺劑。
[0036]從圖2可知，凹槽的截面積為1.216mm2,凹槽型焊絲的截面積為3.42mm2，約為凹槽的2.8倍。眾所周知，鋁的相對密度約為2.7，如果釺劑的相對密度控制在0.95~1.0的話，從圖2尺寸計算可知，鋁合金與釺劑質量比約為8: I。試驗發現，在本發明混合釺劑成分範圍內，鋁合金(或稱焊絲、焊絲帶材)與釺劑(複合釺劑)質量比約為8: I時，能夠滿足「助焊」要求。凹槽的截面積小於該尺寸時，添加的釺劑量會顯得不足，助焊性能稍差，釺焊速度要低於常規釺焊速度才能滿足釺焊要求；如果凹槽大於現有尺寸，加入的釺劑又顯得太多，焊後殘渣也會增多。
[0037]先採用「序貫實驗」方法優化、確定混合釺劑的配方。按照優化後的混合釺劑配方配合8類鋁合金釺料(或焊絲)進行焊接(包括熔化焊、釺焊，下同)試驗，確定了釺料(或焊絲)與釺劑的質量比為8: I時，既能滿足釺焊的要求，也能滿足TIG焊(即鎢極氬弧焊)熔化焊接的技術要求。再經過換算，最終確定了圖2的尺寸。其尺寸為在3.0mm寬、1.14_厚的帶材上加工出1.60mm寬、0.76mm高的凹槽(矩形槽)，此時，弧焊或釺焊接頭強度均在IOOMPa 以上。
[0038]本實施例中，所述的混合釺劑成分按質量百分比為:I % CsF-AlF3釺劑，35%RbF-AlF3 釺劑，20% Al (OH) 3，0.001 % 氧化鋅，1.5 % 氧化鎵，2.0 % Al-Zr 合金，餘量為KF-AlF3 釺劑。
[0039]一種凹槽型鋁合金複合焊絲的製造方法，包括以下步驟:
[0040](I)選用IXXX系~8XXX系鋁合金焊絲線材，將鋁合金焊絲線材通過軋輥使線材壓扁成為扁絲，將扁絲通過帶有型槽的垂直軋輥，製備成截面為凹槽型的鋁焊絲；
[0041](2)在混合釺劑中加入粘結劑，攪拌均勻；所述的混合釺劑的各個成分按質量百分比為:1 ~90% CsF-AlF^f 劑，0.01 ~35% RbF-AlF3 釺劑，0.001 ~20% Al (OH) 3，0.001 ~0.5%氧化鋅 ZnO,0.001 ~1.5%氧化鎵 Ga2O3,0.001 ~2.0% Al-Zr 合金，餘量為 KF-AlF3釺劑；
[0042](3)將添加了粘結劑的混合釺劑填滿凹槽，混合釺劑壓緊和壓實，釺劑自然晾乾，製得凹槽型鋁合金複合焊絲。
[0043]本實施例中，採用焊絲製備成凹槽型焊絲帶材，採用粘結劑將混合釺劑均勻、牢固地塗覆並粘結在凹槽內。該複合焊絲可用於TIG電弧焊接方法焊接鋁及鋁合金，亦可採用火焰釺焊、感應釺焊、爐中釺焊方法，釺焊鋁-鋁合金、鋁-銅合金以及鋁合金-銅合金。焊縫或釺縫不僅具有 較高的強度和氣密性，同時具有極佳的潤溼、鋪展性能和滲透性能。
[0044]本實施例中，採用市售直徑為Φ 2mm的IXXX系~8XXX系鋁合金焊絲(或線材)，採用市售通用型軋機先將焊絲軋製成扁絲，扁絲通過一對自製的帶有型槽的垂直軋輥軋制，即可得到所需凹槽型焊絲(或線材)。
[0045]採用市售直徑為Φ2πιπι的IXXX系~8ΧΧΧ系鋁合金焊絲(或線材)，採用市售通用型軋機先將焊絲軋製成扁絲，扁絲通過一對自製的帶有型槽的垂直軋輥軋制，即可得到所需凹槽型焊絲(或線材)。
[0046]本發明的目的是要發明出一種可以同時「適用於弧焊及釺焊用鋁合金複合焊絲」，因此，要同時可慮弧焊與釺焊的相同之處和不同之處。相同之處是，無論弧焊與釺焊，添加適量的、合適的的「釺劑或混合釺劑」，均可對弧焊與釺焊的焊接過程和焊接接頭力學性能產生有利影響；不同之處是，釺焊比弧焊對釺劑「加入量」的要求更為嚴格。釺劑加多了(即釺劑質量與鋁合金釺料或焊絲的質量比)，焊後殘渣會影響釺焊接頭的性能。這是因為釺焊常採用的「搭接接頭」，釺劑太多時，釺劑很難完全從搭接處「浮出來」，容易在「搭接接頭」處內部形成「夾渣」缺陷，從而降低釺焊接頭的力學性能。根據「行業要求平均值」，釺焊接頭的「搭接接頭」強度要大於等於lOOMPa，因此，本發明過程考慮的「關鍵因素」之一是釺焊接頭強度必須大於等於lOOMPa。弧焊時，釺劑(弧焊時稱之為焊劑或添加劑或活性劑等等)的量多量少對焊接接頭力學性能影響不大，只是如果釺劑殘渣有腐蝕性的話，會對焊接接頭的使用帶來潛在的腐蝕性(當然，本發明的釺劑或稱混合釺劑腐蝕性極低)。然而對於釺焊來說，釺劑太多肯定不行，但是太少，其助焊性能也會因為「去除氧化膜的性能不足」而使釺焊接頭「有效搭接面積」減少從而使釺焊接頭力學性能降低而達不到規定的lOOMPa。[0047]試驗發現，本發明所採用的釺劑混合均勻後的密度(考慮了「松裝密度」)約為0.95~1.0,已知鋁的相對密度約為2.7，由於實際生產過程中，釺劑的「真實密度」不像鋁的密度那樣可以準確控制，且在凹槽中的加入量也是無法準確控制的(因為釺劑在塗覆過程低於凹槽面、高於凹槽面、壓實程度等都是無法準確或精確控制的)，因此，本發明過程中，以弧焊與釺焊兩種焊接工藝時，弧焊或釺焊接頭強度大於等於IOOMPa以上為合格標準，從而通過「設定凹槽截面積」來確定凹槽尺寸以滿足釺劑與鋁合金(即釺料或焊絲)的質量比(即控制「釺劑加入量」)，從而達到本發明的目的。
[0048]本發明所述凹槽型鋁合金複合焊絲製造過程可以通過下述工序得到實現。
[0049]I)首先將市售直徑為Φ2πιπι的鋁合金焊絲線材通過一對垂直放置的軋輥，使線材壓扁成為厚度為1.15mm、寬度為(2.95±0.05) mm的扁絲；
[0050]2)將扁絲通過一對帶有自製型槽的垂直軋輥加工設備，即可製造成截面為凹槽型的鋁焊絲(或稱凹槽型焊帶)(參見圖1、圖2);
[0051]3)在發明所述混合釺劑中加入適量本發明所述粘結劑，攪拌均勻備用。在市售的有縫藥芯焊絲生產設備上，利用其「粉料添加裝置」，將添加了粘結劑的混合釺劑填滿凹槽，讓其通過尺寸為1.15mm (厚度)X2.95_ (寬度)的模具，刮削掉高出凹槽面的混合釺劑，隨後通過垂直軋輥(軋輥間隙為1.14_)，將混合釺劑壓緊、壓實。釺劑經I~3小時自然晾乾即可。 [0052]通過上述三個步驟，即可製造出凹槽型弧焊及釺焊用鋁合金複合焊絲，且易於大
批量生產。
[0053]本實施例中，採用市售直徑為Φ2πιπι的SA11070 (1XXX系鋁合金。參見GB/Τ10858-2008《鋁及鋁合金焊絲》表1焊絲化學成分，下同。)鋁合金焊絲，取1% CsF-AlF3釺劑，35% RbF-AlF3 釺劑，20% Al (OH) 3，0.001 %氧化鋅，1.5 %氧化鎵，2.0% Al-Zr 合金，餘量為KF-AlF^f劑的混合釺劑，採用市售水玻璃作為粘結劑，將混合釺劑調製成膏狀，攪拌均勻備用。在市售的有縫藥芯焊絲生產設備上，利用其「粉料添加裝置」，將將已攪拌均勻的混合釺劑填滿凹槽，讓其通過尺寸為1.15mm (厚度)X2.95mm (寬度)的模具，刮削掉高出凹槽面的混合釺劑，隨後通過垂直軋輥(軋輥間隙為1.14_)，將混合釺劑壓緊、壓實。釺劑經I~3小時自然晾乾即可。
[0054]實施例2
[0055]參照圖1和圖2，本實施例中，所述的混合釺劑成分按質量百分比為:90%CsF-AlF3 釺劑，0.01 % RbF-AlF3 釺劑，0.001 % Al (OH)3,0.5 % 氧化鋅，0.001 %氧化鎵，0.001% Al-Zr合金，餘量為KF-AlF3釺劑。
[0056]採用市售直徑為Φ2πιπι的SA12319(2XXX系鋁合金。參見GB/T10858-2008《鋁及鋁合金焊絲》表1焊絲化學成分，下同。)鋁合金焊絲，取90% CsF-AlF3釺劑，0.01% RbF-AlF3釺劑，0.001% Al (OH) 3,0.5%氧化鋅，0.001%氧化鎵，0.001 % Al-Zr 合金，餘量為 KF-AlF3釺劑的混合釺劑，採用市售環氧樹脂作為粘結劑，將混合釺劑調製成膏狀，攪拌均勻備用。在市售的有縫藥芯焊絲生產設備上，利用其「粉料添加裝置」，將已攪拌均勻的混合釺劑填滿凹槽，讓其通過尺寸為1.15mm (厚度)X2.95mm (寬度)的模具，刮削掉高出凹槽面的混合釺劑，隨後通過垂直軋輥(軋輥間隙為1.14_)，將混合釺劑壓緊、壓實。釺劑經I~3小時自然晾乾即可。[0057]本實施例的其他方案均與實施例1相同。
[0058]實施例3
[0059]參照圖1和圖2，本實施例中，所述的混合釺劑成分按質量百分比為:45%CsF-AlF3 釺劑，18 % RbF-AlF3 釺劑，9.5 % Al (OH) 3，0.25 % 氧化鋅，0.8 % 氧化鎵，0.9 %Al-Zr合金，餘量為KF-AlF3釺劑。
[0060]採用市售直徑為Φ2ι?πι的SA13103 (3ΧΧΧ系鋁合金。參見GB/T10858-2008《鋁及鋁合金焊絲》表I焊絲化學成分，下同。)鋁合金焊絲，取45% CsF-AlF3釺劑，18% RbF-AlF3釺劑，9.5% Al (OH) 3,0.25%氧化鋅，0.8%氧化鎵，0.9% Al-Zr合金，餘量為KF-AlFji劑的混合釺劑，採用市售丙烯酸酯作為粘結劑，將混合釺劑調製成膏狀，攪拌均勻備用。在市售的有縫藥芯焊絲生產設備上，利用其「粉料添加裝置」，將已攪拌均勻的混合釺劑填滿凹槽，讓其通過尺寸為1.15mm (厚度)X2.95mm (寬度)的模具，刮削掉高出凹槽面的混合釺劑，隨後通過垂直軋輥(軋輥間隙為1.14_)，將混合釺劑壓緊、壓實。釺劑經I?3小時自然晾乾即可。
[0061 ] 本實施例的其他方案均與實施例1相同。
[0062]實施例4
[0063]參照圖1和圖2，本實施例中，所述的混合釺劑成分按質量百分比為:I % CsF-AlF3釺劑，0.01 % RbF-AlF3 釺劑，0.001 % Al (OH)3,0.001 % 氧化鋅，0.001 % 氧化鎵，0.001 %Al-Zr合金，餘量為KF-AlF3釺劑。
[0064]採用市售直徑為Φ 2mm的SA14047(4XXX系鋁合金。參見GB/T10858-2008《鋁及鋁合金焊絲》表I焊絲化學成分，下同。)鋁合金焊絲，取I % CsF-AlF3釺劑，0.0I % RbF-AlF3釺劑，0.001% Al (OH) 3，0.001%氧化鋅，0.001%氧化鎵，0.001% Al-Zr 合金，餘量為 KF-AlF3釺劑的混合釺劑，採用市售水玻璃作為粘結劑，將混合釺劑調製成膏狀，攪拌均勻備用。在市售的有縫藥芯焊絲生產設備上，利用其「粉料添加裝置」，將已攪拌均勻的混合釺劑填滿凹槽，讓其通過尺寸為1.15mm (厚度)X2.95mm (寬度)的模具，刮削掉高出凹槽面的混合釺劑，隨後通過垂直軋輥(軋輥間隙為1.14_)，將混合釺劑壓緊、壓實。釺劑經I?3小時自然晾乾即可。
[0065]本實施例的其他方案均與實施例1相同。
[0066]實施例5
[0067]參照圖1和圖2，本實施例中，所述的混合釺劑成分按質量百分比為:38%CsF-AlF3 釺劑，0.02 % RbF-AlF3 釺劑，0.001 % Al (OH)3,0.001 % 氧化鋅，0.01 % 氧化鎵，0.6% Al-Zr合金，餘量為KF-AlF3釺劑。
[0068]採用市售直徑為Φ2_的SA15356 (5ΧΧΧ系鋁合金。參見GB/T10858-2008《鋁及鋁合金焊絲》表I焊絲化學成分)鋁合金焊絲，取38% CsF-AlF3釺劑，0.02% RbF-AlF3釺劑，0.001 % Al (OH) 3，0.001 %氧化鋅，0.01 %氧化鎵，0.6% Al-Zr 合金，餘量為 KF-AlF3 釺劑的混合釺劑，採用市售環氧樹脂與丙烯酸酯(環氧樹脂:丙烯酸酯=1: 2)作為粘結劑，將混合釺劑調製成膏狀，攪拌均勻備用。在市售的有縫藥芯焊絲生產設備上，利用其「粉料添加裝置」，將已攪拌均勻的混合釺劑填滿凹槽，讓其通過尺寸為1.15mm (厚度)X2.95mm(寬度)的模具，刮削掉高出凹槽面的混合釺劑，隨後通過垂直軋輥(軋輥間隙為1.14_)，將混合釺劑壓緊、壓實。釺劑經I?3小時自然晾乾即可。[0069]本實施例的其他方案均與實施例1相同。
[0070]實施例6
[0071]參照圖1和圖2，本實施例中，所述的混合釺劑成分按質量百分比為:15%CsF-AlF3 釺劑，2 % RbF-AlF3 釺劑，0.1 % Al (OH) 3，0.02 % 氧化鋅，0.002 % 氧化鎵，0.02 %Al-Zr合金，餘量為KF-AlF3釺劑。
[0072]採用市售直徑為Φ2πιπι的6061 (6ΧΧΧ系鋁合金。參見GB/T3190-1996《變形鋁及鋁合金化學成分》表1 (續)，化學成分，下同。)鋁合金絲材，取15% CsF-AlF3釺劑，2%RbF-AlF^f 劑，0.1 % Al (OH) 3,0.02%氧化鋅，0.002%氧化鎵，0.02% Al-Zr 合金，餘量為KF-AlF3釺劑的混合釺劑，採用市售丙烯酸酯作為粘結劑，將混合釺劑調製成膏狀，攪拌均勻備用。在市售的有縫藥芯焊絲生產設備上，利用其「粉料添加裝置」，將已攪拌均勻的混合釺劑填滿凹槽，讓其通過尺寸為1.15mm (厚度)X2.95mm (寬度)的模具，刮削掉高出凹槽面的混合釺劑，隨後通過垂直軋輥(軋輥間隙為1.14_)，將混合釺劑壓緊、壓實。釺劑經I~3小時自然晾乾即可。
[0073]本實施例的其他方案均與實施例1相同。
[0074]實施例7
[0075]參照圖1和圖2，本實施例中，所述的混合釺劑成分按質量百分比為:52.5%CsF-AlF3 釺劑，0.8 % RbF-AlF3 釺劑，0.001 % Al (OH)3,0.001 % 氧化鋅，0.001 % 氧化鎵，0.01% Al-Zr合金，餘量為KF-AlF3釺劑。
[0076]採用市售直徑為Φ2πιπι的Zn78_A122 (7XXX系鋁合金)鋁合金絲材，取52.5 %CsF-AlF3 釺劑，0.8 % RbF-AlF3 釺劑，0.001 % Al (OH)3,0.001 % 氧化鋅，0.001 % 氧化鎵，
0.01 % Al-Zr合金，餘量為KF-AlF3釺劑的混合釺劑，採用市售水玻璃作為粘結劑，將混合釺劑調製成膏狀，攪拌均勻備用。在市售的有縫藥芯焊絲生產設備上，利用其「粉料添加裝置」，將已攪拌均勻的混合釺劑填滿凹槽，讓其通過尺寸為1.15mm (厚度)X2.95mm (寬度)的模具，刮削掉高出凹槽面的混合釺劑，隨後通過垂直軋輥(軋輥間隙為1.14_)，將混合釺劑壓緊、壓實。釺劑經I~3小時自然晾乾即可。
[0077]本實施例的其他方案均與實施例1相同。
[0078]實施例8
[0079]參照圖1和圖2，本實施例中，所述的混合釺劑成分按質量百分比為:45%CsF-AlF3 釺劑，6 % RbF-AlF3 釺劑，0.05 % Al (OH) 3，0.05 % 氧化鋅，0.02 % 氧化鎵，0.05 %Al-Zr合金，餘量為KF-AlF3釺劑。
[0080]採用市售直徑為Φ2πιπι的8090 (8ΧΧΧ系鋁合金。參見GB/T3190-1996《變形鋁及鋁合金化學成分》表1 (續)，化學成分，下同。)鋁合金焊絲，取45% CsF-AlF3釺劑，6%RbF-AlF^f 劑，0.05% Al (OH) 3,0.05%氧化鋅，0.02%氧化鎵，0.05% Al-Zr 合金，餘量為KF-AlF3釺劑的混合釺劑，採用市售環氧樹脂作為粘結劑，將混合釺劑調製成膏狀，攪拌均勻備用。在市售的有縫藥芯焊絲生產設備上，利用其「粉料添加裝置」，將已攪拌均勻的混合釺劑填滿凹槽，讓其通過尺寸為1.15mm (厚度)X2.95mm (寬度)的模具，刮削掉高出凹槽面的混合釺劑，隨後通過垂直軋輥(軋輥間隙為1.14_)，將混合釺劑壓緊、壓實。釺劑經I~3小時自然晾乾即可。
[0081 ] 本實施例的其他方案均與實施例1相同。[0082] 將實施例1?實施例8分別按照GB/T11363-2008《釺焊接頭強度試驗方法》、GB/T22086-2008《鋁及鋁合金弧焊推薦工藝》進行釺焊、弧焊試驗的試驗數據列成圖3，可以更清楚地了解和理解本項發明的技術特點和技術效果。
【權利要求】
1.一種凹槽型鋁合金複合焊絲，包括焊絲帶材，其特徵在於:所述焊絲帶材的橫截面中間開有凹槽，凹槽內填充混合釺劑；所述的焊絲帶材為IXXX系~8XXX系鋁合金焊絲帶材；所述的混合釺劑的各個成分按質量百分比為:1~90% CsF-AlF3釺劑，0.01~35%RbF-AlFjrI^L0.001 — 20% Al (OH)3,0.001 ~0.5 % 氧化鋅 ZnO，0.001 ~1.5% 氧化鎵Ga2O3,0.001 ~2.0% Al-Zr 合金，餘量為 KF-AlF^f劑。
2.如權利要求1所述的凹槽型鋁合金複合焊絲，其特徵在於:所述焊絲帶材與所述混合釺劑的質量比為8: I。
3.如權利要求1所述的凹槽型鋁合金複合焊絲，其特徵在於:所述焊絲帶材的橫截面呈中心對稱，所述凹槽的寬度為1.6mm，所述鋁焊絲的寬度為3.0mm，所述凹槽的高度為0.76mm,所述招焊絲的厚度為1.14mm。
4.一種如權利要求1所述的凹槽型鋁合金複合焊絲的製造方法，其特徵在於:所述製造方法包括以下步驟: (1)選用IXXX系~8XXX系鋁合金焊絲線材，將鋁合金焊絲線材通過軋輥使線材壓扁成為扁絲，將扁絲通過帶有型槽的垂直軋輥，製備成截面為凹槽型的鋁焊絲； (2)在混合釺劑中加入粘結劑，攪拌均勻；所述的混合釺劑的各個成分按質量百分比為:1 ~90% CsF-AlF3 釺劑，0.01 ~35% RbF-AlF3 釺劑，0.001 ~20% Al (OH)3,0.001 ~0.5%氧化鋅 ZnO,0.001 ~1.5%氧化鎵 Ga2O3,0.001 ~2.0% Al-Zr 合金，餘量為 KF-AlF3釺劑； (3)將添加了粘結劑的混合釺劑填滿凹槽，混合釺劑壓緊和壓實，釺劑自然晾乾，製得凹槽型鋁合金複合焊 絲。
5.如權利要求4所述的凹槽型鋁合金複合焊絲的製造方法，其特徵在於:所述步驟(3)中，刮削掉高出凹槽面的混合釺劑，隨後通過垂直軋輥將混合釺劑壓緊、壓實。
6.如權利要求4或5所述的凹槽型鋁合金複合焊絲的製造方法，其特徵在於:所述焊絲帶材與所述混合釺劑的質量比為8: I。
7.如權利要求4或5所述的凹槽型鋁合金複合焊絲的製造方法，其特徵在於:所述鋁焊絲的橫截面呈中心對稱，所述凹槽的寬度為1.6mm，所述鋁焊絲的寬度為3.0mm，所述凹槽的高度為0.76mm，所述鋁焊絲的厚度為1.14mm。
8.如權利要求4或5所述的凹槽型鋁合金複合焊絲的製造方法，其特徵在於:所述粘結劑為以下一種或兩種及以上混合:①水玻璃，②環氧樹脂，③丙烯酸酯。
【文檔編號】B23K35/40GK103990917SQ201410135474
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年4月4日 優先權日:2014年3月14日
【發明者】王博, 薛松柏, 林中強 申請人:浙江宇光鋁材有限公司