CN102451960B - 一种用于铝铝焊接的药芯焊丝 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种用于铝铝焊接的药芯焊丝,焊丝材料中化学成分及重量百分比为:Si 0.01%-20%、Zn 0%-30%、Ti 0%-5%、Ce 0%-0.5%、P 0.001-0.5%、其它不可避免杂质小于0.1,其余量是铝。本发明的药芯焊丝具有拔拉性能优良,流动性好、焊接强度高、焊后气密性好、无腐蚀的特点,广泛用于空调、冰箱、汽车和制冷行业中热交换器或散热器的铝铝焊接中。

Description

一种用于铝铝焊接的药芯焊丝
技术领域
本发明涉及一种焊丝材料,尤其涉及一种用于铝铝焊接的药芯焊丝。
背景技术
铝在现代工业生产和社会活动中的应用也越来越广泛,因为铝有着许多优点,比重小、导热率高、电阻小、蠕变性能高的特点,便于机械加工,如今在家电、航天、动车、船舶、通信、生活用品等方面应用广泛,减轻了重量的同事也提高了产品的功能。但是,铝在上述领域的应用广泛依赖与焊接技术的发展,铜与铜的焊接很容易实现,铜的氧化膜也较容易除去。复合管的焊接常常会遇到铝-铝的焊接,近年来在此领域的焊接经常遇见诸多的焊接问题。首要的问题是铝的化学性质,铝常温下金属表面会有一层致密难熔的Al2O3的氧化层,焊接时如不能够及时除去此氧化层,焊后便会产生气孔、皱皮、断裂、拉力强度低等缺陷。现有的的KF-AlF3钎剂和CsF-AlF3钎剂已经能够解决去除氧化层而达到焊接的能力。还有铝及其合金在焊接时没有明显的颜色变化,所以在焊接时很难辨别母材的温度,一旦温度掌握不好很容易使母材因温度过高而熔化。
无论是空调、制冷行业或者是热交换器,对焊接后的要求非常高。焊接后的接头所面临的环境也相对恶劣,高温、低温、高压和耐老化能力无疑是对焊接头的重大考验。但是,纯粹的Al-Si药芯焊丝配合此钎剂并不能够满足焊接后的要求,主要是焊后的拉力强度、气密性和抗老化性能不好,焊料熔点偏低,润湿性和渗透能力都相对较差。现有的Al-Si合金药芯焊丝常用的型号为ER4043或ER4047,它广泛应用于机电、船舶、机械、制冷等行业。其代表性成分按质量百分比分别为Al余量、Si 12%、Cu 0.3%、Mg 0.1%、Zn 0.2%和Al余量、Si 5%、Cu0.3%、Mg0.05%、Zn 0.1%.但是,现有的这两种合金焊丝的塑性和焊后的力学性能达不到工业界的要求。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种用于铝铝焊接的药芯焊丝,具有润湿性和渗透能力好,焊接后气密性好、拉力强度高的特点。
本发明的技术方案是:一种用于铝铝焊接的药芯焊丝,焊丝材料中化学成分及重量百分比为:Si 0.01%-20%、Zn 0%-30%、Ti 0%-5%、Ce 0%-0.5%、P0.001-0.5%、其它不可避免杂质小于0.1,其余量是铝。
优选的,焊丝材料中化学成分及较佳重量百分比为:Si 5%-10%、Zn 10%-15%、Ti 2%-4%、Ce 0.2%-0.3%、P 0.001-0.005%、其它不可避免杂质小于0.1,其余量是铝。
优选的,焊丝材料中化学成分及最佳重量百分比为:Si 8%、Zn 12%、Ti 3%、Ce 0.25%、P 0.002%、其它不可避免杂质小于0.1,其余量是铝。
本发明的用于铝铝焊接的药芯焊丝中加入Si、Zn、Ti、Ce、P等合金元素,使在焊缝金属中沉淀物质点越小、均匀分散到晶界上越多、从而可大大改善焊后的不良问题,提高焊接接头的强度,具有良好的塑性、加工性能和力学性能。其具体作用为:
1、Si:增加焊料在焊接时的活性,具有一定的强化作用。
2、Zn:调节合金的熔点,提高焊接接头的耐腐蚀性能,形成界面较硬的中间合金提高了焊接接头的可靠性,保证焊后的接头处具有良好的拉伸强度和气密性能。
3、Ti:增强焊料的抗氧化能力和细化晶粒作用,增加焊料流动性能和物理性能。
4、Ce:减小合金结晶后的晶粒,一方面增加焊料的流动性,一方面提高了焊丝的加工和力学性能。
5、P:增强焊料在焊接时的抗氧化能力,从而增加焊料的润湿和流动性能。
本发明的有益效果在于:本发明的用于铝铝焊接的药芯焊丝具有拔拉性能优良,流动性好、焊接强度高、焊后气密性好、无腐蚀的特点,广泛用于空调、冰箱、汽车和制冷行业中热交换器或散热器的铝铝焊接中。
具体实施方式
下面对本发明的实施例进行详细阐述,以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解,从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
一种用于铝铝焊接的药芯焊丝,焊丝材料中化学成分及重量百分比为:Si0.01%-20%、Zn 0%-30%、Ti 0%-5%、Ce 0%-0.5%、P 0.001-0.5%、其它不可避免杂质小于0.1,其余量是铝。
焊丝材料中化学成分及较佳重量百分比为:Si 5%-9%、Zn 10%-15%、Ti 2%-4%、Ce 0.2%-0.3%、P 0.001-0.005%、其它不可避免杂质小于0.1,其余量是铝。
焊丝材料中化学成分及最佳重量百分比为:Si 7%、Zn 12%、Ti 3%、Ce 0.25%、P 0.002%、其它不可避免杂质小于0.1,其余量是铝。
实施例1
一种用于铝铝焊接的药芯焊丝,焊丝材料中化学成分及重量百分比为:Si0.01%、Zn 10%、Ti 0.1%、Ce 0.5%、P 0.5%、其它不可避免杂质小于0.1,其余量是铝。上述成分配比得到的用于铝铝焊接的药芯焊丝,配合市售的KF-AlF3钎剂和CsF-AlF3钎剂,通过成型机、拉丝、绕丝程序制得成品药芯焊丝。
实施例2
一种用于铝铝焊接的药芯焊丝,焊丝材料中化学成分及重量百分比为:Si 7%、Zn 30%、Ti 4%、Ce 0.001%、P 0.1%其它不可避免杂质小于0.1,其余量是铝。上述成分配比得到的用于铝铝焊接的药芯焊丝,配合市售的KF-AlF3钎剂和CsF-AlF3钎剂,通过成型机、拉丝、绕丝程序制得成品药芯焊丝。
实施例3
一种用于铝铝焊接的药芯焊丝,焊丝材料中化学成分及重量百分比为:Si20%、Zn 15%、Ti 5%、Ce 0.01%、P 0.002%、其它不可避免杂质小于0.1,其余量是铝。上述成分配比得到的用于铝铝焊接的药芯焊丝,配合市售的KF-AlF3钎剂和CsF-AlF3钎剂,通过成型机、拉丝、绕丝程序制得成品药芯焊丝。
实施例4
一种用于铝铝焊接的药芯焊丝,焊丝材料中化学成分及重量百分比为:Si 7%、Zn 12%、Ti 3%、Ce 0.25%、P 0.003%、其它不可避免杂质小于0.1,其余量是铝。上述成分配比得到的用于铝铝焊接的药芯焊丝,配合市售的KF-AlF3钎剂和CsF-AlF3钎剂,通过成型机、拉丝、绕丝程序制得成品药芯焊丝。
实施例5
一种用于铝铝焊接的药芯焊丝,焊丝材料中化学成分及重量百分比为:Si 7%、Zn 12%、Ti 3%、Ce 0.25%、P 0.002%、其它不可避免杂质小于0.1,其余量是铝。上述成分配比得到的用于铝铝焊接的药芯焊丝,配合市售的KF-AlF3钎剂和CsF-AlF3钎剂,通过成型机、拉丝、绕丝程序制得成品药芯焊丝。
实施例6
一种用于铝铝焊接的药芯焊丝,焊丝材料中化学成分及重量百分比为:Si12%、Ce 0.03%、P 0.001%、其它不可避免杂质小于0.1,其余量是铝。上述成分配比得到的用于铝铝焊接的药芯焊丝,配合市售的KF-AlF3钎剂和CsF-AlF3钎剂,通过成型机、拉丝、绕丝程序制得成品药芯焊丝。
实施例7
一种用于铝铝焊接的药芯焊丝,焊丝材料中化学成分及重量百分比为:Si12%、Ti 0.005%、Ce 0.01%、P 0.001%、其它不可避免杂质小于0.1,其余量是铝。上述成分配比得到的用于铝铝焊接的药芯焊丝,配合市售的KF-AlF3钎剂和CsF-AlF3钎剂,通过成型机、拉丝、绕丝程序制得成品药芯焊丝。
实施例8
一种用于铝铝焊接的药芯焊丝,焊丝材料中化学成分及重量百分比为:Si 5%、Ti 0.001%、Ce 0.008%、P 0.001%、其它不可避免杂质小于0.1,其余量是铝。上述成分配比得到的用于铝铝焊接的药芯焊丝,配合市售的KF-AlF3钎剂和CsF-AlF3钎剂,通过成型机、拉丝、绕丝程序制得成品药芯焊丝。
实施例9
一种用于铝铝焊接的药芯焊丝,焊丝材料中化学成分及重量百分比为:Si 5%、Ce 0.01%、P 0.002%、其它不可避免杂质小于0.1,其余量是铝。上述成分配比得到的用于铝铝焊接的药芯焊丝,配合市售的KF-AlF3钎剂和CsF-AlF3钎剂,通过成型机、拉丝、绕丝程序制得成品药芯焊丝。
实施例10
一种用于铝铝焊接的药芯焊丝,焊丝材料中化学成分及重量百分比为:Si 5%、Zn 20%、Ti 0.002%、Ce 0.007%、P 0.001%、其它不可避免杂质小于0.1,其余量是铝。上述成分配比得到的用于铝铝焊接的药芯焊丝,配合市售的KF-AlF3钎剂和CsF-AlF3钎剂,通过成型机、拉丝、绕丝程序制得成品药芯焊丝。
实施例11
一种用于铝铝焊接的药芯焊丝,焊丝材料中化学成分及重量百分比为:Si12%、Zn 15%、Ce 0.06%、P 0.015%、其它不可避免杂质小于0.1,其余量是铝。上述成分配比得到的用于铝铝焊接的药芯焊丝,配合市售的KF-AlF3钎剂和CsF-AlF3钎剂,通过成型机、拉丝、绕丝程序制得成品药芯焊丝。
实施例12
一种用于铝铝焊接的药芯焊丝,焊丝材料中化学成分及重量百分比为:Si 5%、Zn 13.5%、Ti 0.001%、P 0.001%、其它不可避免杂质小于0.1,其余量是铝。上述成分配比得到的用于铝铝焊接的药芯焊丝,配合市售的KF-AlF3钎剂和CsF-AlF3钎剂,通过成型机、拉丝、绕丝程序制得成品药芯焊丝。
实施例13
一种用于铝铝焊接的药芯焊丝,焊丝材料中化学成分及重量百分比为:Si12%、Zn 6.5%、Ti 0.006%、P 0.015%、其它不可避免杂质小于0.1,其余量是铝。上述成分配比得到的用于铝铝焊接的药芯焊丝,配合市售的KF-AlF3钎剂和CsF-AlF3钎剂,通过成型机、拉丝、绕丝程序制得成品药芯焊丝。
实施例14
一种用于铝铝焊接的药芯焊丝,焊丝材料中化学成分及重量百分比为:Si 5%、Zn 5%、Ti 0.001%、Ce 0.02%、P 0.003%、其它不可避免杂质小于0.1,其余量是铝。上述成分配比得到的用于铝铝焊接的药芯焊丝,配合市售的KF-AlF3钎剂和CsF-AlF3钎剂,通过成型机、拉丝、绕丝程序制得成品药芯焊丝。
实施例15
一种用于铝铝焊接的药芯焊丝,焊丝材料中化学成分及重量百分比为:Si12%、Zn 4%、Ti 0.002%、Ce 0.05%、P 0.001%、其它不可避免杂质小于0.1,其余量是铝。上述成分配比得到的用于铝铝焊接的药芯焊丝,配合市售的KF-AlF3钎剂和CsF-AlF3钎剂,通过成型机、拉丝、绕丝程序制得成品药芯焊丝。
将实施例1-15用于铝铝焊接,对焊接好的接头物理性能做测试,其中,焊缝的抗拉强度测试为取以焊缝为中点,长为10mm焊接后的试验管,放置于拉力测试机上进行接头抗拉实验,实验条件为大于115MPa;焊缝气密性测试取为分别带有15组弯管焊接头的空调热交换机进行焊接,焊接后分别充入大于40MPa的氮气,放入水中于大于30秒钟进行气密性测试;焊缝爆破压力测试是取以焊缝为中点,长为10mm焊接后的试验管,放置于静压、爆破试验台上进行接头爆破实验,压力大于175MPa;弯曲度测试为,180°弯曲度的情况下,检测接头的弯曲性能。实验结构见表1:
表1
Figure BSA00000526082100071
Figure BSA00000526082100081
由表1可以看出,本发明用于铝铝焊接的药芯焊丝,使得铝铝合金在焊接后焊接接头具有气密性、拉力强度、润湿性和渗透能力,弯曲度等综合性能优良的特点。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内,可不经过创造性劳动想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (2)

1.一种用于铝铝焊接的药芯焊丝,其特征在于,焊丝材料中化学成分及重量百分比为:Si 5%-9%、Zn 10%-15%、Ti 2%-4%、Ce 0.2%-0.3%、P 0.001-0.005%、其它不可避免杂质小于0.1%,其余量是铝。
2.根据权利要求1所述的用于铝铝焊接的药芯焊丝,其特征在于,焊丝材料中化学成分及重量百分比为:Si 7%、Zn 12%、Ti 3%、Ce 0.25%、P 0.002%、其它不可避免杂质小于0.1%,其余量是铝。
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