CN109108426A - 活性剂及其在改善铝合金cmt焊接头熔深中的应用 - Google Patents

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胡绳荪
田银宝
申俊琦
王志江
白鹏飞
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    • 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
    • B23K3/00—Tools, devices, or special appurtenances for soldering, e.g. brazing, or unsoldering, not specially adapted for particular methods
    • B23K3/08—Auxiliary devices therefor
    • B23K3/082—Flux dispensers; Apparatus for applying flux

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Nonmetallic Welding Materials (AREA)

Abstract

本发明公开活性剂及其在改善铝合金CMT焊接头熔深中的应用，活性剂由SiO2、TiO2和Cr2O3组成，在铝合金CMT焊接前，在铝板上涂敷一层活性剂。当焊缝表面未涂敷活性剂时，熔池中心液态金属从熔池底部向熔池表面流动，而当焊缝表面涂敷活性剂后，液态金属流向发生了改变，由熔池表面向熔池底部流动，从而导致电弧收缩，同时电磁力增加和熔池表面张力梯度由负值变为正值，使得熔深增加。

Description

活性剂及其在改善铝合金CMT焊接头熔深中的应用
技术领域
本发明属于焊接技术领域，更加具体地说，涉及利用涂敷活性剂的方法，改善铝合金CMT焊接头熔深。
背景技术
冷金属过渡技术(Cold Metal Transfer，CMT)是奥地利福尼斯公司在钢与铝焊接、无飞溅引弧技术以及微连接技术基础之上开发的一种低热输入量的焊接技术。CMT技术的创新之处在于将熔滴过渡与送丝过程结合，从而降低了焊接过程的热输入量，真正实现了无飞溅焊接。由于CMT焊接过程热输入低，导致CMT焊接头熔深浅，仅能焊接薄板，应用范围受限。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供活性剂及在改善铝合金CMT焊接头熔深中的应用，可以有效的增加接头熔深。本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现：
活性剂，由二氧化硅、二氧化钛和三氧化二铬组成，二氧化硅、二氧化钛和三氧化二铬均为纯度大于等于99％的粉末，粒径为100—500目，优选200—300目；二氧化硅、二氧化钛和三氧化二铬的质量比(2—5)：(1—2)：(1—2)，优选(2—4)：(1—1.5)：(1—1.5)，二氧化钛和三氧化二铬为等质量比。
在进行使用时，将二氧化硅、二氧化钛和三氧化二铬混合均匀后，加入酒精进行均匀分散并搅拌成糊状后均匀地涂敷在工件表面，待涂敷层变干便可以进行焊接。
本发明的活性剂能够改善铝合金CMT焊接头的熔深，即活性剂在改善铝合金CMT焊接头熔深中的应用。在铝合金CMT焊接前，在铝板上涂敷一层活性剂。当焊缝表面未涂敷活性剂时，熔池中心液态金属从熔池底部向熔池表面流动，而当焊缝表面涂敷活性剂后，液态金属流向发生了改变，由熔池表面向熔池底部流动，从而导致电弧收缩，同时电磁力增加和熔池表面张力梯度由负值变为正值，使得熔深增加。
附图说明
图1为本发明实施例中使用的未涂敷活性剂和涂敷活性剂的铝板。
图2为本发明实施例中涂敷活性剂和未涂敷活性剂的铝合金CMT焊接头横截面。
图3为本发明中未涂敷活性剂和涂敷活性剂的熔深。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案：
图1为涂敷活性剂和未涂敷活性剂的铝板。所用活性剂成分为SiO2、TiO2和Cr2O3，质量比SiO2：TiO2：Cr2O3＝2:1:1。
本发明涉及的试验母材为铝合金6061，试件规格为300×150×4mm，焊丝选用ER4043。采用直流冷金属过渡技术CMT对4mm板厚的铝合金进行平板堆焊试验。试验设备选用CMT焊机为福尼斯公司的CMT Advanced 4000型焊机。
其主要实现步骤如下：
1.堆焊试验前用钢丝刷将铝板上的氧化膜去除，直到露出金属光泽，用酒精将施焊处表面各约30-40mm范围内的油污和脏物清洗干净，氧化膜清除后，应在2h内施焊，以免再生成新的氧化膜；
2.分别用电子秤称量20g SiO2，10g TiO2和10g Cr2O3。将SiO2，TiO2，Cr2O3均匀混合并倒入烧杯中，向烧杯中加入适量的酒精进行溶解，将活性剂搅拌成糊状后用毛刷均匀地涂敷在工件表面,以遮盖原有金属光泽为宜，为进行对比，在工件表面，一半涂敷活性剂，另一半不涂敷活性剂。涂敷活性剂后，放在空气中10—15分钟，待涂敷层变干便可以进行焊接。
3.设定焊接参数，送丝速度为5m/min，超声行走速度和焊枪总体行走速度均为30cm/min，频率调为20kHz，气体流量为20L/min；
4.将待焊试样，用夹具固定，进行焊接过程；
5.将涂敷活性剂和未涂敷活性剂的铝合金CMT焊接头通过线切割将其切下，通过打磨抛光后，在光学显微镜下观看接头熔深。通过图2可以发现，与未涂敷活性剂的接头熔深相比较，熔深得到明显改善。由图3可以得知，熔深增加了154％。
变更二氧化硅、二氧化钛和三氧化二铬的质量比：(1)5：2：2；(2)4：1.5：1.5；(3)2：1.5：1.5；(4)3：1：1。对铝合金6061进行CMT焊接，并考察熔深变化，与未涂敷活性剂的接头熔深相比较，熔深平均增加了150—180％。
以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.活性剂，其特征在于，由二氧化硅、二氧化钛和三氧化二铬组成，二氧化硅、二氧化钛和三氧化二铬均为纯度大于等于99％的粉末，粒径为100—500目；二氧化硅、二氧化钛和三氧化二铬的质量比(2—5)：(1—2)：(1—2)，二氧化钛和三氧化二铬为等质量比。
2.根据权利要求1所述的活性剂，其特征在于，粒径为200—300目。
3.根据权利要求1所述的活性剂，其特征在于，二氧化硅、二氧化钛和三氧化二铬的质量比为(2—4)：(1—1.5)：(1—1.5)。
4.如权利要求1或者2或者3所述的活性剂在改善铝合金CMT焊接头熔深中的应用，其特征在于，将二氧化硅、二氧化钛和三氧化二铬混合均匀后，加入酒精进行均匀分散并搅拌成糊状后均匀地涂敷在工件表面，待涂敷层变干便可以进行焊接。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，涂敷活性剂后，放在空气中10—15分钟，待涂敷层变干便可以进行焊接。
6.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，当焊缝表面涂敷活性剂后，液态金属流向发生了改变，由熔池表面向熔池底部流动，从而导致电弧收缩，同时电磁力增加和熔池表面张力梯度由负值变为正值，使得熔深增加。
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