CN105772988A - 一种含铜的铝合金/不锈钢熔钎焊钎剂 - Google Patents

一种含铜的铝合金/不锈钢熔钎焊钎剂 Download PDF

Info

Publication number
CN105772988A
CN105772988A CN201610176220.9A CN201610176220A CN105772988A CN 105772988 A CN105772988 A CN 105772988A CN 201610176220 A CN201610176220 A CN 201610176220A CN 105772988 A CN105772988 A CN 105772988A
Authority
CN
China
Prior art keywords
powder
aluminum alloy
stainless steel
brazing flux
kalf
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610176220.9A
Other languages
English (en)
Inventor
李爱农
张思文
况诗婷
任张丰
茅婷玉
肖勇
楼锦泽
杨朕聃
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan University of Technology WUT
Original Assignee
Wuhan University of Technology WUT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan University of Technology WUT filed Critical Wuhan University of Technology WUT
Priority to CN201610176220.9A priority Critical patent/CN105772988A/zh
Publication of CN105772988A publication Critical patent/CN105772988A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/36—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
    • B23K35/362—Selection of compositions of fluxes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Nonmetallic Welding Materials (AREA)

Abstract

本发明涉及焊接技术。一种含铜的铝合金/不锈钢熔钎焊钎剂，其特征在于由KAlF4+K3AlF6共晶粉末、Zn粉、Sn粉、Cu粉、K2SiF6粉末和KBF4粉末混合而成，各原料所占重量百分比为：KAlF4+K3AlF6共晶粉末44%～61%，Zn粉5%～10%，Sn粉10%～20%，Cu粉10%～20%，K2SiF6粉末2%～8%，KBF4粉末2%～8%，各原料所占重量百分比总数为100%。所述的KAlF4+K3AlF6共晶粉末由K3AlF6和KAlF4混合而成，各原料所占重量百分比为（单位：wt%）：K3AlF6 28%，KAlF4 72%。本发明通过在不锈钢和铝合金侧涂刷该种钎剂，促进铝合金和钎料在不锈钢侧的铺展，改变铝合金和不锈钢熔钎焊界面组织的种类及结构，改善致密度，进一步提高了铝合金/不锈钢的连接强度。

Description

一种含铜的铝合金/不锈钢熔钎焊钎剂
技术领域
本发明涉及焊接技术，具体涉及一种含铜的铝合金/不锈钢熔钎焊钎剂。
背景技术
随着科技的日益进步和国民经济建设的不断发展，社会对制造设备质轻环保的要求也与日俱增。近年来，不锈钢和铝合金异种金属的复合件凭借铝合金质量轻、比强度高以及不锈钢不但在低温下能保持足够的塑性和韧性，还具有较好的强度的综合性能优势，展现了推动制造业节能安全的发展潜能。但铝和钢存在热物理性能差异大和固溶度较低的问题，在电弧加热过程中，液态钎料在不锈钢表面润湿铺展性差，导致Al-Fe脆性化合物迅速生长，很难实现有效的连接，使铝/钢异种金属的优质连接相对困难。
目前，熔钎焊成为异种金属连接领域中的热门研究方法。国内外许多焊接工作者对此从焊接材料、焊接工艺、界面层控制等方面展开了研究，推动了铝/钢结构件在实际生产中的运用。铝/钢异种金属熔钎焊通常是以电弧为热源对母材及填充材料进行加热，在钢侧实现钎焊，在铝合金侧实现熔焊，焊接接头具有熔焊和钎焊的双重特性。
研究发现，通过在母材表面预涂钎剂、在钎料中添加适量合金元素或者在不锈钢侧镀金属层均能较好的促进钎料的润湿铺展，改善接头性能。但镀层工艺复杂且成本高，不易实现推广。常用的涂层钎剂为无腐蚀性的Nocolok钎剂，即KAlF4+K3AlF6共晶粉末(KAlF4-K3AlF6共晶粉末)，然而单一的Nocolok钎剂润湿铺展效果有限，焊接过程性能不稳定，如果在Nocolok钎剂中添加适量的合金元素及氟化物，可提高钎料在不锈钢侧的铺展性，抑制界面脆性金属间化合物的生长，提高接头强度。
发明内容
本发明的目的在于提拔供一种含铜的铝合金/不锈钢熔钎焊钎剂，通过在不锈钢和铝合金侧涂刷该种钎剂，促进铝合金和钎料在不锈钢侧的铺展，改变铝合金和不锈钢熔钎焊界面组织的种类及结构，改善致密度，进一步提高了铝合金/不锈钢的连接强度。
为实现上述目的，本发明所采用的方案是：一种含铜的铝合金/不锈钢熔钎焊钎剂，其特征在于由KAlF4+K3AlF6共晶粉末、Zn粉、Sn粉、Cu粉、K2SiF6粉末和KBF4粉末混合而成，各原料所占重量百分比(单位：wt％)为：KAlF4+K3AlF6共晶粉末44％～61％，Zn粉5％～10％，Sn粉10％～20％，Cu粉10％～20％，K2SiF6粉末2％～8％，KBF4粉末2％～8％，各原料所占重量百分比总数为100％。
所述的KAlF4+K3AlF6共晶粉末由K3AlF6和KAlF4混合而成，各原料所占重量百分比为(单位：wt％)：K3AlF6(六氟铝酸钾)28％，KAlF4(四氟铝酸钾)72％。
本发明是在KAlF4+K3AlF6共晶粉末的基础上复合加入适量的Zn、Sn、Cu合金粉末，辅加少量可以提高界面活性的K2SiF6和具有排气除渣功效的KBF4，使得界面组织及性能得到改善。
本发明的有益效果是，以KAlF4+K3AlF6共晶粉末为主要基体，可以保证钎剂在不锈钢和铝合金侧的粘接性和涂敷性。熔钎焊过程中，一方面，溶有适量Zn、Sn和Cu的铝合金液在不锈钢界面有较好的展铺性，且不锈钢侧含有Zn、Sn、Cu的未熔钎剂可阻碍界面处Al、Fe原子分别向不锈钢侧及铝液中的扩散，从而在不锈钢侧形成一种固溶体相α-Fe(成分接近不锈钢，主要含微量Al、Cu元素)；另一方面，Cu原子与Fe原子相似，在铝合金液与不锈钢的结合界面上可部分取代脆性的Al-Fe金属间化合物中的Fe原子，在焊缝铝合金侧形成(Fe，Cu)4Al13金属间化合物相，改善了组织形态，在不锈钢侧的α-Fe相上则形成了(Fe，Cu)2Al5相金属间化合物。使得熔钎焊层的致密性、界面组织及形态得到改善，从而提高了熔钎焊接头的力学性能。
附图说明
图1为本发明铝合金/不锈钢熔钎焊试验的搭接示意图，其中,发明钎剂涂刷在不锈钢和铝合金搭接区域及其周边位置。
具体实施方式
下面结合附图实施例对本发明的内容作进一步解释，但保护范围并不因此而有所局限。
下述实施例中，所述的KAlF4+K3AlF6共晶粉末由K3AlF6和KAlF4混合而成，各原料所占重量百分比为(单位：wt％)：K3AlF6(六氟铝酸钾)28％，KAlF4(四氟铝酸钾)72％。
实施例1：
一种含铜的铝合金/不锈钢熔钎焊钎剂，由KAlF4+K3AlF6共晶粉末、Zn粉、Sn粉、Cu粉、K2SiF6粉末和KBF4粉末混合而成，各原料所占重量百分比数为：KAlF4+K3AlF6共晶粉末52％，Zn粉8％，Sn粉15％，Cu粉15％，K2SiF6粉末5％，KBF4粉末5％。
实验母材选用尺寸均为3mm的6061铝合金板和奥氏体不锈钢板，采用尺寸为Φ2.0mm*500mm的铝-硅药芯焊丝，在交流TIG电弧下，进行搭接试验，如图1所示。焊前，用钢丝刷除去母材表面的油污和氧化膜，并用蘸有酒精的棉签擦拭之后，将上述钎剂用丙酮调成微粘稠状，使用细毛刷均匀地涂刷在不锈钢板和铝合金板搭接位置和周边区域。
结果表明：焊接过程中电弧稳定，铝合金和钎料在不锈钢表面的铺展性良好，而且有一定的铝合金液体包覆在不锈钢搭接边角处，焊接应力小，熔钎焊接头成形美观，残渣易清洗，焊缝的气孔少。拉伸试验显示，接头断裂于靠近铝合金侧的焊缝区域，抗拉强度达到124MPa。
实施例2：
一种含铜的铝合金/不锈钢熔钎焊钎剂，由KAlF4+K3AlF6共晶粉末、Zn粉、Sn粉、Cu粉、K2SiF6粉末和KBF4粉末混合而成，各原料所占重量百分比数为：(KAlF4+K3AlF6)共晶粉末44％，Zn粉10％，Sn粉20％，Cu粉10％，K2SiF6粉末8％，KBF4粉末8％。
试验方案同实施例1，结果表明：焊接过程中电弧稳定，铝合金和钎料在不锈钢表面的铺展性良好，而且有一定的铝合金液体包覆在不锈钢的搭接边角处，焊接应力小，熔钎焊的接头成形美观，残渣易清洗，焊缝的气孔少。拉伸试验显示，接头断裂于靠近铝合金侧的焊缝区域，抗拉强度达到109MPa。
实施例3：
一种含铜的铝合金/不锈钢熔钎焊钎剂，由KAlF4+K3AlF6共晶粉末、Zn粉、Sn粉、Cu粉、K2SiF6粉末和KBF4粉末混合而成，各原料所占重量百分比数为：KAlF4+K3AlF6共晶粉末61％，Zn粉5％，Sn粉10％，Cu粉20％，K2SiF6粉末2％，KBF4粉末2％。
试验方案同实施例1，结果表明：焊接过程中电弧稳定，铝合金和钎料在不锈钢表面的铺展性良好，同时有一定的铝合金液体包覆在不锈钢的搭接边角处，焊接应力小，熔钎焊的接头成形美观，残渣易清洗，焊缝的气孔少。拉伸试验显示，接头断裂于靠近铝合金侧的焊缝区域，抗拉强度达到118MPa。

Claims (2)

1.一种含铜的铝合金/不锈钢熔钎焊钎剂，其特征在于由KAlF4+K3AlF6共晶粉末、Zn粉、Sn粉、Cu粉、K2SiF6粉末和KBF4粉末混合而成，各原料所占重量百分比为：KAlF4+K3AlF6共晶粉末44%～61%，Zn粉5%～10%，Sn粉10%～20%，Cu粉10%～20%，K2SiF6粉末2%～8%，KBF4粉末2%～8%，各原料所占重量百分比总数为100%。
2.根据权利要求1所述的一种含铜的铝合金/不锈钢熔钎焊钎剂，其特征在于，所述的KAlF4+K3AlF6共晶粉末由K3AlF6和KAlF4混合而成，各原料所占重量百分比为：K3AlF6（六氟铝酸钾）28%，KAlF4（四氟铝酸钾）72%。
CN201610176220.9A 2016-03-25 2016-03-25 一种含铜的铝合金/不锈钢熔钎焊钎剂 Pending CN105772988A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610176220.9A CN105772988A (zh) 2016-03-25 2016-03-25 一种含铜的铝合金/不锈钢熔钎焊钎剂

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610176220.9A CN105772988A (zh) 2016-03-25 2016-03-25 一种含铜的铝合金/不锈钢熔钎焊钎剂

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105772988A true CN105772988A (zh) 2016-07-20

Family

ID=56391934

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610176220.9A Pending CN105772988A (zh) 2016-03-25 2016-03-25 一种含铜的铝合金/不锈钢熔钎焊钎剂

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105772988A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113478123A (zh) * 2021-08-23 2021-10-08 广东省科学院中乌焊接研究所 改性氟铝酸钾钎剂、其制备方法及应用
CN115365597A (zh) * 2022-08-12 2022-11-22 中机智能装备创新研究院(宁波)有限公司 一种激光软钎焊方法及不锈钢板

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995008415A1 (en) * 1993-09-20 1995-03-30 Alcan International Limited Totally consumable brazing encapsulate for use in joining aluminum surfaces
JP2008093714A (ja) * 2006-10-13 2008-04-24 Nippon Light Metal Co Ltd ステンレス鋼材とアルミニウム合金材とのろう付け接合体及びろう付け接合方法
US20080135134A1 (en) * 2006-12-06 2008-06-12 Sunkwang Brazing Filler Metal Co. Flux-containing brazing agent brazed at low temperature
CN101434014A (zh) * 2008-12-26 2009-05-20 哈尔滨工业大学 一种适用于铝合金/不锈钢异种金属电弧熔-钎焊的钎剂
CN101745709A (zh) * 2009-12-21 2010-06-23 哈尔滨工业大学 适用于铝/钢异种合金对接的辅助涂层tig熔-钎焊方法
CN101745751A (zh) * 2009-12-23 2010-06-23 哈尔滨工业大学 一种用于铝/钢异种合金连接的焊丝及其加工工艺
CN103521942A (zh) * 2013-09-26 2014-01-22 青岛盛嘉信息科技有限公司 一种不锈钢与铝钎焊用的新型钎剂
CN105215575A (zh) * 2015-09-08 2016-01-06 武汉理工大学 一种铝合金/不锈钢熔钎焊用钎剂

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995008415A1 (en) * 1993-09-20 1995-03-30 Alcan International Limited Totally consumable brazing encapsulate for use in joining aluminum surfaces
JP2008093714A (ja) * 2006-10-13 2008-04-24 Nippon Light Metal Co Ltd ステンレス鋼材とアルミニウム合金材とのろう付け接合体及びろう付け接合方法
US20080135134A1 (en) * 2006-12-06 2008-06-12 Sunkwang Brazing Filler Metal Co. Flux-containing brazing agent brazed at low temperature
CN101434014A (zh) * 2008-12-26 2009-05-20 哈尔滨工业大学 一种适用于铝合金/不锈钢异种金属电弧熔-钎焊的钎剂
CN101745709A (zh) * 2009-12-21 2010-06-23 哈尔滨工业大学 适用于铝/钢异种合金对接的辅助涂层tig熔-钎焊方法
CN101745751A (zh) * 2009-12-23 2010-06-23 哈尔滨工业大学 一种用于铝/钢异种合金连接的焊丝及其加工工艺
CN103521942A (zh) * 2013-09-26 2014-01-22 青岛盛嘉信息科技有限公司 一种不锈钢与铝钎焊用的新型钎剂
CN105215575A (zh) * 2015-09-08 2016-01-06 武汉理工大学 一种铝合金/不锈钢熔钎焊用钎剂

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
宋建岭等: "特种钎剂辅助铝/钢异种合金TIG熔-钎焊", 《焊接学报》 *
王术军: "合金元素对铝合金/钢熔-钎焊接头组织与性能的影响", 《中国优秀硕士论文全文数据库》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113478123A (zh) * 2021-08-23 2021-10-08 广东省科学院中乌焊接研究所 改性氟铝酸钾钎剂、其制备方法及应用
CN115365597A (zh) * 2022-08-12 2022-11-22 中机智能装备创新研究院(宁波)有限公司 一种激光软钎焊方法及不锈钢板
CN115365597B (zh) * 2022-08-12 2024-05-03 中国机械总院集团宁波智能机床研究院有限公司 一种激光软钎焊方法及不锈钢板

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4149063A (en) Flux cored wire for welding Ni-Cr-Fe alloys
JP2648021B2 (ja) 金属部材のろう付け方法及びろう付け用混合物
CN102441747B (zh) 一种用于焊接铝及铝合金药芯焊丝的钎剂
CN104972242B (zh) 一种铝/钢熔钎焊用自钎剂药芯焊丝
CN101259563A (zh) 铝钢异种金属预涂层连接方法
JP2008207245A (ja) 鋼材とアルミニウム材との異材接合体
CN105215575A (zh) 一种铝合金/不锈钢熔钎焊用钎剂
JP6984646B2 (ja) レーザろう付け方法および重ね継手部材の製造方法
KR101545531B1 (ko) 알루미늄계 재료의 경납땜 플럭스
CN105772988A (zh) 一种含铜的铝合金/不锈钢熔钎焊钎剂
US9314881B2 (en) Flux for brazing aluminum materials
JP6432714B1 (ja) フラックス入りワイヤの製造方法、フラックス入りワイヤ、及び溶接継手の製造方法
CN110312587B (zh) Mig钎焊方法、搭接接头构件的制造方法及搭接接头构件
CN114393343A (zh) 铝合金焊接消耗品和冶金结合的方法
JP4256892B2 (ja) 異材接合方法
CN104308396A (zh) 一种6063铝合金钎焊用钎剂
JP2019150840A (ja) 異材接合継手および異材接合方法
CN103203564A (zh) 一种用于铝、钢异种金属交流电弧熔钎焊的钎剂
KR101714462B1 (ko) 초층 용접방법
Reisgen et al. Laserbeam-submerged arc hybrid welding—A welding technique for thick metal sheets
JPH07113135A (ja) 錫−亜鉛系合金
JPH0357590A (ja) ろう付用フラックス及び該フラックスを用いたアルミニウム材のろう付方法
JP2023011428A (ja) 片面溶接方法及び溶接継手の製造方法
JP2002144084A (ja) ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ
JPS6336995A (ja) インコネル合金溶接用フラツクス入りワイヤ

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160720

RJ01 Rejection of invention patent application after publication