專利名稱：一種用于鎂合金活性鎢極氬弧焊接的新型復(fù)合活性劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是ー種應(yīng)用于鎂合金活性鎢極氬弧焊中的新型復(fù)合活性剤。其特征在于在焊接之前，先將Cr2O3活性劑粉末和SiC陶瓷顆粒碾磨后按比例進(jìn)行混合，然后向混合物中加入丙酮使其成為糊狀。再用扁平毛刷將糊狀活性劑均勻涂敷在試樣上表面，涂覆寬度約為40 mm，每平方厘米平均密度為4-5 mg。待丙酮揮發(fā)后進(jìn)行鎢極氬弧焊接。
背景技術(shù)：
鎂合金具有密度低、比強(qiáng)度高、電磁屏蔽性好和易回收等一系列優(yōu)點(diǎn)，被稱為二十一世紀(jì)的綠色工程材料，被廣泛的應(yīng)用于汽車(chē)、航空航天和電子エ業(yè)中。我國(guó)作為鎂資源大國(guó)，鎂合金的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用己成為國(guó)家科技戰(zhàn)略發(fā)展目標(biāo)之一。然而，鎂在常溫下具有密排六方晶體結(jié)構(gòu)，滑移系少，塑性變形能力低。這些性質(zhì)導(dǎo)致鎂合金復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn)與制備困難且成本較高。因此開(kāi)發(fā)高質(zhì)、高效、節(jié)能、降耗的鎂合金先進(jìn)連接技術(shù)己成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。近來(lái)，鎂合金的焊接方法主要集中在鎢極氬弧焊(TIG)、激光焊、攪拌摩擦焊和電子束焊等。TIG焊以其較好的便利性和較高的經(jīng)濟(jì)性在鎂合金焊接エ藝中得到廣泛應(yīng)用。但是TIG焊存在熔深淺3 mm)和焊接效率低等缺點(diǎn)，對(duì)于厚度大于3 _的板材需要開(kāi)坡ロ進(jìn)行多道焊。增大焊接電流對(duì)增加熔深的作用甚微，同時(shí)還會(huì)増加鎢極的損耗，造成焊縫金屬的污染。烏克蘭巴頓焊接研究所為了解決鈦合金TIG焊接中存在的上述問(wèn)題，首次提出了ー種新型的焊接方法一活性劑焊接(A-TIG)，并開(kāi)發(fā)了用于鈦合金的活性剤。甘肅エ業(yè)大學(xué)的樊丁等人開(kāi)發(fā)了用于低碳鋼和不銹鋼的TIG焊的活性剤。大連理工大學(xué)的劉黎明等人研究開(kāi)發(fā)了用于鎂合金焊接的活性剤。以上研究主要解決的是TIG焊的熔深較淺和焊接效率低等問(wèn)題，但是鎂合金氧化膜不致密，吸水性強(qiáng)，具有更大的氣孔傾向。在A-TIG焊時(shí)，氧化物活性劑和氯化物活性劑的加入降低了熔池流動(dòng)能力，這些冶金反應(yīng)的復(fù)雜化有可能增加產(chǎn)生氣孔的可能性。由于氣孔的存在，大大降低了焊接接頭的力學(xué)性能。因此，在采用A-TIG焊進(jìn)行鎂合金焊接時(shí)必須研究對(duì)各種缺陷的消除措施，以得到具有良好綜合性能的焊接接頭。從生產(chǎn)應(yīng)用的角度來(lái)看，也可以減輕TIG焊前準(zhǔn)備的工作量，降低焊接成本。因此，迫切需要一種既可以增加 焊縫熔深和改善焊縫表面成形又可以減少氣孔的用于鎂合金TIG焊接的新型活性剤。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供ー種適用于鎂合金TIG焊接的新型復(fù)合活性剤，該活性劑既可以顯著提高焊接接頭的熔深又可以細(xì)化晶粒其彌散強(qiáng)化的作用，從而達(dá)到提高焊接接頭拉伸性能和熔合區(qū)硬度的目的。在進(jìn)行傳統(tǒng)TIG焊接之前，先將被焊エ件表面仔細(xì)打磨并用酒精清洗以除去氧化物和油污。將Cr2O3活性劑粉末和SiC陶瓷顆粒按比例混合后進(jìn)行充分碾磨，向碾磨好的混合物中加入適量丙酮使其成為糊狀，再用扁平毛刷將糊狀活性劑均勻涂敷在試樣上表面，涂覆寬度約為40 mm，每平方厘米平均密度為4-5 mg。待丙酮揮發(fā)后進(jìn)行TIG焊接。經(jīng)過(guò)大量系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究，我們可以得出以下結(jié)論Cr2O3活性劑增加焊縫熔深的效果明顯，其作用主要是改變了熔池的表面張カ溫度系數(shù)，從而改變?nèi)鄢匾簯B(tài)金屬的流動(dòng)方向；而SiC陶瓷顆粒和鎂合金母材有很好的潤(rùn)濕性，可以起到彌散強(qiáng)化，細(xì)化晶粒的作用。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)Cr2O3活性劑粉末和SiC陶瓷顆粒的綜合作用，既提高了焊縫熔深又細(xì)化熔合區(qū)晶粒。拉伸測(cè)試和顯微硬度分析結(jié)果表明，采用此種活性劑進(jìn)行鎂合金TIG焊時(shí)，焊接接頭的極限抗拉強(qiáng)度明顯增加。


圖I是涂覆単一成分活性劑的焊縫成形照片。圖2是涂覆新型復(fù)合活性劑的焊縫成形照片。圖3是涂覆単一成分活性劑的焊縫熔深照片。圖4是涂覆新型復(fù)合活性劑的焊縫熔深照片。圖5是涂覆単一成分活性劑的焊縫熔合區(qū)微觀形貌照片。圖6是涂覆新型復(fù)合活性劑的焊縫熔合區(qū)微觀形貌照片。圖7是涂覆単一成分活性劑和新型復(fù)合活性劑的焊接接頭的應(yīng)カ應(yīng)變曲線圖片。
具體實(shí)施例方式例I
復(fù)合活性劑重量配比為Cr2O3 :65%和SiC :35%。先將Cr2O3活性劑粉末和SiC陶瓷顆粒充分碾磨后按比例進(jìn)行混合，然后向混合物中加入丙酮使其成為糊狀。再用扁平毛刷將糊狀活性劑均勻涂敷在試樣上表面，涂覆寬度約為40 mm，每平方厘米平均密度為4-5 mg。待丙酮揮發(fā)后進(jìn)行焊接。對(duì)板厚為5 mm的AZ31鎂合金板材進(jìn)行TIG焊接采取的焊接規(guī)范為
權(quán)利要求
1.一種用于鎂合金活性鎢極氬弧焊接的新型活性剤，本發(fā)明的特征是活性劑由C2O3活性劑和SiC陶瓷顆粒組成，其重量配比為C2O3 65%~ 70%和SiC 30%~ 35%。
2.本發(fā)明的特征是先將Cr2O3活性劑粉末和SiC陶瓷顆粒碾磨后按比例進(jìn)行混合，然后向混合物中加入丙酮使其成為糊狀，再用扁平毛刷將糊狀活性劑均勻涂敷在試樣上表面，涂覆寬度約為40 mm，每平方厘米平均密度為4-5 mg，待丙酮揮發(fā)后進(jìn)行活性鎢極氬弧焊接。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于鎂合金活性鎢極氬弧焊(A-TIG)的新型復(fù)合活性劑，屬于活性劑焊接技術(shù)。本發(fā)明的特征是活性劑為Cr2O3，其重量配比65%～70%；陶瓷添加顆粒為SiC，其重量配比30%～35%。先將Cr2O3活性劑粉末和SiC陶瓷顆粒碾磨后按比例進(jìn)行混合，然后向混合物中加入丙酮使其成為糊狀。再用扁平毛刷將糊狀活性劑均勻涂敷在試樣上表面，涂覆寬度約為40mm，每平方厘米平均密度為4-5mg。待丙酮揮發(fā)后進(jìn)行鎢極氬弧焊接(TIG)。通過(guò)此種焊接工藝所得到的焊接接頭與未涂覆此活性劑的焊接接頭相比，熔深提高了60%，拉伸性能提高了30%。此外，涂覆此活性劑后焊縫中晶粒明顯細(xì)化，解決了TIG焊中熔深淺和傳統(tǒng)活性TIG焊中焊縫晶粒嚴(yán)重粗化的難題。
文檔編號(hào)B23K9/167GK102689112SQ201210200649
公開(kāi)日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月18日
發(fā)明者劉凱, 沈駿 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)