CN101244497A - 一种用于镁合金焊接的活性剂 - Google Patents

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Abstract

本发明属于材料工程技术领域，涉及一种用于镁合金焊接过程的活性剂。本发明的特征在于活性剂由TiO2、Cr2O3、MgO、MnO2、CaO组成，其重量配比为TiO2：40－70％、Cr2O3：5－20％、MgO：2－20％、MnO2：5－20％、CaO：5－20％。该活性剂研磨后呈粉状，经过烘干和冷却，用丙酮或酒精混合后均匀涂敷或喷涂在待焊焊道表面，待丙酮或酒精挥发后进行焊接。本活性剂可增加熔深一倍以上，镁合金焊缝成型好，接头质量高，接头强度可达母材的95％以上，减小了焊接的变形，且操作简便，生产效率高。

Description

一种用于镁合金焊接的活性剂
本发明属于材料工程技术领域，是一种用于镁合金焊接过程的活性剂。
背景技术
镁合金具有较高的强度/重量比，以及良好的降噪音和减震性能，可再回收利用、符合环保要求，在交通运输、轻工建材、通讯、电子、航空航天等领域具有广泛的应用潜力。镁合金连接技术的发展水平是影响镁合金广泛应用的关键因素之一。由于镁合金的导热率较大，使得镁合金焊接具有熔深浅、焊接效率低的缺点。如钨极氩弧焊单道焊接镁合金，熔深仅3mm左右，对于3mm以上的厚板，需要开坡口、填丝多道焊才能完成，对于10mm左右的厚板，需要填丝5、6道才能完成，焊接接头强度较低，焊接变形也大。
活性焊技术(A-TIG)是在施焊板材的表面涂上一层很薄的活性剂，引起焊接电弧收缩或熔池液态流动方式发生变化，可使熔深比常规焊接增加一到二倍。目前人们提出了针对低碳钢、不锈钢、钛合金、铝合金等焊接的活性剂配方，还没有提出针对镁合金的活性剂配方。
发明内容
本发明提供一种活性剂，用于镁合金厚板焊接，增加焊接熔深，提高焊接效率。
一种用于镁合金焊接的活性剂，其特征在于活性剂是由TiO2、Cr2O3、MgO、MnO2、CaO组成，其重量配比为：TiO2 40-70％、Cr2O3 5-20％、MgO 2-20％、MnO2 5-20％、CaO 5-20％。
该活性剂研磨后呈粉状，经过烘干和冷却，用丙酮或酒精混合后均匀涂敷或喷涂在待焊焊道表面，待丙酮或酒精挥发后进行焊接。
本发明活性剂适用于镁合金的钨极氩弧焊、等离子弧焊和激光束焊接。
本发明是针对镁合金的特性，在大量实验的基础上提出的用于镁合金焊接的活性剂，不仅能增加镁合金焊接的熔深，而且能保证焊接接头的性能。如在活性剂中加入Ca元素可以改善镁合金的冶金质量，细化合金晶粒；加入Mn元素可以提高镁合金的屈服强度，细化晶粒，提高可焊性。
采用本发明的活性剂，可增加熔深一倍以上，镁合金焊缝成型好，接头质量高，接头强度可达母材的95％以上。本发明解决了镁合金焊接效率低的问题，而且工件大小和形状不受限制，操作简便，生产效率高。在焊接电流保持不变的条件下，焊接同样板厚的镁合金板材，可以增加焊接速度；在焊接速度保持不变的条件下，焊接同样板厚的镁合金板材，可以减小焊接电流；因此减少了工件的热输入，减小了焊接的变形，在镁合金板材焊接的实际应用中具有重要的意义。
具体实施方式
实施例1
活性剂重量配比为：TiO2 58.6％、Cr2O3 9.7％、MgO 7.3％、MnO2 12.7％、CaO 11.7％，将上述各组分置于研磨设备中充分研磨，经过烘干和冷却，用丙酮或酒精混合后均匀涂敷或喷涂在待焊焊道表面，涂覆或喷涂厚度以能遮盖母材本色为宜，宽度约20mm，每米焊道活性剂消耗量在0.5g左右，待丙酮或酒精挥发后进行焊接。
对板厚为6、8、10mm的镁合金板材进行钨极氩弧焊采取的焊接规范为：
  板厚(mm)   电流(A)   焊接速度(mm/min)   弧长(mm)   焊枪倾角   保护气种类   保护气流量(L/min)
  6   130   500   1   90°   Ar   10
  8   160   500   1   90°   Ar   12
  10   240   500   1   90°   Ar   15
使用该活性剂时，熔深增加了2倍，对于10mm以下的镁合金对接，无需开坡口，采用直边破口不留间隙对接，可以一次焊接完成，接头强度可达母材的95％以上。
实施例2
活性剂重量配比为：TiO2 40％、Cr2O3 20％、MgO 20％、MnO2 10％、CaO 10％，将上述各组分置于研磨设备中充分研磨，经过烘干和冷却，用丙酮或酒精混合后均匀涂敷或喷涂在待焊焊道表面，涂覆或喷涂厚度以能遮盖母材本色为宜，宽度约20mm，每米焊道活性剂消耗量在0.5g左右，待丙酮或酒精挥发后进行焊接。焊接规范同实施例1。
实施例3
活性剂重量配比为：TiO2 70％、Cr2O3 18％、MgO 2％、MnO25％、CaO 5％，将上述各组分置于研磨设备中充分研磨，混合均匀，经过烘干和冷却，用丙酮或酒精混合后均匀涂敷或喷涂在待焊焊道表面，涂覆或喷涂厚度以能遮盖母材本色为宜，宽度约20mm，每米焊道活性剂消耗量在0.5g左右，待丙酮或酒精挥发后便可焊接，用500WYAG激光器进行焊接，直边破口不留间隙对接焊接2.5mm厚镁合金板材，焊接规范为：
Figure A20071001046900041
在这种规范条件下，无活性剂的熔深只有0.8～1mm，有活性剂的熔深为2.5mm，实现完全焊透，使用活性剂后可使熔深增加1倍多。
实施例4
活性剂重量配比为：TiO2 40％、Cr2O3 5％、MgO 15％、MnO2 20％、CaO 20％，将上述各组分置于研磨设备中充分研磨，经过烘干和冷却，用丙酮或酒精混合后均匀涂敷或喷涂在待焊焊道表面，涂覆或喷涂厚度以能遮盖母材本色为宜，宽度约20mm，每米焊道活性剂消耗量在0.5g左右，待丙酮或酒精挥发后便可焊接。采用变极性等离子弧焊，直边破口不留间隙对接焊接8mm厚镁合金板材，焊接规范为：
在这种规范条件下，无活性剂的熔深只有4～5mmmm，有活性剂的熔深为8mm，实现板材完全焊透，可使熔深增加1倍。

Claims (2)

1. 一种用于镁合金焊接的活性剂，其特征在于活性剂是由TiO2、Cr2O3、MgO、MnO2、CaO组成，其重量配比为：TiO240-70％、Cr2O35-20％、MgO2-20％、MnO25-20％、CaO5-20％。
2. 根据权利要求1所述的一种用于镁合金焊接的活性剂，其特征在于活性剂经丙酮或酒精混合后均匀涂敷或喷涂在待焊焊道表面。
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