本發(fā)明涉及一種用于鋁合金薄板表面損傷修復的釬焊焊條及其使用方法，屬于鋁合金焊接修復技術領域。

背景技術：
鋁合金材料因具有密度小、強度高和耐腐蝕等優(yōu)異特性已在航空航天、遠洋貨運、能源動力和石油化工等領域得到廣泛應用。在高溫、高濕、高鹽與高壓等苛刻環(huán)境下服役的鋁合金薄板常常由于出現(xiàn)孔洞、劃痕、裂紋等損傷而報廢?？捎糜阡X合金損傷的修復技術主要有弧焊、氣焊、電阻焊、鉚接以及粘結技術等，其中釬焊是其重要的修復技術手段之一。但是，目前尚缺乏低熔點、綜合性能優(yōu)異的釬料，同時，由于輕量化為產品所帶來的諸多優(yōu)勢，對鋁合金制造、修復釬焊的工業(yè)需求日益迫切，現(xiàn)有釬焊技術難以滿足對結構強度、剛度的技術要求，因此，開發(fā)研究高強度鋁合金所需的低熔點釬焊材料，就成為修復鋁合金構件亟待解決的核心技術之一。目前，鋁合金中低溫釬焊材料的研究主要有Al-Ge、In-Ge-Si、Al-Cu-Si、Ag-Al-Cu、Zn-Al、Sn-Pb等材料，但大都存在工藝性不好或釬焊性能差等不足，難以滿足工業(yè)需求。近年來有研究者采用快速冷凝工藝并通過在釬料中添加稀土、Mg、Ti等元素的方法獲得了組織均勻、浸潤性和流動性更為優(yōu)異的釬料，有效提高了釬焊質量和力學強度，但存在制備工藝不成熟、性能不穩(wěn)定以及釬焊工藝性差等不足。因此，研究開發(fā)一種無需釬劑、工藝性好、操作簡單和修復性能良好的釬焊焊條就成為鋁合金釬焊修復中亟需解決的問題。

技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明正是針對現(xiàn)有技術存在的問題而設計提供了一種鋁合金薄板損傷修復用的釬焊焊條及其使用方法，其目的是解決鋁合金薄板損傷的修復問題，保證良好的工藝操作性和優(yōu)異的力學性能，釬焊溫度為385℃-420℃。本發(fā)明的目的通過以下措施來實現(xiàn)：該鋁合金釬焊焊條，其特征在于：釬焊焊條的化學成分及其質量百分比是：鋁7.0%-11.0%、銅2.0%-3.5%、鹵化物4.0-10.0%、稀土0.05-0.25%，其余為Zn，所述的鹵化物是氯化鋅、氯化鋰、氟化鋁、氟化鉀、氟化鋅混合物，所述的稀土為鋯、鈧、鉺混合物。該釬焊焊條制備工藝流程為：原料處理→混合→合金熔煉→快速凝固→錠坯→拉拔成材→精整定尺。該釬料的熔化溫度范圍為376-406℃。修復時，首先采用火焰將鋁合金母材加熱到385℃-420℃，將焊條在損傷表面及周圍以一定角度和速度劃擦，焊條與母材表面的切線角度應保持在65°-75°之間，焊條劃擦速度在7cm/s-12cm/s，通過焊條在損傷區(qū)域的熔融、凝固，從而實現(xiàn)鋁合金薄板損傷的修復。該釬焊焊條釬焊鑄鋁合金接頭抗拉強度大于240MPa，該焊條具有操作簡單、熱影響區(qū)小、修復質量高、經(jīng)濟性好，便于攜帶等特點。該鋁合金釬焊設備主要由可燃氣瓶1、導氣管2、溫度顯示與狀態(tài)指示與面板3、紅外探測器9、加熱槍10、氣體調節(jié)閥11、溫度顯示與狀態(tài)指示面板固定架12等組成，其中溫度顯示與狀態(tài)指示面板主要由溫度顯示液晶屏4，紅5、綠6和黃色7三個LED燈，電源開關8等組成。其溫度監(jiān)測控制單元采用ATMGEA88，溫度顯示采用LCD5110手機屏。液晶屏參數(shù)為72*48，點陣式，紅外傳感器為YLMA-500。釬焊狀態(tài)指示標示分別采用紅、綠和黃色LED燈來標示。當釬焊狀態(tài)指示紅色標示燈亮時，表示損傷區(qū)域的溫度低于釬焊所需溫度，正在加熱；綠色標示燈亮時，表示損傷區(qū)域的溫度已達到釬焊所需溫度，可以施焊；黃色標示燈亮時，表示此區(qū)域溫度過高，需將釬焊槍偏離待釬焊區(qū)域。損傷區(qū)域的溫度檢測通過紅外溫度傳感器YLMA-500獲取。本發(fā)明的優(yōu)點：(1)采用本發(fā)明所研制的設備進行焊接時，待焊接區(qū)域的溫度可通過液晶顯示屏實時顯現(xiàn)，同時，對低溫、釬焊溫度、高溫等狀態(tài)采用紅、綠、黃指示燈進行狀態(tài)標示，使得釬焊過程更簡單直觀。(2)無需釬劑，釬焊時直接采用焊條在損傷區(qū)域劃擦即可實現(xiàn)修復，操作步驟簡化，釬焊效率提高。(3)本發(fā)明所制備的釬焊修復層力學性能好，接頭抗拉伸強度可達到240MPa。附圖說明附圖1為釬焊設備。具體實施方式本發(fā)明通過如下措施來實現(xiàn)：實施例1：釬焊材料主要化學成分及其質量百分比為：鋁7.0%、銅2.0%、氯化鋅4.0%、鉺0.05%，其余為Zn。采用原料處理→混合→合金熔煉→快速凝固→錠坯→拉拔成材→精整定尺工藝制備出焊條，用于鋁合金表面裂紋(裂紋長度3.0-15.0mm)的釬焊修復。修復工藝按以下順序進行：(1)采用潔凈的鋼絲刷對裂紋區(qū)域進行擦刷，或用240#砂紙對其打磨，直至新鮮基體露出。(2)采用400#砂紙對焊條表面進行打磨。(3)將溫度顯示與狀態(tài)指示面板上的電源開關置于開啟位置。(4)檢查氣體流量調節(jié)器旋鈕是否處于關閉位置，如不是，將其調整到關閉，然后開啟燃氣瓶閥門。(5)調節(jié)氣體流量調節(jié)器旋鈕，采用火柴或打火機將其點燃，并將火焰在裂紋區(qū)域均勻移動，然后緩慢增大氣體流量，注意火焰請勿對準人體或它物。(6)觀察溫度顯示與狀態(tài)指示面板上的溫度顯示，待顯示溫度達到385℃（此時狀態(tài)指示由紅燈變?yōu)榫G燈）。(7)將焊條以一定角度、一定速度在裂紋區(qū)域劃擦，焊條與裂紋表面的角度約為65°，運動速度約為7cm/s。(8)在焊條端部滑過基材表面區(qū)域會有有光亮金屬水漬樣出現(xiàn)，隨著焊條劃擦的進行，水漬樣不斷擴大，直到裂紋被完全覆蓋。(9)采用鋼絲刷對裂紋表面區(qū)域進行擦刷，隨后用焊條再在其表面劃擦一遍，待金屬液滴凝固冷卻，即完成了裂紋的修復。(10)修復完畢后，將氣體流量調節(jié)器旋至關閉位置，關閉燃氣瓶閥門。(11)將溫度顯示與狀態(tài)指示面板上的電源開關置于關閉位置。(12)用銼刀或砂紙對裂紋修復表面進行打磨處理。(13)修復過程中應避免火焰直接對焊條灼燒。(14)修復過程中如果狀態(tài)指示燈變?yōu)辄S色時，應迅速將焊槍移開裂紋區(qū)域。采用上述材料制備配方和修復工藝，以鋁合金為母材，按照國標GB/T11363-2008要求制備試樣，所獲得的釬焊接頭抗拉強度達到247MPa。實施例2：釬焊材料主要化學成分及其質量百分比為：鋁7.0%、銅2.0%、氯化鋅4.0%、鉺0.05%，其余為Zn。采用原料處理→混合→合金熔煉→快速凝固→錠坯→拉拔成材→精整定尺工藝制備出焊條，用于鋁合金表面裂紋(裂紋長度3.0-15.0mm)的釬焊修復。修復過程中焊條與裂紋表面的角度約為65°，運動速度約為12cm/s，其余工藝與實施例1相同。采用上述材料配方和釬焊工藝，以鋁合金為母材，按照國標GB/T11363-2008制備標準試樣，所獲得的釬焊接頭抗拉強度達到253MPa。實施例3：釬焊材料主要化學成分及其質量百分比為：鋁7.0%、銅2.0%、氯化鋅4.0%、鉺0.05%，其余為Zn。采用原料處理→混合→合金熔煉→快速凝固→錠坯→拉拔成材→精整定尺工藝制備出焊條，用于鋁合金表面裂紋(裂紋長度3.0-15.0mm)的釬焊修復。修復過程中焊條與修復表面的角度約為75°，運動速度約為12cm/s，其余工藝與實施例1相同。采用上述材料配方和釬焊工藝，以鋁合金為母材，按照國標GB/T11363-2008制備標準試樣，所獲得的釬焊接頭抗拉強度達到243MPa。實施例4：釬焊材料主要化學成分及其質量百分比為：鋁7.0%、銅2.0%、氯化鋅4.0%、鉺0.05%，其余為Zn。采用原料處理→混合→合金熔煉→快速凝固→錠坯→拉拔成材→精整定尺工藝制備出焊條，用于鋁合金表面裂紋(裂紋長度3.0-15.0mm)的釬焊修復。修復過程中焊條與修復表面的角度約為75°，運動速度約為7cm/s，其余工藝與實施例1相同。采用上述材料配方和釬焊工藝，以鋁合金為母材，按照國標GB/T11363-2008制備標準試樣，所獲得的釬焊接頭抗拉強度達到251MPa。實施例5：釬焊材料主要化學成分及其質量百分比為：鋁11.0%、銅3.5%、氯化鋅1.5%、氯化鈣1.5%、氯化鉀1.5%、氯化鋰1.5%、氟化鋁1.5%、氟化鉀1.5%、氟化鋅1.0%、鉺0.15%、鈧0.10%，其余為Zn。采用原料處理→混合→合金熔煉→快速凝固→錠坯→拉拔成材→精整定尺工藝制備出焊條，用于鋁合金表面小孔(孔徑不大于10mm)進行修復。修復過程中焊條與小孔表面的角度約為75°，運動速度約為12cm/s，其余工藝與實施例1相同。采用上述材料配方和釬焊工藝，以鋁合金為母材，按照國標GB/T11363-2008制備標準試樣，所獲得的釬焊接頭抗拉強度達到256MPa。實施例6：釬焊材料主要化學成分及其質量百分比為：鋁11.0%、銅3.5%、氯化鋅1.5%、氯化鈣1.5%、氯化鉀1.5%、氯化鋰1.5%、氟化鋁1.5%、氟化鉀1.5%、氟化鋅1.0%、鉺0.15%、鈧0.10%，其余為Zn。采用原料處理→混合→合金熔煉→快速凝固→錠坯→拉拔成材→精整定尺工藝制備出焊條，用于鋁合金表面小孔(孔徑不大于10mm)進行修復。修復過程中焊條與小孔表面的角度約為65°，運動速度約為7cm/s，其余工藝與實施例1相同。采用上述材料配方和釬焊工藝，以鋁合金為母材，按照國標GB/T11363-2008制備標準試樣，所獲得的釬焊接頭抗拉強度達到261MPa。實施例7：釬焊材料主要化學成分及其質量百分比為：鋁8.0%、銅2.5%、氯化鋅1.0%、氯化鈣2.5%、氯化鋰1.5%、氟化鋁0.5%、鈧0.05%、鈰0.05%、鉺0.10%，其余為Zn。采用原料處理→混合→合金熔煉→快速凝固→錠坯→拉拔成材→精整定尺工藝制備出焊條，用于鋁合金表面劃傷進行修復。修復過程中焊條與小孔表面的角度約為70°，運動速度約為10cm/s，其余工藝與與實施例1相同。采用上述材料配方和釬焊工藝，以鋁合金為母材，按照國標GB/T11363-2008制備標準試樣，所獲得的釬焊接頭抗拉強度達到257MPa。