CN105269182B - 一种小搭接面积的硬钎焊方法及药芯焊丝 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及焊接加工技术领域，尤其涉及一种用于小搭接面积的硬钎焊方法。包括如下步骤：将焊接工件表面进行清洗打磨后，用焊接卡具将焊接工件卡紧；用焊炬加热待焊接工件，使火焰焰心距离焊接工件表面保持15～20mm的距离；调整焊炬火焰，加热融化药芯焊丝使焊料流散填缝，当液态焊料流入间隙后，加大焊芯与焊接工件的距离；焊接完毕后，关闭气源。本发明对于小面积搭接的结构，焊料渗透充分，搭接区域焊透率高，可以保证得到较高强度的焊接接头。本发明还涉及一种药芯焊丝，使得能够使焊接处铝合金氧化膜形成量减少，同时使焊接处外观更美观。

Description

一种小搭接面积的硬钎焊方法及药芯焊丝
技术领域
本发明涉及焊接加工技术领域，尤其涉及一种用于小搭接面积的硬钎焊方法及药芯焊丝。
背景技术
在航空发动机点火系统中，点火装置是发动机点火系统重要组成部分，由于特殊的工作环境和性能要求，大多数点火装置的壳体材料选用轻巧易加工的3A21防锈铝合金。作为点火装置的主要结构件，壳体部件内部连接滤波器壳体，线路板，电感线圈类部件，壳体部件外部与外厂发动机安装的功能要求，因此壳体总体结构设计复杂，且焊接接头搭接面积小。另外壳体部件还需要经受高低温冲、加速度以及其他特殊环境的验证考核，因此总体结构要求有着极高的强度和可靠耐久性。
现有的壳体焊接过程中主要依靠氩弧焊或填料焊接，但是产品变形不易控制后续校正工序难度大，同时焊接外观差；填料焊接造成产品增重也会对整体重量产生影响；低温炉中钎焊强度低可靠性差，个别产品由于钎焊搭接面积较小，极易造成产品在后续的相关试验中出现故障，同时会低温炉中钎焊所需时间较长，生产效率低。
同时现有的药芯焊丝在焊接过程中焊料的流动性差，容易使焊接处焊料聚集，焊接效果较差，且焊接处由于氧化物薄膜的影响强度也差。
发明内容
本发明的目的在于提出一种药芯焊丝，能够使焊接处铝合金氧化膜形成量减少，同时使焊接处外观更美观。为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种药芯焊丝，包括硅铝合金外皮和药芯，所述药芯按质量百分含量由以下组分组成：
上述各组分质量百分含量之和为100％。同时，铯元素的的质量百分比应为1～3％(铯的百分比含量包含1、3)。
本发明提供的药芯焊丝，药芯按质量百分含量可由如下组分组成：四氟铝酸钾11.5％，氟铝酸铯3％，硫酸铝铯0.6％，五氟铝酸钾84.9％；四氟铝酸钾12％，氟铝酸铯2.5％，硫酸铝铯0.3％，五氟铝酸钾85.2％；四氟铝酸钾11.6％，氟铝酸铯2％，硫酸铝铯0.8％，五氟铝酸钾85.6％；四氟铝酸钾11.7％，氟铝酸铯4.3％，硫酸铝铯0.9％。
所述药芯按质量百分含量由以下组分组成：四氟铝酸钾10～12％，如10.5、11、11.5或11.8等；氟铝酸铯1～5％，如1.5、1.8、2、2.5、2.9、3、3.5、4、4.6等；硫酸铝铯0～1％，如0.2、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9等；五氟铝酸钾82～89％，如83、84.5、85、85.3、86、86.5、87、87.4、88、88.5等。
作为优选，所述药芯按质量百分含量由以下组分组成：
上述各组分质量百分含量之和为100％。
本发明中所述药芯焊丝焊皮包含(质量百分比)：
硅：11～13％、铜：0～0.3％、锰：0～0.15％、镁：0～0.05％、锌：0～2％，其余含量为铝，注意各组分的总量重量百分比之和为100％；
其中硅是用于通过其含量来改善焊料的浸润性，若硅的百分比含量低于11％时，焊接处的焊接强度会降低，镁通过自身氧化而起到还原剂的作用，能够抑制氧化铝薄膜的形成，焊接过程中与铯一同使用时抑制氧化铝薄膜的效果更佳。
本发明提供的药芯焊丝在使用时焊接产生的飞溅小、电弧稳定，熔敷效率高，全位置焊接性能好。由于药芯中含有铯、镁，能够减少焊接部位金属氧化物的形成，进而使焊接处拉伸剪切强度以及剥离强度提高。同时含铯元素的药芯焊丝溶化后的流动性提高，使焊接处外观更为美观。
本发明还公开了一种小搭接面积的硬钎焊方法，能够焊接小搭接面积的产品，同时焊接后的产品强度高，可靠性好，焊接所用时间缩短。
一种小搭接面积的硬钎焊方法，包括如下步骤：
S101、将焊接工件表面进行清洗打磨后，用焊接卡具将焊接工件卡紧；
S102、用焊炬加热待焊接工件，使火焰焰心距离焊接工件表面保持15～20mm的距离；
S103、调整焊炬火焰，加热融化药芯焊丝使焊料流散填缝，当液态焊料流入间隙后，加大焊芯与焊接工件的距离；
S104、焊接完毕后，关闭气源。
作为优选，步骤S103中药芯焊丝的药芯的含铯质量百分比为1％～3％。
作为优选，步骤S102中加热焊接工件时使用轻微碳化焰的外焰加热。
作为优选，步骤S103中调整焊炬火焰即将碳化焰调整为中性焰，焊料熔化以及后续填缝过程中，温度应保持在420～500℃。
作为优选，步骤S104中还包括：焊接完毕后用5％柠檬酸水对焊接部位进行煮洗，再用清水洗净。
本发明对于小面积搭接的结构，焊料渗透充分，搭接区域焊透率高，能够保证焊接处的强度较高；本发明中通过使用含铯的药芯焊丝，具有去铝合金氧化膜的作用，同时能够改善焊料的流动性；本发明焊接后变形小，焊后清理简单方便；由于焊料流动性加强，不会在某一处聚集，焊接外壳时焊料填充量少，进而使产品总重量增加较小。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的小搭接面积的硬钎焊方法的流程图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例一
本实施例中提供了一种药芯焊丝，包括硅铝合金外皮和药芯，所述药芯按质量百分含量包括：四氟铝酸钾质量百分比含量为10％；氟铝酸铯1％；五氟铝酸钾89％。
如图1所示，本实施例还提供了一种小搭接面积的硬钎焊方法，该小搭接面积的硬钎焊方法使用上述药芯焊丝焊接产品。其包括如下步骤：
S101、将焊接工件表面进行清洗打磨后，用焊接卡具将焊接工件卡紧；
S102、用通用的焊炬加热焊接工件，加热火焰为轻微碳化焰(即O2/C2H2体积比小于1.1)，加热时使用外焰加热；使火焰焰心距离焊接工件表面保持15～20mm的距离，其中药芯焊丝焊芯中含铯，且铯的质量百分比(焊芯)为1～3％；
S103、调整焊炬火焰，加热融化药芯焊丝使焊料流散填缝，当液态焊料流入间隙后，加大焊芯与焊接工件的距离；
调整焊炬使火焰呈中性焰(即O2/C2H2体积比约1.1～1.2)，然后点燃作为焊接热源。手持含铯药芯的焊丝填充在待焊接缝处，火焰流围绕焊缝周围采取划圈加热的方式进行，火焰流的推动力促进焊料流散和填缝，当液态钎料流入间隙后，火焰的焰心与焊接工件的距离应加大到35～40mm，以防焊料过热。焊接过程中应对焊接区的温度进行监测，钎料熔化以及后续填缝过程中的温度应保持在420～500℃；
S104、焊接完毕后，关闭气源。其中焊接完毕后用5％柠檬酸水对焊接部位进行煮洗，再用清水洗净，防止焊接头处产生腐蚀。
本发明对于小面积搭接的结构，在焊接时能够使焊料渗透充分，搭接区域焊透率高，能够保证焊接处强度较高，同时本发明中使用含铯的药芯焊丝能够减少焊接处铝合金氧化膜的含量，同时还能够改善焊料的流动性。
实施例二
本实施例中提供的药芯焊丝，包括硅铝合金外皮和药芯，所述药芯按质量百分含量包括：四氟铝酸钾质量百分比含量为10.9％；氟铝酸铯3％；硫酸铝铯0.5％；五氟铝酸钾85.8％。
本实施例中的焊接方法与实施例一中的相同，因此不再赘述。
实施例三
本实施例中提供的药芯焊丝，包括硅铝合金外皮和药芯，所述药芯按质量百分含量包括：四氟铝酸钾质量百分比含量为11.2％；氟铝酸铯3.5％；硫酸铝铯0.55％；五氟铝酸钾84.75％。
本实施例中的焊接方法与实施例一中的相同，因此不再赘述。
实施例四
本实施例中提供的药芯焊丝，包括硅铝合金外皮和药芯，所述药芯按质量百分含量包括：四氟铝酸钾质量百分比含量为11.5％；氟铝酸铯3％；硫酸铝铯0.6％；五氟铝酸钾84.9％。
本实施例中的焊接方法与实施例一中的相同，因此不再赘述。
实施例五
本实施例中提供的药芯焊丝，包括硅铝合金外皮和药芯，所述药芯按质量百分含量包括：四氟铝酸钾质量百分比含量为12％；氟铝酸铯4％；硫酸铝铯0.7％；五氟铝酸钾83.3％。
本实施例中的焊接方法与实施例一中的相同，因此不再赘述。
实施例六
本实施例中提供的药芯焊丝，包括硅铝合金外皮和药芯，所述药芯按质量百分含量包括：四氟铝酸钾质量百分比含量为11％；氟铝酸铯5％；硫酸铝铯1％；五氟铝酸钾83％。
本实施例中的焊接方法与实施例一中的相同，因此不再赘述。
其中，使用实施例一中提供的方法并使用实施例一至实施例六中提供的药芯焊丝焊接后的焊接处的强度分别测得为：610MPa、609MPa、613MPa、621MPa、604MPa、611MPa。使用不含铯的普通药芯焊丝使用实施例一中所提供的方法分别焊接六次实验后得到的焊接处的强度测得为：550MPa、554MPa、551MPa、558MPa、590MPa、557MPa。由此可以得知，本发明中的药芯焊丝与本发明中得方法结合后与现有技术中的相比能够提高焊接强度。
注意，以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施方式的限制，上述实施方式和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种小搭接面积的硬钎焊方法，其特征在于，采用药芯焊丝进行焊接，包括如下步骤：
S101、将焊接工件表面进行清洗打磨后，用焊接卡具将焊接工件卡紧；
S102、用焊炬加热待焊件，使火焰焰心距离焊接工件表面保持15～20mm的距离；
S103、调整焊炬火焰，加热融化药芯焊丝使焊料流散填缝，当液态焊料流入间隙后，加大焊芯与焊接工件的距离；
S104、焊接完毕后，关闭气源；
所述药芯焊丝包括硅铝合金外皮和药芯，所述药芯按质量百分含量由以下组分组成：
上述各组分质量百分含量之和为100％。
2.根据权利要求1所述的小搭接面积的硬钎焊方法，其特征在于，步骤S103中药芯焊丝的药芯的含铯质量百分比为1％～3％。
3.根据权利要求2所述的小搭接面积的硬钎焊方法，其特征在于，步骤S102中加热焊接工件时使用轻微碳化焰的外焰加热。
4.根据权利要求3所述的小搭接面积的硬钎焊方法，其特征在于，步骤S103中调整焊炬火焰即将碳化焰调整为中性焰，焊料熔化以及后续填缝过程中，温度应保持在420～500℃。
5.根据权利要求4所述的小搭接面积的硬钎焊方法，其特征在于，步骤S104中还包括：焊接完毕后用5％柠檬酸水对焊接部位进行煮洗，再用清水洗净。
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