一种凹槽型铝合金复合焊丝及其制造方法技术

一种凹槽型铝合金复合焊丝，包括焊丝带材，所述焊丝带材的横截面中间开有凹槽，凹槽内填充混合钎剂；所述的焊丝带材为1XXX系～8XXX系铝合金焊丝带材；所述的混合钎剂的各个成分按质量百分比为：1～90％CsF-AlF3钎剂，0.01～35％RbF-AlF3钎剂，0.001～20％Al(OH)3，0.001～0.5％氧化锌（ZnO），0.001～1.5％氧化镓（Ga2O3），0.001～2.0％Al-Zr合金，余量为KF-AlF3钎剂。以及提供了一种凹槽型铝合金复合焊丝的制造方法。本发明专利技术同时适用于TIG焊或钎焊、且有效兼顾低成本、高效率和高性能。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种凹槽型铝合金复合焊丝，包括焊丝带材，所述焊丝带材的横截面中间开有凹槽，凹槽内填充混合钎剂；所述的焊丝带材为1XXX系～8XXX系铝合金焊丝带材；所述的混合钎剂的各个成分按质量百分比为：1～90％CsF-AlF3钎剂，0.01～35％RbF-AlF3钎剂，0.001～20％Al(OH)3，0.001～0.5％氧化锌（ZnO），0.001～1.5％氧化镓（Ga2O3），0.001～2.0％Al-Zr合金，余量为KF-AlF3钎剂。以及提供了一种凹槽型铝合金复合焊丝的制造方法。本专利技术同时适用于TIG焊或钎焊、且有效兼顾低成本、高效率和高性能。【专利说明】
本专利技术涉及材料加工工程中的焊接领域，具体涉及一种铝合金复合焊丝及其制造方法。
技术介绍
现代工业的高速发展必须以装备制造业的进步作为基础。随着我国城市化进程的加快，高铁、城市轨道交通、汽车产业的发展可谓“一日千里”，这些行业的发展除了对铝合金材料的需求迅速增加之外，对铝合金的“焊接材料”的需求也提出了更多、更高的新要求，以满足各种成分铝合金、各种铝合金结构高性能、高可靠性焊接的需要，而“铝合金复合焊丝”就是为满足上述要求提出来的“新概念”焊接材料。目前，国内外已有的铝合金焊丝等焊接材料主要有“实心焊丝”、“药芯焊丝”、“药皮焊条”三类。药皮焊条即电焊条，只不过电焊条的“金属芯”为铝或铝合金，这类电焊条有称为铝合金焊条，其业内熟知的有L109、L209、L309牌号(或称型号)。实心焊丝按照GB/T10858-2008《铝及铝合金焊丝》表I给出的型号，有几十种，最常用的有SA15356、SA14047、SA14043 (也有国内外文献表述为ER5356、ER4047、ER4043)等。而铝合金“药芯焊丝”则是近几年才出现的焊接材料，主要有用于铝-铝、铝-铜焊接的Zn-Al基“药芯焊丝”。药芯焊丝的制造工艺主要分为“无缝”、“有缝”两种。“无缝”药芯焊丝生产方法存在着焊剂填充困难、设备繁杂、填充不均匀、拉拨次数多、成本高、投资大等问题，因此目前国内外广泛采用的是“有缝”药芯焊丝制造方法。“有缝”药芯焊丝的缺点是“缝隙”会使药芯吸潮。在已公开的中国专利文献中，CN99100147.8研究了通过药芯成分的调整，提高抗吸潮性；CN02131909.X通过采用“在焊丝表面涂覆氧化性薄膜，以改善药芯焊丝的耐蚀性”。CN201010240162.4则将有缝药芯焊丝的接缝制造为“带有台阶”的接缝，以有利于焊丝的边缘咬合，有效阻止水分及其它化学物质通过接缝进入药芯焊丝内部，确保药芯具有良好的抗吸潮性。现有药芯焊丝的制备，大致分为三类:I)先将合金(或纯金属)制备成带材，然后再通过“有缝药芯焊丝”成型设备将其制备成有缝药芯焊丝；2)先将合金(或纯金属)制备成管材，然后再灌装药粉，再拉拔成无缝药芯焊丝；3)采用特殊模具，直接将合金(或纯金属)挤压成无缝药芯焊丝。上述方法受合金成分变化导致合金自身塑性、易加工性能变化的影响，因此， 申请人:发现在中华人民共和国国家知识产权局网站“专利检索与服务系统”(httD://www.pss-system.gov, cn/sipopublicsearch/portal/index, shtml)可公开查询至丨J的几百种有关“药芯焊丝”的专利中，大多数专利的“权利要求”除“钢皮”之外的“药芯”成分中，都包含一种以上金属成分，这些金属(纯金属或合金)就是为了弥补用于制备药芯焊丝的“钢皮”中合金成分的不足或调节焊缝的合金配比而添加的。通过对钎剂或药芯成分的改进，使得药芯焊丝中“药芯”自身的抗吸潮性能大大提高；铝合金自身的耐蚀性大大优于钢的耐蚀性，但是，如何将自身强度相当于碳钢而塑性又远远低于碳钢的高强度铝合金(如SA15356焊丝，还有很多种恕不一一列举)制备成“复合焊丝”以适用于TIG焊或钎焊，无论将其制备成“有缝”或“无缝”药芯焊丝，都难以实现“低成本”、“高效率”、“高性能”地生产。
技术实现思路
为了克服已有铝合金复合焊丝及其制造方法的无法同时适用于TIG焊或钎焊、无法兼顾低成本、高效率和高性能的不足，本专利技术提供了一种同时适用于TIG焊或钎焊、且有效兼顾低成本、高效率和高性能的凹槽型铝合金复合焊丝及其制造方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:一种凹槽型铝合金复合焊丝，包括焊丝带材，所述焊丝带材的横截面中间开有凹槽，凹槽内填充混合钎剂；所述的焊丝带材为IXXX系~8XXX系铝合金焊丝带材；所述的混合钎剂的各个成分按质量百分比为:1~90% CsF-AlF3钎剂，0.01~35% RbF-AlF3钎剂，0.001 ~20% Al (OH)3,0.001 ~0.5%氧化锌(ZnO)，0.001 ~1.5%氧化镓(Ga2O3), 0.001 ~2.0% Al-Zr合金，余量为KF-AlF3钎剂。进一步，所述焊丝带材与所述混合钎剂的质量比为8:1。更进一步，所述焊丝带材的横截面呈中心对称，所述凹槽的宽度为1.6mm，所述铝焊丝的宽度为3.0mm，所述凹槽的高度为0.76mm，所述铝焊丝的厚度为1.14mm。一种凹槽型铝合金复合焊丝的制造方法，所述制造方法包括以下步骤:(I)选用IXXX系~8XXX系铝合金焊丝线材，将铝合金焊丝线材通过轧辊使线材压扁成为扁丝，将扁丝通过带有型槽的垂直轧辊，制备成截面为凹槽型的铝焊丝；(2)在混合钎剂中加入粘结剂，搅拌均匀；所述的混合钎剂的各个成分按质量百分比为:1 ~90% CsF-AlF^f 剂，0.01 ~35% RbF-AlF3 钎剂，0.001 ~20% Al (OH) 3，0.001 ~0.5% 氧化锌(Ζη0)，0.001 ~1.5 % 氧化镓(Ga2O3),0.001 ~ 2.0 % Al-Zr 合金，余量为KF-AlF3 钎剂；(3)将添加了粘结剂的混合钎剂填满凹槽，混合钎剂压紧和压实，钎剂自然晾干，制得凹槽型铝合金复合焊丝。进一步，所述步骤(3)中，刮削掉高出凹槽面的混合钎剂，随后通过垂直轧辊将混合钎剂压紧、压实。再进一步，所述焊丝带材与所述混合钎剂的质量比为8:1。所述铝焊丝的横截面呈中心对称，所述凹槽的宽度为1.6mm，所述铝焊丝的宽度为3.0mm，所述凹槽的高度为0.76mm，所述铝焊丝的厚度为1.14mm。所述粘结剂为以下一种或两种及以上混合:①水玻璃，②环氧树脂，③丙烯酸酯。本专利技术的技术构思为:从《合成技术及应用》2008年第一期第22页题为“美国普度大学开发出合金制氢新工艺”的报道了解到，美国普度大学的研究人员最近开发出一种利用铝镓合金加水制造氢气的新工艺。其原理是将水添加到铝镓合金时，铝通过吸收氧气分解水，在此过程中产生氢气。合金中的镓是关键成分，因为铝和氧结合后在铝的表面形成一层氧化铝膜，而镓能阻止这个膜的形成，使反应继续下去，直到所有的铝都被用来产生氢气。从上述报道中镓的作用得到启发，本专利技术人通过添加镓的氧化物一氧化镓(即Ga2O3),得到了前所未有的效果。虽然从“百度百科” 了解到，氧化镓(即Ga2O3，正常情况下镓的氧化物只有这一种，本说明书中所指氧化镓均为Ga2O3)的熔点为1740°C，但是比氧化铝(即Al2O3)的熔点2045°本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种凹槽型铝合金复合焊丝，包括焊丝带材，其特征在于：所述焊丝带材的横截面中间开有凹槽，凹槽内填充混合钎剂；所述的焊丝带材为1XXX系～8XXX系铝合金焊丝带材；所述的混合钎剂的各个成分按质量百分比为：1～90％CsF‑AlF3钎剂，0.01～35％RbF‑AlF3钎剂，0.001～20％Al(OH)3，0.001～0.5％氧化锌ZnO，0.001～1.5％氧化镓Ga2O3，0.001～2.0％Al‑Zr合金，余量为KF‑AlF3钎剂。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：王博，薛松柏，林中强，
申请(专利权)人：浙江宇光铝材有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33