CN107877018A - 一种磁场诱导焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种磁场诱导焊接方法，其特征是对含有磁性金属粉末的复合钎料加热使其熔化，在钎焊部位形成与焊缝主要受力方向一致或大致一致的定向磁场，复合钎料中磁性金属粉末在定向磁场作用下沿着定向磁场方向排布并固定。所述磁性金属粉末为片状和或纤维状纳米粉末。本申请的优点和技术效果是：钎料中复合的磁性金属粉末在钎料熔化后，在定向磁场作用下，按照焊缝受力方向排列，起到强化焊缝，提高焊后强度的效果。在母材为铁磁性金属和顺磁性金属的情况下，母材在磁场作用下磁化，纳米磁性金属粉末吸附在已被磁化的母材表面形成梳齿状结构，减少钎料中P元素和母材表面形成的脆性化合物，形成有效界面，使银铜磷钎料能用于黑色金属间的焊接。

Description

一种磁场诱导焊接方法
技术领域
本申请涉及一种磁场诱导焊接方法，主要适用于钎焊行业。
背景技术
在钎焊行业中，传统的银铜磷系钎料因为成本低、熔化温度低、能在铜及铜合金上取得良好铺展等原因而被大量使用于铜及铜合金之间的焊接。但因为铜磷钎料中Cu3P为脆性相，所以铜磷钎料的钎焊焊缝不具备良好的力学性能，这导致了焊好的部件不能承受较大的力学载荷。同时在使用铜磷钎料焊接黑色金属时，钎料与母材接触表面的P元素会和母材在界面形成一层脆性化合物，导致钎料和母材间无法形成有效连接，以上因素都限制了铜磷钎料的使用范围。在专利CN 201210337599.9公开了一种添加Fe、Ni、Mn等金属粉末的焊膏，优选方案中焊膏还包含Fe粉0.5-5wt％、Ni粉0.05-5wt％、Mn粉0.1-5wt％、Si粉0.05-2wt％、B粉0.05-2wt％中的任意一种或两种以上的组合。在该专利中金属粉末能起到弥散强化的作用，但金属粉末在焊缝中分布不受到控制，并不能利用粉末形成微观结构起到进一步强化作用。
发明内容
本申请解决的技术问题是克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构简洁，使用方便，成本低，效果好的磁场诱导焊接方法。
本申请解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种磁场诱导焊接方法，其特征是对含有磁性金属粉末的复合钎料加热使其熔化，在钎焊部位形成与焊缝主要受力方向一致或大致一致的定向磁场，复合钎料中磁性金属粉末在定向磁场作用下，沿着定向磁场方向（与焊缝主要受力方向大致一致，偏差正负不大于20度）排布，钎焊结束后磁性金属粉末即固定排布在定向磁场方向。
所述钎焊方式包括火焰钎焊、感应钎焊、炉内钎焊。
所述定向磁场可由磁铁或电磁铁形成。
优选的，所述定向磁场由电磁铁产生，电磁铁在钎焊加热过程中不通电，可减少对钎焊过程的影响（尤其对于感应钎焊）。在钎料完全熔化后停止加热时，电磁铁通电形成定向磁场，完成磁性金属粉末的定向排列。
优选的，所述电磁铁由铁芯和螺线形线圈构成，该电磁铁形成的磁场方向便于控制。
优选的，磁性金属粉末为片状和或纤维状纳米粉末，金属粉末在磁场作用下排列时会形成搭接或咬合的微观结构，进一步提高焊缝力学强度。
被焊接的材料（母材）为铁磁性金属和顺磁性金属。
本申请与现有技术相比，具有以下优点和效果：使钎料中复合的磁性金属粉末在钎料熔化后，在定向磁场作用下，按照焊缝受力方向排列，起到强化焊缝，提高焊后强度的效果。在母材为铁磁性金属和顺磁性金属的情况下，母材在磁场作用下磁化，纳米磁性金属粉末吸附在已被磁化的母材表面，并在磁场作用下形成梳齿状结构，减少钎料中P元素和母材表面形成的脆性化合物，形成有效界面，使银铜磷钎料能用于黑色金属间的焊接。
具体实施方式
下面对本申请作进一步的详细说明，以下实施例是对本申请的解释而本申请并不局限于以下实施例。
实施例1：
在焊接焊缝主要受拉伸作用的部件时，在焊接操作位置上下方安装铁芯并以相同方向缠绕螺线形线圈，并接上电源和开关，形成两极方向相同的两块电磁铁。
将纳米磁性金属粉末（磁性金属粉末为片状 ）复合钎料放置在焊缝处，使用火焰对其进行加热。
当钎料熔化时，电磁铁通电，此时电磁铁间产生垂直线圈方向的磁感线，磁性金属粉末在定向磁场作用下，垂直分布，部分片状粉末会产生搭接和咬合结构，进一步增强焊缝承受载荷能力。
实施例2：
在隧道炉上下方安装铁芯并以相同方向缠绕螺线形线圈，并接上电源和开关，形成两极方向相同的两块电磁铁。
将纳米磁性金属粉末复合钎料放置在焊缝处，使其通过隧道炉加热。
隧道炉上下电磁铁一直处于通电状态，当钎料融化时，磁性金属粉末在电磁铁间产生垂直方向定向磁场作用下垂直分布，增强焊缝承受载荷能力。
凡是本申请技术特征和技术方案的简单变形或者组合，应认为落入本申请的保护范围。

Claims (5)

1.一种磁场诱导焊接方法，其特征是对含有磁性金属粉末的复合钎料加热使其熔化，在钎焊部位形成与焊缝主要受力方向一致或大致一致的定向磁场，复合钎料中磁性金属粉末在定向磁场作用下沿着定向磁场方向排布，钎焊结束后磁性金属粉末固定排布在定向磁场方向。
2.根据权利要求1所述磁场诱导焊接方法，其特征是：所述钎焊方式包括火焰钎焊、感应钎焊、炉内钎焊。
3.根据权利要求1所述磁场诱导焊接方法，其特征是：所述定向磁场由电磁铁产生，在钎料完全熔化后停止加热，电磁铁通电形成定向磁场，使磁性金属粉末定向排布。
4.根据权利要求1所述磁场诱导焊接方法，其特征是：所述磁性金属粉末为片状和或纤维状纳米粉末。
5.根据权利要求1所述磁场诱导焊接方法，其特征是：被焊接的材料为铁磁性金属和顺磁性金属。
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