CN101214583A - 一种泡沫铝及合金的焊接方法 - Google Patents

一种泡沫铝及合金的焊接方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101214583A
CN101214583A CNA2008100193460A CN200810019346A CN101214583A CN 101214583 A CN101214583 A CN 101214583A CN A2008100193460 A CNA2008100193460 A CN A2008100193460A CN 200810019346 A CN200810019346 A CN 200810019346A CN 101214583 A CN101214583 A CN 101214583A
Authority
CN
China
Prior art keywords
alloy
foamed aluminium
aluminium
welding
foamed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2008100193460A
Other languages
English (en)
Other versions
CN100522456C (zh
Inventor
何德坪
褚旭明
何思渊
王辉
戴戈
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southeast University
Original Assignee
Southeast University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southeast University filed Critical Southeast University
Priority to CNB2008100193460A priority Critical patent/CN100522456C/zh
Publication of CN101214583A publication Critical patent/CN101214583A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100522456C publication Critical patent/CN100522456C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Arc Welding In General (AREA)

Abstract

一种泡沫铝及合金的焊接方法，其特征在于焊接步骤为：包覆处理、预热处理、二次泡沫化、冷却处理。本发明无需对焊接的泡沫铝及合金使用任何钎料，因而该方法简单易行、加工成本低廉，即可获得大超大尺寸，具有高结合度，加工性能及力学性能优良的焊接泡沫铝及合金材料。无需对泡沫铝及合金的焊接界面进行精加工，只要去除氧化层即可，可降低成本，简化工作程序。通过定位铁片包覆泡沫铝及合金，使其在焊接过程中变形量小，精度更高。焊接结合率达到95％。本发明是金属间的接合，与粘接相比，不存在紫外线等空间射线条件下的老化问题，连接可靠。

Description

一种泡沫铝及合金的焊接方法
一、技术领域
本发明属于焊接技术领域，特别涉及一种泡沫铝及合金的焊接方法。
二、背景技术
现有技术：以闭孔泡沫铝及合金为重点的超轻型金属结构，由于特殊的孔隙结构，实现了结构材料轻质、多功能化，从而成为当前航天以及高技术的热点。由于汽车等民用及高技术领域的需求，泡沫铝及合金异型件、三明治结构以及特大尺寸的泡沫铝及合金正成为泡沫铝制备领域中的前沿。目前已有的焊接技术焊接质量对材料中孔隙的存在非常敏感，由于泡沫铝特殊的多孔隙结构，焊缝无法成形，同时材料强度较低，因此传统的熔化焊接和压力焊接应用于焊接泡沫铝非常困难。通过二次泡沫化对泡沫铝及合金进行焊接的方法，可实现泡沫铝及合金的连接，用于满足各种高技术领域的应用。
三、发明内容
技术问题：本发明针对目前存在的技术空白，提供一种泡沫铝及合金的焊接方法。该方案无需对焊接的泡沫铝及合金使用任何钎料，因而该方法简单易行、加工成本低廉，即可获得大超大尺寸，具有高结合度，加工性能及力学性能优良的焊接泡沫铝及合金材料。
技术方案：本发明的技术解决方案为：一种泡沫铝及合金的焊接方法，焊接步骤为：包覆处理：选取将要焊接的泡沫铝及合金，将要焊接的接合面进行打磨去除泡沫铝及合金表面的氧化皮；运用定位铁片对泡沫铝及合金进行合理定位及包覆，并将定位铁片点焊在一起形成全部或部分包覆泡沫铝及合金的部件；预热处理：将上述经包覆处理的泡沫铝及合金加热至300℃～650℃的温度下保温10～50分钟进行预热；二次泡沫化：将上述经包覆处理的泡沫铝及合金放入加热炉中，通入保护性气体，并以1.5K/S速率迅速升温以保持泡沫铝及合金的固相率防止过度变形，至650℃～1300℃后，保温5～50分钟使得泡沫铝及合金进行二次泡沫化；冷却处理：对泡沫铝及合金进行激冷，将包覆的铁片等定位部件去除即可获得焊接泡沫铝及合金。金属的基体材料为铝及铝的多种合金。保护气采用氮气或者氩气，采用保护气可以防止泡沫铝及合金高温氧化的腐蚀行为发生。
有益效果：
1.本发明利用将两种以上泡沫铝及合金加热至一定温度后，由于泡沫铝及合金中因氢化钛在一次泡沫化过程中分解不完全而残余的氢化钛再次分解产生氢气，驱动受热熔化后的泡沫铝及合金半固态熔体二次泡沫化，运用热能使泡沫铝及合金在密合处二次发泡，通过组织结晶分子通过固-液-气三相的共同作用，互相附着，在接合面的泡沫铝及合金结晶分子形成晶界共存、形体相扣的结合方式，将泡沫铝及合金完成焊接。
2.本发明无需对焊接的泡沫铝及合金使用任何钎料，因而该方法简单易行、加工成本低廉，即可获得大超大尺寸，具有高结合度，加工性能及力学性能优良的焊接泡沫铝及合金材料。
3.本发明无需对泡沫铝及合金的焊接界面进行精加工，只要去除氧化层即可，可降低成本，简化工作程序。
4.本发明通过定位铁片包覆泡沫铝及合金，使其在焊接过程中变形量小，精度更高。焊接结合率达到95％。
5.本发明是金属间的接合，与粘接相比，不存在紫外线等空间射线条件下的老化问题，连接可靠。
6.本发明将泡沫铝及合金待连接件结构整体放入炉中加热，受热均匀，因此焊后不存在残余应力。
7.本发明可进行各种尺寸各种环境下的泡沫铝及合金焊接，解决制备大型泡沫铝及合金及异型件的制备难题，拓宽了泡沫铝及合金的使用范围。
四、附图说明
图1为通过二次泡沫化对一种泡沫铝合金进行焊接的泡沫铝合金制品图(孔隙率73.1％，孔径1-3mm)。
图2为通过二次泡沫化对一种泡沫铝合金进行焊接的泡沫铝合金制品截面图(孔隙率79.7％，孔径1-3mm)。
图3为通过CT扫描的二次泡沫化方法焊接的一种泡沫铝合金焊缝的CT扫描结构图。
图4为经胶接的多种泡沫铝及合金制品图。
五、具体实施方式
实施例1：一种泡沫铝合金的焊接
第一步是选取将要焊接的泡沫铝合金，光洁度基本平整即可，选择将要焊接的接合面，经打磨去除泡沫铝合金表面的氧化皮，无需使用化学方法清理。
第二步是运用定位铁片对泡沫铝合金进行合理定位及适当包覆，并将定位铁片点焊在一起形成包覆泡沫铝合金的部件。
第三步是将上述部件加热至300℃的温度下保温10分钟进行预热，以防止焊接过程中固相率过低造成孔隙率不匀的现象。
第四步将有铁片包覆的泡沫铝及合金部件放入加热炉中通入氩气保护，并迅速升温至650℃的温度下保温5分钟使得泡沫铝合金在接合的界面处二次泡沫化。
第五步是将经二次发泡焊接的泡沫铝合金迅速进行激冷，将包覆的铁片等定位部件去除即可获得焊接泡沫铝合金。
实施例2：实施例1：一种泡沫铝合金的焊接
第一步是选取将要焊接的泡沫铝合金，光洁度基本平整即可，选择将要焊接的接合面，经打磨去除泡沫铝合金表面的氧化皮，无需使用化学方法清理。
第二步是运用定位铁片对泡沫铝合金进行合理定位及适当包覆，并将定位铁片点焊在一起形成包覆泡沫铝合金的部件。
第三步是将上述部件加热至650℃的温度下保温50分钟进行预热，以防止焊接过程中固相率过低造成孔隙率不匀的现象。
第四步将有铁片包覆的泡沫铝及合金部件放入加热炉中通入氩气保护，并迅速升温至1200℃的温度下保温50分钟使得泡沫铝合金在接合的界面处二次泡沫化。
第五步是将经二次发泡焊接的泡沫铝合金迅速进行激冷，将包覆的铁片等定位部件去除即可获得焊接泡沫铝合金。
实施例3：一种泡沫铝合金的焊接
第一步是选取将要焊接的泡沫铝合金，光洁度基本平整即可，选择将要焊接的接合面，经打磨去除泡沫铝合金表面的氧化皮，无需使用化学方法清理。
第二步是运用定位铁片对泡沫铝合金进行合理定位及适当包覆，并将定位铁片点焊在一起形成包覆泡沫铝合金的部件。
第三步是将上述部件加热至400℃的温度下保温25分钟进行预热，以防止焊接过程中固相率过低造成孔隙率不匀的现象。
第四步将有铁片包覆的泡沫铝及合金部件放入加热炉中通入氩气保护，并迅速升温至1000℃的温度下保温25分钟使得泡沫铝合金在接合的界面处二次泡沫化。
第五步是将经二次发泡焊接的泡沫铝合金迅速进行激冷，将包覆的铁片等定位部件去除即可获得焊接泡沫铝合金。
实施例4：
泡沫铝合金的孔隙率(％) 55％ 65％ 75％ 85％
焊接后的抗拉强度与本体泡沫铝的比较(％) 96％ 93％ 91％ 85％
焊接后的抗拉强度与本体泡沫铝的比较：本体强度为基准，本体经焊接后的抗拉强度与原本体抗拉强度的比值。
对比实施例：一种泡沫铝合金的快速胶接
第一步是选择一种泡沫铝合金，经线切割机加工焊接界面，通过化学方法清洗泡沫铝合金界面。
第二步是将清洗过的泡沫铝合金置于烘箱中在90℃下保温90分钟进行烘干。
第三步是进行胶接，在将要胶接的两个面上分别均匀涂上胶接剂，然后将两个试样胶接，然后放于干燥处10～120分钟。

Claims (3)

1.一种泡沫铝及合金的焊接方法，其特征在于焊接步骤为：
a.包覆处理：选取将要焊接的泡沫铝及合金，将要焊接的接合面进行打磨去除泡沫铝及合金表面的氧化皮；运用定位铁片对泡沫铝及合金进行合理定位及包覆，并将定位铁片点焊在一起形成全部或部分包覆泡沫铝及合金的部件；
b.预热处理：将上述经包覆处理的泡沫铝及合金加热至300℃～650℃的温度下保温10～50分钟进行预热；
c.二次泡沫化：将上述经包覆处理的泡沫铝及合金放入加热炉中，通入保护性气体，并以1.5K/S速率迅速升温以保持泡沫铝及合金的固相率防止过度变形，至650℃～1300℃后，保温5～50分钟使得泡沫铝及合金进行二次泡沫化；
d.冷却处理：对泡沫铝及合金进行激冷，将包覆的铁片等定位部件去除即可获得焊接泡沫铝及合金。
2.根据权利要求1所述的一种泡沫铝及合金的焊接方法，其特征在于所述金属的基体材料为铝及铝的多种合金。
3.根据权利要求1所述的一种泡沫铝及合金的焊接方法，其特征在于所述保护气采用氮气或者氩气，采用保护气可以防止泡沫铝及合金高温氧化的腐蚀行为发生。
CNB2008100193460A 2008-01-04 2008-01-04 一种泡沫铝及合金的焊接方法 Expired - Fee Related CN100522456C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2008100193460A CN100522456C (zh) 2008-01-04 2008-01-04 一种泡沫铝及合金的焊接方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2008100193460A CN100522456C (zh) 2008-01-04 2008-01-04 一种泡沫铝及合金的焊接方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101214583A true CN101214583A (zh) 2008-07-09
CN100522456C CN100522456C (zh) 2009-08-05

Family

ID=39621123

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2008100193460A Expired - Fee Related CN100522456C (zh) 2008-01-04 2008-01-04 一种泡沫铝及合金的焊接方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN100522456C (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102389976A (zh) * 2011-11-28 2012-03-28 苏州大学 一种泡沫铝及合金夹芯板的制备方法
CN102601509A (zh) * 2012-04-05 2012-07-25 广州大学 一种泡沫铝夹芯复合板的焊接方法
CN104384830A (zh) * 2014-10-27 2015-03-04 丹阳市国美汽配有限公司 一种用于汽车保险杠的泡沫铝及合金夹芯板的制备方法
CN105499800A (zh) * 2016-03-07 2016-04-20 程涛 一种基于光纤的泡沫铝焊接方法
CN106513991A (zh) * 2016-12-05 2017-03-22 苏州大学 一种泡沫铝合金板的激光焊按方法
CN109778036A (zh) * 2019-03-04 2019-05-21 东南大学 一种用于太空环境下发泡的泡沫合金及制备方法
CN115255711A (zh) * 2022-07-15 2022-11-01 郑州轻工业大学 一种Sn基多元低温软钎料及其制备方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102389976A (zh) * 2011-11-28 2012-03-28 苏州大学 一种泡沫铝及合金夹芯板的制备方法
CN102601509A (zh) * 2012-04-05 2012-07-25 广州大学 一种泡沫铝夹芯复合板的焊接方法
CN104384830A (zh) * 2014-10-27 2015-03-04 丹阳市国美汽配有限公司 一种用于汽车保险杠的泡沫铝及合金夹芯板的制备方法
CN105499800A (zh) * 2016-03-07 2016-04-20 程涛 一种基于光纤的泡沫铝焊接方法
CN106513991A (zh) * 2016-12-05 2017-03-22 苏州大学 一种泡沫铝合金板的激光焊按方法
CN109778036A (zh) * 2019-03-04 2019-05-21 东南大学 一种用于太空环境下发泡的泡沫合金及制备方法
CN109778036B (zh) * 2019-03-04 2020-10-16 东南大学 一种用于太空环境下发泡的泡沫合金及制备方法
CN115255711A (zh) * 2022-07-15 2022-11-01 郑州轻工业大学 一种Sn基多元低温软钎料及其制备方法
CN115255711B (zh) * 2022-07-15 2024-04-26 郑州轻工业大学 一种Sn基多元低温软钎料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN100522456C (zh) 2009-08-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100522456C (zh) 一种泡沫铝及合金的焊接方法
Chen et al. Improving interfacial reaction nonhomogeneity during laser welding–brazing aluminum to titanium
CN106112167B (zh) 一种钼铜合金与镍基高温合金的真空扩散钎焊工艺
CN102513638B (zh) 厚铝板与坚硬异种材料的分步搅拌摩擦钎焊法
CN107009025B (zh) 一种提高钼及钼合金熔焊焊缝强韧性的微合金化方法
CN105269283B (zh) 一种高寿命pcd刀具的制备方法
CN105479025B (zh) 一种超声辅助激光钎焊金刚石工具的方法
CN107010849B (zh) 钼组玻璃与可伐合金的激光焊接工艺方法
CN103862147B (zh) 钼铜合金与镍基高温合金的填丝脉冲钨极氩弧焊工艺
CN101856758B (zh) 硬质合金钢制件与45钢制件的焊接方法
CN105855745B (zh) 一种铜基焊料及其制备方法和应用方法
CN104227225A (zh) 一种用于金属板材搭接组合的搅拌摩擦点钎焊方法
CN106517828A (zh) 一种通过添加Mo‑Mn–Ni金属中间层连接钼组玻璃/可伐合金的激光焊方法
CN103240544B (zh) 钎焊C/C及C/SiC复合材料的高温钎料及其制备方法
CN106392367A (zh) 一种紫铜与石墨的钎焊钎料及钎焊方法
CN101722380A (zh) 高体积分数颗粒增强铝基复合材料硬钎焊自钎钎料及其制备方法
CN103978301A (zh) 一种铝基复合材料的电阻点焊方法
CN102699575A (zh) 一种用于铁素体不锈钢激光焊的活性剂及其使用方法
CN101972875A (zh) 钨钛合金靶材焊接方法
CN106041350A (zh) 钨/铜或钨/钢接头及其制备方法
CN104588620A (zh) 一种钨铜模块的制备方法
CN109465567A (zh) 一种金刚石磨具用钎焊活性钎料
CN102962592A (zh) SiCp/Al复合材料电子束辅助热挤压扩散连接方法
CN101992331B (zh) 超级镍叠层材料与Cr18-Ni8不锈钢的真空钎焊工艺
CN106270868A (zh) 一种单质硼活化扩散钎焊连接铜与钢的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20090805

Termination date: 20160104

EXPY Termination of patent right or utility model