本發(fā)明涉及技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鎂-鋁復合板焊接用藥芯焊絲及其制備方法。

背景技術(shù)：

我國鎂資源豐富，充分利用資源優(yōu)勢，實現(xiàn)鎂合金材料制品在關(guān)鍵技術(shù)裝備中的應(yīng)用將會大大提高我國高技術(shù)產(chǎn)品的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化速度，進而提高國際競爭力。近年來，因技術(shù)發(fā)展和成本的降低，鎂合金在汽車、國防軍工、電子電器、民用產(chǎn)品等領(lǐng)域的應(yīng)用得到了顯著的提升。但是鎂合金由于具有熔點低、密度小、熱導率和熱脹系數(shù)高、抗氧化性差以及氧化物的熔點高等特點，焊接時容易產(chǎn)生晶粒粗大、氧化蒸發(fā)、熱應(yīng)力大、焊縫下塌、氣孔和熱裂紋等缺陷。近年來，為加大鎂鋁的廣泛應(yīng)用，焊接作為主要的連接方法，在鎂鋁異種金屬間實現(xiàn)有效焊接就迫在眉睫。故此亟需設(shè)計一種鎂-鋁復合板焊接用藥芯焊絲來解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決背景技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種鎂-鋁復合板焊接用藥芯焊絲及其制備方法，制備得到的藥芯焊絲具有優(yōu)異的韌性和耐磨性。

本發(fā)明提出的一種鎂-鋁復合板焊接用藥芯焊絲，包括藥芯和焊皮，其中藥芯按質(zhì)量百分比由以下組分組成：碳粉3.0-5.0％、鉻錠65.0-69.0％、硼錠16-20％、銀片狀石墨1.3-1.6％，余量為鐵；

其中焊皮按質(zhì)量百分比由以下組分組成：鋁粉3.1-3.6％、錳粉0.35-0.45％、鋅粉0.71-0.96％、鈹錠0.01-0.03％、銅粉0.003-0.007％、鐵粉0.003-0.007％、硅粉0.01-0.03％，余量為鎂粉。

優(yōu)選地，藥芯焊絲的填充量控制在20-30％。

優(yōu)選地，銀片狀石墨中碳含量大于98％。

本發(fā)明的一種鎂-鋁復合板焊接用藥芯焊絲的制備方法，包括如下步驟：

s1、將碳粉、鉻錠、硼錠、銀片狀石墨和鐵放入球磨機中，球磨7-9h后得到混合均勻的藥芯粉末，然后于真空加熱爐中，升溫至180-220℃，保溫1-3h，去除藥粉中的結(jié)晶水；

s2、將鋁粉、錳粉、鋅粉、鈹錠、銅粉、鐵粉、硅粉和鎂粉在720-750℃融化成合金液，在740-760℃進行除氣精煉，在730-740℃進行保溫靜置30-50min，澆鑄得到鑄錠，然后將鑄錠水冷后進行熱軋后冷卻，接著進行人工時效得到片狀鋁合金；

s3、通過藥芯焊絲制絲機把混合均勻的藥粉未包裹在焊皮內(nèi)，第一道拉拔模具孔徑為2.1mm；

s4、拉拔完畢后，模具孔徑依次換至2.0mm、1.82mm、1.56mm、1.43mm、1.32mm、1.15mm，最終拉拔藥芯焊絲至直徑為1.10mm。

優(yōu)選地，s2中，除氣精煉過程中，精煉劑加入量為爐料量的爐料量0.4-0.6％，精煉后合金液氫含量為0.05-0.10ml/100g。

優(yōu)選地，s2中，熱軋過程中，鑄錠進軋溫度為480-520℃，終軋溫度大于320℃，熱軋水冷后，桿狀鋁合金溫度小于80℃。

優(yōu)選地，s2中，人工時效的溫度為140-150℃。

本發(fā)明合理控制藥芯中c、cr、b和fe的配比，并合理控制焊皮中al、mn、zn、be、cu、fe、si和mg的配比，通過制備焊皮后包裹藥芯，并經(jīng)過拉拔工藝制備得到焊絲運用到焊接工藝中，能夠有效提高焊接部的韌性和耐磨性。其中，制備過程中形成的層狀區(qū)域中，cr、b和c等元素被硼化物以非均勻形核的方式吸收，同時伴隨著晶體的不斷形核與長大，最終形成了層片狀共晶組織，當共晶溫度低于合金液相線溫度時，基體產(chǎn)生了很大的過冷度，具有光滑界面的硼化物的生長落后于具有粗燥界面的固液體，各向異性導致后生長的硼化物在剩余空間內(nèi)發(fā)生了枝化，從而產(chǎn)生了菊花狀組織，堆焊層中含有大量的碳、膨化物等硬質(zhì)相，一方面，這些硬質(zhì)相呈彌散分布，減少了較軟的基體和磨粒的接觸面積，另一方面，這些硬質(zhì)相可以起到抗磨耐磨骨架的阻礙作用，導致顯微切削運動受到了硬質(zhì)相顆粒的阻礙作用，且硬質(zhì)相越密集，阻力越大，因而硬質(zhì)相的存在可以顯著提高堆焊層的耐磨性。由于基體組織逐漸被更多的共晶體環(huán)繞的緣故，硼化物的出現(xiàn)改善了堆焊層碳化物的分布形態(tài)，提高了碳化物的韌性，從而使得彌散分布在基體中的碳化物可以起到釘扎骨架的作用，因而能很到地抵抗磨粒磨損，，此外，不同形態(tài)的m23(c9b)6、m23b6硬質(zhì)相可以起到聯(lián)合強化作用，進而大幅度提高了堆焊層的耐磨性能。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做出詳細說明，應(yīng)當了解，實施例只用于說明本發(fā)明，而不是用于對本發(fā)明進行限定，任何在本發(fā)明基礎(chǔ)上所做的修改、等同替換等均在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。

實施例1

本發(fā)明提出的一種鎂-鋁復合板焊接用藥芯焊絲，包括藥芯和焊皮，其中藥芯按質(zhì)量百分比由以下組分組成：碳粉4.0％、鉻錠67.0％、硼錠18％、銀片狀石墨1.45％，余量為鐵；

其中焊皮按質(zhì)量百分比由以下組分組成：鋁粉3.35％、錳粉0.40％、鋅粉0.835％、鈹錠0.02％、銅粉0.005％、鐵粉0.005％、硅粉0.02％，余量為鎂粉。

其中，藥芯焊絲的填充量控制在25％。

其中，銀片狀石墨中碳含量為98.3％。

本發(fā)明的一種鎂-鋁復合板焊接用藥芯焊絲的制備方法，包括如下步驟：

s1、將碳粉、鉻錠、硼錠、銀片狀石墨和鐵放入球磨機中，球磨8h后得到混合均勻的藥芯粉末，然后于真空加熱爐中，升溫至200℃，保溫2h，去除藥粉中的結(jié)晶水；

s2、將鋁粉、錳粉、鋅粉、鈹錠、銅粉、鐵粉、硅粉和鎂粉在735℃融化成合金液，在750℃進行除氣精煉，其中，精煉劑加入量為爐料量的爐料量0.5％，精煉后合金液氫含量為0.075ml/100g，在735℃進行保溫靜置40min，澆鑄得到鑄錠，然后將鑄錠水冷后進行熱軋后冷卻，其中，鑄錠進軋溫度為500℃，終軋溫度為330℃，熱軋水冷后，桿狀鋁合金溫度為75℃，接著于145℃進行人工時效得到片狀鋁合金；

s3、通過藥芯焊絲制絲機把混合均勻的藥粉未包裹在焊皮內(nèi)，第一道拉拔模具孔徑為2.1mm；

s4、拉拔完畢后，模具孔徑依次換至2.0mm、1.82mm、1.56mm、1.43mm、1.32mm、1.15mm，最終拉拔藥芯焊絲至直徑為1.10mm。

實施例2

本發(fā)明提出的一種鎂-鋁復合板焊接用藥芯焊絲，包括藥芯和焊皮，其中藥芯按質(zhì)量百分比由以下組分組成：碳粉3.0％、鉻錠69.0％、硼錠16％、銀片狀石墨1.6％，余量為鐵；

其中焊皮按質(zhì)量百分比由以下組分組成：鋁粉3.1％、錳粉0.45％、鋅粉0.71％、鈹錠0.03％、銅粉0.003％、鐵粉0.007％、硅粉0.01％，余量為鎂粉。

其中，藥芯焊絲的填充量控制在20％。

其中，銀片狀石墨中碳含量為98.4％。

本發(fā)明的一種鎂-鋁復合板焊接用藥芯焊絲的制備方法，包括如下步驟：

s1、將碳粉、鉻錠、硼錠、銀片狀石墨和鐵放入球磨機中，球磨7h后得到混合均勻的藥芯粉末，然后于真空加熱爐中，升溫至220℃，保溫1h，去除藥粉中的結(jié)晶水；

s2、將鋁粉、錳粉、鋅粉、鈹錠、銅粉、鐵粉、硅粉和鎂粉在750℃融化成合金液，在740℃進行除氣精煉，其中，精煉劑加入量為爐料量的爐料量0.6％，精煉后合金液氫含量為0.05ml/100g，在740℃進行保溫靜置30min，澆鑄得到鑄錠，然后將鑄錠水冷后進行熱軋后冷卻，其中，鑄錠進軋溫度為520℃，終軋溫度為325℃，熱軋水冷后，桿狀鋁合金溫度為74℃，接著于140℃進行人工時效得到片狀鋁合金；

s3、通過藥芯焊絲制絲機把混合均勻的藥粉未包裹在焊皮內(nèi)，第一道拉拔模具孔徑為2.1mm；

s4、拉拔完畢后，模具孔徑依次換至2.0mm、1.82mm、1.56mm、1.43mm、1.32mm、1.15mm，最終拉拔藥芯焊絲至直徑為1.10mm。

實施例3

本發(fā)明提出的一種鎂-鋁復合板焊接用藥芯焊絲，包括藥芯和焊皮，其中藥芯按質(zhì)量百分比由以下組分組成：碳粉5.0％、鉻錠65.0％、硼錠20％、銀片狀石墨1.3％，余量為鐵；

其中焊皮按質(zhì)量百分比由以下組分組成：鋁粉3.6％、錳粉0.35％、鋅粉0.96％、鈹錠0.01％、銅粉0.007％、鐵粉0.003％、硅粉0.03％，余量為鎂粉。

其中，藥芯焊絲的填充量控制在30％。

其中，銀片狀石墨中碳含量為98.4％。

本發(fā)明的一種鎂-鋁復合板焊接用藥芯焊絲的制備方法，包括如下步驟：

s1、將碳粉、鉻錠、硼錠、銀片狀石墨和鐵放入球磨機中，球磨9h后得到混合均勻的藥芯粉末，然后于真空加熱爐中，升溫至180℃，保溫3h，去除藥粉中的結(jié)晶水；

s2、將鋁粉、錳粉、鋅粉、鈹錠、銅粉、鐵粉、硅粉和鎂粉在720℃融化成合金液，在760℃進行除氣精煉，其中，精煉劑加入量為爐料量的爐料量0.4％，精煉后合金液氫含量為0.10ml/100g，在730℃進行保溫靜置50min，澆鑄得到鑄錠，然后將鑄錠水冷后進行熱軋后冷卻，其中，鑄錠進軋溫度為480℃，終軋溫度為340℃，熱軋水冷后，桿狀鋁合金溫度為71℃，接著于150℃進行人工時效得到片狀鋁合金；

s3、通過藥芯焊絲制絲機把混合均勻的藥粉未包裹在焊皮內(nèi)，第一道拉拔模具孔徑為2.1mm；

s4、拉拔完畢后，模具孔徑依次換至2.0mm、1.82mm、1.56mm、1.43mm、1.32mm、1.15mm，最終拉拔藥芯焊絲至直徑為1.10mm。

實施例4

本發(fā)明提出的一種鎂-鋁復合板焊接用藥芯焊絲，包括藥芯和焊皮，其中藥芯按質(zhì)量百分比由以下組分組成：碳粉4.5％、鉻錠65.5％、硼錠19％、銀片狀石墨1.4％，余量為鐵；

其中焊皮按質(zhì)量百分比由以下組分組成：鋁粉3.5％、錳粉0.36％、鋅粉0.95％、鈹錠0.015％、銅粉0.006％、鐵粉0.004％、硅粉0.025％，余量為鎂粉。

其中，藥芯焊絲的填充量控制在28％。

其中，銀片狀石墨中碳含量為98.8％。

本發(fā)明的一種鎂-鋁復合板焊接用藥芯焊絲的制備方法，包括如下步驟：

s1、將碳粉、鉻錠、硼錠、銀片狀石墨和鐵放入球磨機中，球磨8.5h后得到混合均勻的藥芯粉末，然后于真空加熱爐中，升溫至182℃，保溫2.5h，去除藥粉中的結(jié)晶水；

s2、將鋁粉、錳粉、鋅粉、鈹錠、銅粉、鐵粉、硅粉和鎂粉在725℃融化成合金液，在755℃進行除氣精煉，其中，精煉劑加入量為爐料量的爐料量0.45％，精煉后合金液氫含量為0.09ml/100g，在732℃進行保溫靜置45min，澆鑄得到鑄錠，然后將鑄錠水冷后進行熱軋后冷卻，其中，鑄錠進軋溫度為485℃，終軋溫度為340℃，熱軋水冷后，桿狀鋁合金溫度為72℃，接著于148℃進行人工時效得到片狀鋁合金；

s3、通過藥芯焊絲制絲機把混合均勻的藥粉未包裹在焊皮內(nèi)，第一道拉拔模具孔徑為2.1mm；

s4、拉拔完畢后，模具孔徑依次換至2.0mm、1.82mm、1.56mm、1.43mm、1.32mm、1.15mm，最終拉拔藥芯焊絲至直徑為1.10mm。

實施例5

本發(fā)明提出的一種鎂-鋁復合板焊接用藥芯焊絲，包括藥芯和焊皮，其中藥芯按質(zhì)量百分比由以下組分組成：碳粉3.5％、鉻錠68.5％、硼錠17％、銀片狀石墨1.5％，余量為鐵；

其中焊皮按質(zhì)量百分比由以下組分組成：鋁粉3.2％、錳粉0.44％、鋅粉0.72％、鈹錠0.025％、銅粉0.004％、鐵粉0.006％、硅粉0.015％，余量為鎂粉。

其中，藥芯焊絲的填充量控制在22％。

其中，銀片狀石墨中碳含量為98.6％。

本發(fā)明的一種鎂-鋁復合板焊接用藥芯焊絲的制備方法，包括如下步驟：

s1、將碳粉、鉻錠、硼錠、銀片狀石墨和鐵放入球磨機中，球磨7.5h后得到混合均勻的藥芯粉末，然后于真空加熱爐中，升溫至215℃，保溫1.5h，去除藥粉中的結(jié)晶水；

s2、將鋁粉、錳粉、鋅粉、鈹錠、銅粉、鐵粉、硅粉和鎂粉在745℃融化成合金液，在745℃進行除氣精煉，其中，精煉劑加入量為爐料量的爐料量0.55％，精煉后合金液氫含量為0.06ml/100g，在738℃進行保溫靜置35min，澆鑄得到鑄錠，然后將鑄錠水冷后進行熱軋后冷卻，其中，鑄錠進軋溫度為515℃，終軋溫度為340℃，熱軋水冷后，桿狀鋁合金溫度為74℃，接著于142℃進行人工時效得到片狀鋁合金；

s3、通過藥芯焊絲制絲機把混合均勻的藥粉未包裹在焊皮內(nèi)，第一道拉拔模具孔徑為2.1mm；

s4、拉拔完畢后，模具孔徑依次換至2.0mm、1.82mm、1.56mm、1.43mm、1.32mm、1.15mm，最終拉拔藥芯焊絲至直徑為1.10mm。

將本發(fā)明的鎂-鋁復合板焊接用藥芯焊絲運用到實際的鎂-鋁復合板的焊接中，得到的接頭通過檢測得到的數(shù)據(jù)如表1所示。

表1：

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。