一種復(fù)合釬料藥芯鋁焊絲及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種復(fù)合釬料藥芯鋁焊絲及其制備方法，所述復(fù)合釬料藥芯鋁焊絲包括外皮和填充在所述外皮內(nèi)的藥芯，其中，所述外皮由Cu、Al等金屬的合金軋制而成。本發(fā)明具有的有益效果：以復(fù)合帶材形式的外皮代替?zhèn)鹘y(tǒng)的合金形式的外皮，復(fù)合帶材的優(yōu)良加工性保證了復(fù)合釬料藥芯焊絲的加工性能，解決了釬料難以加工成藥芯焊絲的難題。
【專利說明】一種復(fù)合釬料藥芯鋁焊絲及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及適合釬焊的藥芯焊絲，尤其是涉及一種金屬復(fù)合釬料藥芯鋁焊絲。該復(fù)合釬料藥芯焊絲具有常規(guī)藥芯焊絲加工方法無法加工的優(yōu)勢(shì)，并且具有高強(qiáng)度和優(yōu)良的釬焊性能，適用于高強(qiáng)鋁合金的中溫釬焊。
【背景技術(shù)】
[0002]釬焊是采用比母材熔化溫度低的釬料，采取低于母材固相線而高于釬料液相線的操作溫度，通過熔化的釬料將母材連接在一起的一種焊接技術(shù)。釬焊是連接鋁合金最有效的手段之一，隨著鋁合金應(yīng)用的日益增多，其釬焊技術(shù)也越來越重要。在汽車行業(yè)，以鋁代鋼代銅是汽車制造的方向之一，鋁合金釬焊技術(shù)在汽車制造中也得到越來越廣泛的應(yīng)用。高質(zhì)量的鋁釬焊是未來汽車制造的關(guān)鍵技術(shù)。
[0003]鋁合金釬焊結(jié)構(gòu)的另一個(gè)應(yīng)用重點(diǎn)方向?yàn)槲⒉ㄆ骷?。鋁合金因其高導(dǎo)電性和低密度被廣泛應(yīng)用于軍事雷達(dá)天線系統(tǒng)的制造，機(jī)載、彈載、艦載雷達(dá)天線及饋電波導(dǎo)是極其復(fù)雜的精密構(gòu)件，采用鋁合金釬焊技術(shù)制造的縫陣天線具有重量輕、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、動(dòng)作靈活、效率高等特點(diǎn)。此外，在軍事領(lǐng)域，鋁合金釬焊技術(shù)還可以用來制造高效散熱的電子設(shè)備機(jī)箱、渦輪增壓器、高效燃料泵等器件。
[0004]由于鋁合金表面總被致密的氧化膜所覆蓋，鋁合金的釬焊工藝性比結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼、銅合金及鎳基合金要差。鋁合金的釬焊性與其合金元素、熔化溫度等特征有關(guān)。
[0005]實(shí)際上，鋁合金中只有純鋁及個(gè)別型號(hào)的鋁合金的釬焊性屬于優(yōu)良，而很多可熱處理強(qiáng)化的鋁合金釬焊性非常差，甚至不能釬焊，其原因主要與鋁合金的固相線溫度及合金的化學(xué)成分有關(guān)。已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的成熟釬料的釬焊溫度大部分在580°C以上，如此高的釬焊溫度已經(jīng)超過很多鋁合金母材的固相線溫度，釬焊時(shí)必然會(huì)造成鋁合金母材的過燒，嚴(yán)重削弱母材的性能，或者產(chǎn)生不可接受的溶蝕。還有個(gè)別含Cu釬料的熔點(diǎn)較低，但這些釬料脆性都比較大，難以加工成適用的形式。
[0006]為解決鋁合金中溫釬焊技術(shù)，許多人做了鋁合金中溫釬焊的釬料研究。然而由于不能制備出工藝性能良好的釬料，難以應(yīng)用于實(shí)際結(jié)構(gòu)的釬焊。本發(fā)明采用復(fù)合釬料的方法，可以獲得工藝性能良好、易加工的釬料，并且具有優(yōu)良的釬焊性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種既能增強(qiáng)焊縫強(qiáng)度又易于加工、不易折斷的金屬復(fù)合釬料藥芯鋁焊絲，并且此種方法可以配制任意組分的合金釬料。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0009]一種復(fù)合釬料藥芯鋁焊絲，包括外皮和填充在所述外皮內(nèi)的藥芯，所述外皮由按重量百分比計(jì)的如下原料組成:Cu:1?38%，S1:0.5?15%，Ga或La:0?1.5%，Ce:0?0.5%, Sr:0?0.5%, Ti:0?0.5%, V:0?0.5%，余量為鋁和不可避免的雜質(zhì)。
[0010]作為優(yōu)選方案，所述各原料的重量百分比分別為:Cu:3?30%，S1:3.5?10%，余量為Al不可避免的雜質(zhì)。
[0011]作為進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述各原料的重量百分比分別為:Cu:15?28%，Si:4?9%，余量為Al和不可避免的雜質(zhì)。
[0012]一種復(fù)合釬料藥芯鋁焊絲，包括外皮和填充在所述外皮內(nèi)的藥芯，其中，所述外皮由按重量百分比計(jì)的如下原料組成:Cu:l?35%，Si:3.5?13%，Zn:l?28%，T1:0?0.3%，Yb:0?0.3%, Ce:0?0.5%, Sr:0?0.5%，其余為Al和不可避免的雜質(zhì)。
[0013]一種復(fù)合釬料藥芯鋁焊絲，包括外皮和填充在所述外皮內(nèi)的藥芯，其中，所述外皮由按重量百分比計(jì)的如下原料組成:Cu:2?28%，S1:3.5?13%，Zn:0?28%, ,Ni:0?4%，Zr:0 ?0.2%, Mn:0 ?0.5%, Ce:0 ?0.5%, Sr:0 ?0.5%, Re:0 ?0.6%,余量為 Al 及不可避免的雜質(zhì)。
[0014]一種制備本發(fā)明所述的復(fù)合釬料藥芯鋁焊絲的方法，包括如下步驟:
[0015]將所述金屬的單質(zhì)或含有所述金屬的合金通過冶金的方法軋制成復(fù)合合金帶；
[0016]將所述復(fù)合合金帶軋成U形；
[0017]在復(fù)合合金帶的U形槽中加入藥芯后，將復(fù)合合金帶軋成0形，減徑至直徑為
2.4 ?3.0mm ；
[0018]繼續(xù)減徑，制成直徑為1.0?3.0mm的復(fù)合釬料藥芯鋁焊絲。
[0019]作為優(yōu)選方案，所述藥芯的添加量為焊絲總質(zhì)量的10?30%。
[0020]其中，藥芯的成分為氟鋁酸鉀、氟鋁酸銫或共晶合成KF (2.51?48.36%)+AlF3(28.31 ?51.64%) +CsF (0 ?66.51%)藥芯。
[0021]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0022]1.以復(fù)合帶材形式的外皮代替?zhèn)鹘y(tǒng)的合金形式的外皮，復(fù)合帶材的優(yōu)良加工性保證了復(fù)合釬料藥芯焊絲的加工性能，解決了釬料難以加工成藥芯焊絲的難題；
[0023]2.本發(fā)明制備的金屬復(fù)合藥芯焊絲的釬料熔點(diǎn)低、無腐蝕、免清洗；
[0024]3.本發(fā)明制備的藥芯焊絲合金化時(shí)間短，合金化效果好；
[0025]4.本發(fā)明制備的藥芯焊絲可以任意調(diào)整合金元素的比例，配比方便；
[0026]5.本發(fā)明制備的金屬復(fù)合釬料藥芯焊絲釬焊時(shí)具有良好的潤(rùn)濕性和流動(dòng)性，焊縫組織成分均勻，接頭強(qiáng)度高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明所提供的外皮的第一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2為本發(fā)明所提供的外皮的第二種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖3為本發(fā)明所提供的外皮的第三種結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]如圖1?圖3所示，本發(fā)明所述的一種復(fù)合釬料藥芯鋁焊絲的外皮，包括銅層2和鋁合金層1，復(fù)合釬料外皮的厚度為0.2?1.5_。
[0031]圖1中，一層鋁合金層夾在兩層銅或銅合金層之間；
[0032]圖2中，一層銅或銅合金層覆蓋在一層鋁合金層上；
[0033]圖3中，一層銅或銅合金層夾在兩層鋁合金層之間。[0034]實(shí)施例1
[0035]本實(shí)施例中的金屬復(fù)合釬料藥芯鋁焊絲，外皮為金屬復(fù)合釬料，如圖3所示，其中鋁合金層I為4045鋁合金，銅層2為Cu。
[0036]其制備方法為:
[0037]按照厚度比4045:Cu:4045=5:1:5將4045鋁合金、銅和4045鋁合金通過軋機(jī)軋制成復(fù)合帶材；將復(fù)合帶材減薄到0.3?0.6mm,帶材寬度為9?12mm ;將制備的復(fù)合帶材通過軋機(jī)軋成U形；在U形化的復(fù)合帶材中加入藥芯后軋成0形；減徑至直徑為2.4?3.0mm；繼續(xù)減徑，制成直徑為1.0?3.0mm的復(fù)合釬料藥芯鋁焊絲。其中Cu占釬料總重的24.8%，Si占釬料總重的8.5%，其余為Al。使用此金屬復(fù)合釬料與釬劑制成藥芯焊絲對(duì)2A50母材進(jìn)行釬焊試驗(yàn)。結(jié)果顯示:該金屬復(fù)合釬料藥芯焊絲具有良好的釬焊性能。對(duì)接頭進(jìn)行了剪切強(qiáng)度性能測(cè)試，平均剪切強(qiáng)度為180MPa，達(dá)到了較高的性能水平。
[0038]實(shí)施例2
[0039]本實(shí)施例中的金屬復(fù)合釬料藥芯鋁焊絲，外皮為金屬復(fù)合釬料，如圖2所示，其中鋁合金層I為Al-S1-Zn合金，銅層2為Cu。按照鋁合金層:銅層=50:1的厚度比將Al-S1-Zn合金與Cu通過軋機(jī)軋制成復(fù)合帶材；將復(fù)合帶材減薄到0.3?0.6mm,帶材寬度為9?12mm ;將制備的復(fù)合帶材通過軋機(jī)軋成U形；在U形化的復(fù)合帶材中加入藥芯后軋成0形；減徑至直徑為2.4?3.0mm ;繼續(xù)減徑，制成直徑為1.0?3.0mm的復(fù)合釬料藥芯鋁焊絲。其中Cu占釬料總重的5%，Si占釬料總重的10%，Zn占釬料總重的6%，其余為Al、微量的Yb、Ti及不可避免的雜質(zhì)。使用此金屬復(fù)合釬料與上述釬劑組成藥芯焊絲對(duì)接L4軋制鋁板。對(duì)釬焊接頭進(jìn)行了抗拉強(qiáng)度性能試驗(yàn)，結(jié)果表明斷裂發(fā)生在母材處，抗拉強(qiáng)度為75MPa以上，另外使用本發(fā)明釬料釬焊的接頭的冷彎性能也是優(yōu)良的。
[0040]實(shí)施例3
[0041]本實(shí)施例中的金屬復(fù)合釬料藥芯鋁焊絲，外皮為金屬復(fù)合釬料，如圖2所示，其中鋁合金層I為Al-S1-Zn合金，銅層2為Cu。按照鋁合金層:銅層=13:1的厚度比將Al-S1-Zn合金與Cu通過軋機(jī)軋制成復(fù)合帶材；將復(fù)合帶材減薄到0.3?0.6mm,帶材寬度為9?12mm ;將制備的復(fù)合帶材通過軋機(jī)軋成U形；在U形化的復(fù)合帶材中加入藥芯后軋成0形；減徑至直徑為2.4?3.0mm ;繼續(xù)減徑，制成直徑為1.0?3.0mm的復(fù)合釬料藥芯鋁焊絲。其中Cu占釬料總重的20%，Si占釬料總重的10%，Zn占釬料總重的5%，其余為Al及不可避免的雜質(zhì)。使用此金屬復(fù)合釬料與上述釬劑組成藥芯焊絲釬焊1060、6063的接頭，檢測(cè)接頭的抗剪切強(qiáng)度。結(jié)果表明，抗剪強(qiáng)度分別為89.3MPa、138.9MPa。
[0042]實(shí)施例4
[0043]本實(shí)施例中的金屬復(fù)合釬料藥芯鋁焊絲，外皮為金屬復(fù)合釬料，如圖2所示，其中鋁合金層I為鋁硅合金，銅層2為銅鎳合金。按照鋁合金層:銅鎳合金=10:1的厚度比將Al-Si合金與Cu-Ni合金通過軋機(jī)軋制成復(fù)合帶材；將復(fù)合帶材減薄到0.3?0.6mm,帶材寬度為9?12mm ;將制備的復(fù)合帶材通過軋機(jī)軋成U形；在U形化的復(fù)合帶材中加入藥芯后軋成0形；減徑至直徑為2.4?3.0mm ;繼續(xù)減徑,制成直徑為1.0?3.0mm的復(fù)合釬料藥芯鋁焊絲。其中Cu占釬料總重的25%，Si占釬料總量的8.5%, Ni占釬料總重的l%，Re占釬料總重的0.5%，其余為Al。用此金屬復(fù)合釬料與釬劑通過制帶軋制成有縫藥芯焊絲，釬焊的優(yōu)點(diǎn)如上所述。[0044]實(shí)施例5
[0045]本實(shí)施例中的金屬復(fù)合釬料藥芯鋁焊絲，外皮為金屬復(fù)合釬料，如圖2所示，其中鋁合金層I為鋁硅合金，銅層2為銅鑭合金。按照鋁硅合金:銅鑭合金=13:1的厚度比將Al-Si合金與Cu-La合金通過軋機(jī)軋制成復(fù)合帶材；將復(fù)合帶材減薄到0.3?0.6mm,帶材寬度為9?12mm ;將制備的復(fù)合帶材通過軋機(jī)軋成U形；在U形化的復(fù)合帶材中加入藥芯后軋成0形；減徑至直徑為2.4?3.0mm ;繼續(xù)減徑,制成直徑為1.0?3.0mm的復(fù)合釬料藥芯鋁焊絲。其中Cu占釬料總重的20%，Si占釬料總量的10%，La占釬料總重的1%，其余為Al。用此金屬復(fù)合釬料與釬劑通過制帶軋制成有縫藥芯焊絲，釬焊的優(yōu)點(diǎn)如上所述。
[0046]綜上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用來限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，凡依本發(fā)明權(quán)利要求范圍所述的形狀、構(gòu)造、特征及精神所為的均等變化與修飾，均應(yīng)包括于本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種復(fù)合釬料藥芯鋁焊絲，包括外皮和填充在所述外皮內(nèi)的藥芯，其特征在于，所述外皮中包含有按重量百分比計(jì)的如下金屬:Cu:l?38%，S1:0.5?15%，Ga*La:0?1.5%，Ce:0?0.5%, Sr:0?0.5%, Ti:0?0.5%, V:0?0.5%，余量為Al及不可避免的雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合釬料藥芯鋁焊絲，其特征在于，所述各原料的重量百分比分別為=Cu:3?30%, S1:3.5?10%，余量為Al及不可避免的雜質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合釬料藥芯鋁焊絲，其特征在于，所述各原料的重量百分比分別為:Cu:15?28%，Si:4?9%，余量為Al及不可避免的雜質(zhì)。
4.一種復(fù)合釬料藥芯鋁焊絲，包括外皮和填充在所述外皮內(nèi)的藥芯，其特征在于，所述外皮中包含有按重量百分比計(jì)的如下金屬=Cu:1?35%，S1:3.5?13%，Zn:1?28%，Ti:.0?0.3%, Yb:0?0.3%, Ce:0?0.5%, Sr:0?0.5%，其余為Al及不可避免的雜質(zhì)。
5.一種復(fù)合釬料藥芯鋁焊絲，包括外皮和填充在所述外皮內(nèi)的藥芯，其特征在于，所述外皮中包含有按重量百分比計(jì)的如下金屬=Cu:2?28%，S1:3.5?13%，Zn:0?28%，Ni:.0 ?4%，Zr:0 ?0.2%, Mn:0 ?0.5%, Ce:0 ?0.5%, Sr:0 ?0.5%, Re:0 ?0.6%,余量為 Al及不可避免的雜質(zhì)。
6.一種如權(quán)利要求1或4或5的復(fù)合釬料藥芯鋁焊絲的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 將所述金屬的單質(zhì)或含有所述金屬的合金通過冶金的方法軋制成復(fù)合合金帶； 將所述復(fù)合合金帶軋成U形； 在復(fù)合合金帶的U形槽中加入藥芯后，將復(fù)合合金帶軋成O形，減徑至直徑為2.4?.3.0mm ； 繼續(xù)減徑，制成直徑為1.0?3.0mm的復(fù)合釬料藥芯銀焊絲。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述藥芯的添加量為焊絲總質(zhì)量的.10 ?30%。
【文檔編號(hào)】B23K35/40GK103612026SQ201310553434
【公開日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月8日
【發(fā)明者】陸漢龍, 徐啟迪, 徐龍江 申請(qǐng)人:上海龍爍焊材有限公司