CN103600180A - 一种能够实现铝镁系合金无缺陷直流正极性焊的表面去膜剂 - Google Patents

一种能够实现铝镁系合金无缺陷直流正极性焊的表面去膜剂 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种能够实现铝镁系合金无缺陷直流正极性焊的表面去膜剂，其特征是：所述表面去膜剂是LiF、NaF、ZnF2、MgF2、AlF3、KAlF4、K3AlF6等其中的任何一种或任何多种氟化物的组合，氟化物的颗粒度均小于10μm。焊前采用无水乙醇将表面去膜剂混合均匀，喷涂在铝镁系合金表面待焊部位，然后采用直流正极性TIG焊工艺来焊接铝镁系合金，可以获得无气孔缺陷的性能优良的优质接头。此外焊接电流相对于交流焊工艺大大降低，有效提高了焊接生产率，降低了能源消耗。

Description

一种能够实现铝镁系合金无缺陷直流正极性焊的表面去膜剂
技术领域
本发明属于焊接领域，涉及一种表面去膜剂。具体是指一种在TIG焊焊接过程中能够有效去除铝镁系合金表面氧化膜，而实现铝镁合金直流正极性焊接的新型焊剂，该焊剂还可以有效地去除焊接气孔缺陷。
背景技术
铝镁系合金抗蚀性能好、强度中等和低温性能优良、焊性较好，广泛应用于建筑、车辆、船舶、步行桥、防护装置以及低温液化气设备等方面，尤其是在空间技术、船舶制造中更是占据着极其重要的位置。其常用的焊接方法是交流TIG焊，利用反极性时的阴极雾化现象来去除氧化膜，利用正极性时发热量大来焊接铝合金；因此存在着：焊接熔深小、焊接过程不太稳定、容易产生气孔等问题。
为改善这些问题，发展了方波交流TIG焊、变极性TIG焊和变极性等离子弧焊等方法，尽管一定程度上提高了焊接熔深，降低了焊接气孔率，但这些方法都无法从根本上摆脱交流焊电弧的稳定问题。理想的解决方法应当是采用直流焊接方式，利用直流焊接电弧稳定，并且铝合金为正极时发热量大、钨极为负极时发热量小、载流能力大的特点，有效增大铝合金母材的焊接熔深，稳定焊接过程，从而达到良好的焊接质量。但直流电弧焊铝合金时，关键问题是如何去除铝合金表面氧化膜。一种铝合金直流焊方式是采用氦弧焊，但是氦气价格比氩气昂贵的多，另外一种方式是采用直流反极性，但是由于此时钨极为正极发热量大，载流能力小，且容易发生钨极过热熔化的现象。近年来，国内外还开发了一种采用活性剂来增大焊接熔深的研究，仍然采用交流焊接方式，没有解决交流弧焊的不稳定性以及由此带来的缺陷等问题。
为此本发明提出一种能够实现铝镁系合金直流正极性焊接的新型焊剂，该焊剂能够在焊接过程中有效去除表面氧化膜，并且还可以清除焊接气孔缺陷。它的特点是：1、焊接过程中表面去膜剂能够有效地去除铝合金表面氧化膜，成功地实现了铝合金的直流正极性焊接；2、该表面去膜剂还能够吸收熔池中的氢，加上直流电弧稳定性好，可以实现无气孔缺陷的焊接接头。
发明内容
本发明是提供一种能够实现铝镁系合金无缺陷直流正极性焊的表面去膜剂。其特征在于：所述表面去膜剂是LiF、NaF、ZnF2、MgF2、AlF3、KAlF4、K3AlF6等其中的任何一种或任何多种氟化物的组合。氟化物的颗粒度均小于10μm。焊前采用无水乙醇将表面去膜剂混合均匀，喷涂在铝镁系合金表面待焊部位，然后采用直流正极性TIG焊工艺来焊接铝镁系合金，可以获得无气孔缺陷的性能优良的优质接头。此外本发明可以实现铝镁系合金材料的单面焊双面成型，焊接电流相对于交流焊工艺大大降低，有效提高了焊接生产率，降低了能源消耗。
本发明提出的表面去膜剂由LiF、NaF、ZnF2、MgF2、AlF3、KAlF4、K3AlF6等其中的任何一种和多种化合物的组合，氟化物的颗粒度均小于10μm。
一种是以LiF为基，添加NaF、ZnF2、MgF2等化合物，其中LiF的含量为40～70%（重量百分比），NaF的含量为10～20%，ZnF2的含量为10～15%，MgF2的含量为10～25%。
一种是以MgF2为基，添加LiF、AlF3、KAlF4、K3AlF6，其中MgF2的含量为30～60%（重量百分比），LiF的含量为10～20%，AlF3的含量为10～20%，KAlF4的含量为10～15%，K3AlF6的含量为10～15%。
一种是以AlF3为基，添加NaF、ZnF2、MgF2、K3AlF6，其中AlF3的含量为40～60%（重量百分比），NaF的含量为10～15%，ZnF2的含量为10～15%，MgF2的含量为10～15%，K3AlF6的含量为10～15%。
另一种是以KAlF4为基，添加LiF、MgF2、AlF3等氟化物，其中KAlF4的含量为40～60%（重量百分比），LiF的含量为20～30%，MgF2的含量为10～15%，AlF3的含量为10～15%。
本发明所涉及的一种能够实现铝镁系合金无缺陷直流正极性焊的表面去膜剂的优点在于：1、焊接过程中能够有效地去除铝合金表面氧化膜，成功地实现了铝合金的直流正极性焊接；2、能够有效吸收熔池中的氢，加上直流电弧稳定性好，从而可以实现无气孔缺陷的焊接接头。3、可以实现单面焊双面成型，焊接电流相对于交流焊工艺大大降低，有效提高了焊接生产率，降低了能源消耗。4、材料价格便宜，且无需昂贵的焊接设备，具有成本低廉，经济性好。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明是一种能够实现铝镁系合金无缺陷直流正极性焊的表面去膜剂，其特征在于：所述表面去膜剂是LiF、NaF、ZnF2、MgF2、AlF3、KAlF4、K3AlF6等其中的任何一种或任何多种氟化物的组合。氟化物的颗粒度均小于10μm。焊前采用无水乙醇将表面去膜剂混合均匀，喷涂在铝镁系合金表面待焊部位，然后采用直流正极性TIG焊工艺来焊接铝镁系合金，可以获得无气孔缺陷的性能优良的优质接头。
本发明的铝镁系合金的直流活性焊接方法实施步骤如下，
步骤一，按配比成分均匀混合表面去膜剂；
步骤二，用无水乙醇调和表面去膜剂；
步骤三，焊前对铝镁系合金表面进行清洗；
步骤四，用毛刷或喷壶在待焊部位表面均匀敷上一层表面去膜剂，以盖住原来的铝合金颜色为宜；
步骤五，采用TIG焊直流正极性方式进行铝镁系合金的焊接；
步骤六，焊后将焊缝表面的表面去膜剂残渣去除。
本发明的表面去膜剂具有良好地去除铝镁系合金表面氧化膜和焊缝中气孔缺陷的作用，从而实现铝镁系合金的直流正极性TIG焊，获得无气孔缺陷的性能优良的焊接接头。
实施例1：厚度为4mm的5083铝合金的直流焊接
按配比称重LiF、NaF、ZnF2、MgF2、AlF3、KAlF4、K3AlF6，各氟化物的颗粒度均小于10μm，混合均匀，用无水乙醇调合成糊状。焊接前对5083铝合金表面进行清洗，然后用毛刷均匀地刷涂在化学清洗过的5083铝合金对接待焊表面。采用TIG直流正极性焊接方式对4mm厚的5083铝合金板材进行对接焊接，焊接结束后进行缺陷检测。
具体配比成分、焊接参数和焊接接头的平均拉伸强度见下表：
Figure BDA0000413715350000041
实施例2：厚度为3mm的LF2铝合金的直流焊接
按配比称重LiF、NaF、ZnF2、MgF2、AlF3、KAlF4、K3AlF6，各氟化物的颗粒度均小于10μm，混合均匀，用无水乙醇调合成糊状。焊接前对LF2铝合金表面进行清洗，然后用毛刷均匀地刷涂在化学清洗过的LF2铝合金对接待焊表面。采用TIG直流正极性焊接方式对3mm厚的LF2铝合金板材进行对接焊接，焊接结束后进行缺陷检测。
具体配比成分、焊接参数和焊接接头的平均拉伸强度见下表：
实施例3：厚度为6mm的LF6铝合金的直流焊接
按配比称重LiF、NaF、ZnF2、MgF2、AlF3、KAlF4、K3AlF6，各氟化物的颗粒度均小于10μm，混合均匀，用无水乙醇调合成糊状。焊接前对LF6铝合金表面进行清洗，然后用毛刷均匀地刷涂在化学清洗过的LF6铝合金对接待焊表面。采用TIG直流正极性焊接方式对6mm厚的LF6铝合金板材进行对接焊接，焊接结束后进行缺陷检测。
具体配比成分、焊接参数和焊接接头的平均拉伸强度见下表：
Figure BDA0000413715350000061

Claims (7)

1.一种能够实现铝镁系合金无缺陷直流正极性焊的表面去膜剂，其特征是：所述表面去膜剂是LiF、NaF、ZnF2、MgF2、AlF3、KAlF4、K3AlF6等其中的任何一种或任何多种氟化物的组合。氟化物的颗粒度均小于10μm。
2.根据权利要求1所述的一种能够实现铝镁系合金无缺陷直流正极性焊的表面去膜剂，其特征在于：所述表面去膜剂采用无水乙醇均匀混合后，焊前喷涂在铝合金待焊部位表面，然后采用直流正极性TIG焊方法焊接铝镁系铝合金。
3.根据权利要求1所述的表面去膜剂,一种是以LiF为基，添加NaF、ZnF2、MgF2等化合物，其中LiF的含量为40～70%（重量百分比），NaF的含量为10～20%，ZnF2的含量为10～15%，MgF2的含量为10～25%。
4.根据权利要求1所述的表面去膜剂，一种是以MgF2为基，添加LiF、AlF3、KAlF4、K3AlF6，其中MgF2的含量为30～60%（重量百分比），LiF的含量为10～20%，AlF3的含量为10～20%，KAlF4的含量为10～15%，K3AlF6的含量为10～15%。
5.根据权利要求1所述的表面去膜剂，一种是以AlF3为基，添加NaF、ZnF2、MgF2、K3AlF6，其中AlF3的含量为40～60%（重量百分比），NaF的含量为10～15%，ZnF2的含量为10～15%，MgF2的含量为10～15%，K3AlF6的含量为10～15%。
6.根据权利要求1所述的表面去膜剂，另一种是以KAlF4为基，添加LiF、MgF2、AlF3等氟化物，其中KAlF4的含量为40～60%（重量百分比），LiF的含量为20～30%，MgF2的含量为10～15%，AlF3的含量为10～15%。
7.根据权利要求1所述的一种能够实现铝镁系合金无缺陷直流正极性焊的表面去膜剂，其特征在于：所述表面去膜剂能够成功实现铝镁系铝合金的直流正极性TIG焊，且焊缝中没有任何气孔缺陷。
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