CN101434012A - 一种泡沫铝刮擦振动焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种泡沫铝刮擦振动焊接方法，具体步骤是：将泡沫铝加热到焊丝或钎料的熔点温度以上，分别在泡沫铝板A和B一面划动焊丝使熔化金属均匀铺展在其表面，将两块经处理过的泡沫铝有钎料的一面相对，装卡在卡具上，施以垂直于焊接面的压力，并采用超声振动的方式对泡沫铝板A和B进行振动，同时用火焰进行加热，使两块泡沫铝焊接在一起。采用钢丝刷或钢丝进行刮擦，使钎料能与铝母材充分接触并发生反应，超声振动的施加有利于去除焊缝区泡沫铝表面的氧化膜；清理多余的钎料，可减少填充的钎料，使钎缝达到最佳间隙值，并且降低焊后整体重量，充分发挥泡沫铝轻质的优势，对于航空航天领域等对重量敏感的领域有特殊意义。
Description
(一)技术领域
本发明涉及焊接技术，具体说就是一种泡沫铝刮擦振动焊接方法。
(二)背景技术
泡沫铝是一种在金属铝基体中分布有无数气泡的新型多孔材料。它兼有连续金属相和分散空气相的特点，是一种集多种优良性能于一身的新型材料。
泡沫铝中气泡的孔径较大，且具有很高的孔隙率(40％～90％)，使得它的密度只有金属铝的0.1～0.4倍。而泡沫铝的抗弯比刚度可达到钢的1.5倍，阻尼性能可达金属铝的5～10倍，又有很高的能量吸收率，使得其减震性能十分出众。除此以外，泡沫铝还具有良好的声学性能、优良的电磁屏蔽性能以及优异的热学性能。
泡沫铝所具备的优异物理性能，使得它引起人们广泛关注，特别是其高技术性能引起了日本、美国、前苏联及西欧各国的重视。并且，在消声、减震、分离工程、催化载体、屏蔽防护、吸能缓冲等一些高技术领域中已经获得了广泛应用。我国对泡沫铝材的研究起步较晚，虽然取得了一系列的研究成果，但尚未取得突破性的成果。随着泡沫铝工艺及性能的深入研究，泡沫铝应用范围会越来越大，考虑成本和技术原因，泡沫铝的主要发展方向为高新技术领域，如航空航天领域、国防领域等。
目前，泡沫铝主要采用胶接的方法进行连接，而胶接接头存在受应用温度的限制较大，一般不超过100℃，紫外线辐照易老化，真空环境易放气，以及强度低等问题。泡沫铝与传统铝有所不同，传统铝的焊接可采用多种焊接方法，如TIG、MIG以及钎焊等方法。一般铝合金熔化温度范围为560-700℃，而泡沫铝由于其特殊的热学性能，具有很高的耐热能力，即使加热到1400℃也不熔化(远远超过合金熔点)。同时又由于其大的比表面积及产生复杂的三维流动，使其具有高的散热能力。因此，常规的钎焊方法很难实现泡沫铝材料的焊接。
对于钎焊来说，钎料在母材上的铺展和润湿是焊接的关键。然而铝材表面的氧化膜致密且熔点很高，很难去除，严重阻碍钎料在母材上的铺展和润湿，而对于泡沫铝表面特殊的多孔结构，使氧化膜的去除更加困难，因此钎料并不能如同在铝板上一样顺利地铺展，这也是泡沫铝钎焊过程中较大的问题。
(三)发明内容
本发明的目的在于提供一种可使铝表面的氧化膜破碎，露出纯净的铝表面，使钎料能充分地融入铝中，使钎料能与铝母材充分接触并发生反应，形成一层良好的反应结合层的泡沫铝刮擦振动焊接方法。
本发明的目的是这样实现的：一种泡沫铝刮擦振动焊接方法，实施步骤如下：
(1)将泡沫铝板A和泡沫板B装卡在卡具上，利用火焰或炉温对泡沫铝整体进行预热；
(2)将泡沫铝板加热到焊丝或钎料的熔点温度以上，一般为380℃至450℃之间，使焊丝或钎料在泡沫铝板表面熔化；
(3)分别在泡沫铝板A和泡沫板B一面划动焊丝使熔化金属均匀铺展在其表面或将钎料熔化后涂敷在泡沫铝板表面；
(4)保温；利用钢丝刷或钢丝分别对泡沫铝板A和泡沫板B有钎料的一面进行刮擦，使钎料逐渐融入泡沫铝板中，并将多余的钎料清理干净；
(5)将两块经上述处理过的泡沫铝板A和泡沫铝板B有钎料的一面相对，装卡在卡具上，施以垂直于焊接面的压力，并采用超声振动的方式对泡沫铝板A和泡沫铝板B进行振动，同时用火焰进行加热，使两块泡沫铝板焊接在一起；
(6)自然冷却，实现泡沫铝板A和泡沫铝板B的焊接。
本发明一种泡沫铝刮擦振动焊接方法，采用钢丝刷或钢丝进行刮擦，可使铝表面的氧化膜破碎，露出纯净的铝表面，使钎料能充分地融入铝中，使钎料能与铝母材充分接触并发生反应，形成一层良好的反应结合层；超声振动的施加有利于去除焊缝区泡沫铝表面的氧化膜；施加焊接压力，有利于减少钎缝中微裂纹，降低应力集中，从而提高接头的综合力学性能；清理多余的钎料，可减少填充的钎料，使钎缝达到最佳间隙值，并且降低焊后整体重量，充分发挥泡沫铝轻质
图1为本发明泡沫铝刮擦振动钎焊工艺流程图；
图2为本发明泡沫铝刮擦振动钎焊方法工艺之泡沫铝板A示意图；
图3为本发明泡沫铝刮擦振动钎焊方法工艺之泡沫铝板B示意图；
图4为本发明泡沫铝刮擦振动钎焊方法工艺之泡沫铝板A与泡沫铝板B焊接示意图。
(五)具体实施方式
下面结合附图举例对本发明作进一步说明。
实施例1，结合图2、图3、图4，本发明一种泡沫铝刮擦振动焊接方法的实施步骤如下：
步骤1：将泡沫铝板A装卡在卡具上，利用火焰或炉温对泡沫铝板整体进行加热，使泡沫铝板的温度达到390℃。
步骤2：划动焊丝使熔化金属均匀铺展在泡沫铝板A表面。
步骤3：继续加热，并利用钢丝刷或钢丝对泡沫铝板A有钎料的一面进行刮擦，使钎料逐渐熔入泡沫铝板A中，形成一层钎料吸附层。
步骤4：将多余的钎料清理干净，并用同样的方法处理另一块泡沫铝板B。
步骤5：将两块处理过的泡沫铝板A和泡沫铝板B有钎料的一面相对，装卡在卡具上，施以垂直于焊接面的压力，并采用超声振动的方式对泡沫铝板A和泡沫铝板B进行振动，同时用火焰进行加热，使两块泡沫铝板焊接在一起。
Claims (1)
1.一种泡沫铝刮擦振动焊接方法，其特征在于：所述的泡沫铝刮擦振动焊接方法步骤如下：
(1)将泡沫铝板A和泡沫铝板B装卡在卡具上，利用火焰或炉温对泡沫铝整体进行预热；
(2)将泡沫铝板加热到焊丝或钎料的熔点温度以上，一般为380℃至450℃之间，使焊丝或钎料在泡沫铝板表面熔化；
(3)分别在泡沫铝板A和泡沫铝板B的一面划动焊丝，使熔化金属均匀铺展在其表面，或将钎料熔化后涂敷在泡沫铝板表面；
(4)保温；利用钢丝刷或钢丝分别对泡沫铝板A和泡沫铝板B有钎料的一面进行刮擦，使钎料逐渐融入泡沫铝板中，并将多余的钎料清理干净；
(5)将两块经上述处理过的泡沫铝板A和泡沫铝板B有钎料的一面相对，装卡在卡具上，施以垂直于焊接面的压力，并采用超声振动的方式对泡沫铝板A和泡沫铝板B进行振动，同时用火焰进行加热，使两块泡沫铝焊接在一起；
(6)自然冷却，实现泡沫铝板A和泡沫铝板B的焊接。
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