CN116160150A - 一种能抑制高强铝合金凝固裂纹的绞线焊丝及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于焊接材料相关技术领域，其公开了一种能抑制高强铝合金凝固裂纹的绞线焊丝及其制备方法，所述绞线焊丝包括中心丝、外围丝及药粉，所述中心丝由多根实芯焊丝绞合而成；所述外围丝设置在所述中心丝的外周，其包括多根实芯焊丝，所述外围丝绕所述中心丝一起绞合而成所述绞线焊丝的焊丝主体，所述药粉挤压填充在组成所述焊丝主体的实芯焊丝之间的间隙中；组成所述中心丝的多根实芯焊丝中包括锆焊丝和铝合金焊丝。本发明通过细化晶粒提高其焊缝强度、克服其接头软化问题。此外，晶粒的细化程度是通过中心丝中锆焊丝的比例控制的，易于调整。
Description
技术领域
本发明属于焊接材料相关技术领域，更具体地，涉及一种能抑制高强铝合金凝固裂纹的绞线焊丝及其制备方法。
背景技术
铝合金具有密度低、比强度高和塑性变形能力强等优点，广泛应用于汽车制造、轨道交通和航空航天等领域。在各种铝合金中，高强铝合金(如2系和7系)具有更高的比强度、比刚度、较好的抗应力腐蚀性、较高的断裂韧性和优良加工性能等优点，被广泛地应用于航空航天、兵器装备和交通运输等领域，特别是在航空航天领域中占有非常重要的地位，是该领域最重要的结构材料之一。然而，这种高强铝合金虽然具有较高的比强度，但是其焊接性能较差，熔焊过程中极易出现凝固裂纹，严重损害其力学性能限制其工业应用。
在目前已有的抑制铝合金焊接凝固裂纹的焊丝中，Al-Si焊丝由于其铸造性能比较好、制丝过程比较容易，在焊接过程中易形成大量低熔点共晶物，利用其“愈合作用”降低凝固裂纹倾向，因而在实际生产过程中广泛应用，但其强度不高，难以满足对性能要求较高领域的生产需求。因此，研发新型药芯焊丝、改进实心焊丝是抑制高强铝合金焊接过程中凝固裂纹是两个重要方向。专利201911420553.1公开了一种含TiB2颗粒的铝合金焊丝用于解决7系铝合金焊接开裂问题，但是该焊材在制备过程中，TiB2是采用外加颗粒形式与铝基体结合，焊接过程中增强颗粒与基体的润湿性不好，易导致界面的结合强度降低而限制其生产使用；同时该焊丝是采用铸造后铸坯挤压而成，且在铸造过程中需要真空除气，制造成本高且工序复杂，不利于其推广使用。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种能抑制高强铝合金凝固裂纹的绞线焊丝及其制备方法，其通过选取多种实芯焊丝为原材料，通过添加药粉合金化，在抑制高强铝合金焊接过程中出现凝固裂纹的基础上，通过细化晶粒提高其焊缝强度、克服其接头软化问题。此外，晶粒的细化程度是通过中心丝中锆焊丝的比例控制的，易于调整。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种能抑制高强铝合金凝固裂纹的绞线焊丝，所述绞线焊丝包括中心丝、外围丝及药粉，所述中心丝由多根实芯焊丝绞合而成；所述外围丝设置在所述中心丝的外周，其包括多根实芯焊丝，所述外围丝绕所述中心丝一起绞合而成所述绞线焊丝的焊丝主体，所述药粉挤压填充在组成所述焊丝主体的实芯焊丝之间的间隙中；
组成所述中心丝的多根实芯焊丝中包括锆焊丝和铝合金焊丝。
进一步地，所述中心丝是由三根实芯焊丝绞合而成，所述外围丝包括六根实芯焊丝；所述药粉包括合金剂、活性剂及助燃剂。
进一步地，所述合金剂包括以下质量份数的组分：1.2份～4.9份金属Cu粉、1.2份～2.9份金属Mg、0.07份～0.6份金属Mn粉及0.05份～0.4份金属Cr粉；所述活性剂包括以下质量份数的组分：3份～12份钛白粉、5份～12份氧化铬、0～12份氟化钠、0～11份氟化锂、0～8份氟锆酸钾、0.1～1.0份硬脂酸钠及0.1～1.0份氧化铈；所述助燃剂包括以下质量分数的组分：0～4份氯酸钾、0～2份氧化镁及0.1～1份稀土钪锆合金粉，其中稀土钪锆质量比为3：1。
进一步地，所述中心丝的直径为组成所述外围丝的实芯焊丝直径的1.015～1.030倍。
进一步地，所述合金剂包括以下质量份数的组分：1.2～4.2份Cu粉、1.2～2.5份Mg粉、0.3～0.5份Mn粉、0.2～0.4份Cr粉；所述活性剂包括以下质量份数的组分：5～10份钛白粉、5～10份氧化铬、5～8份氟化钠、4～10份氟化锂、2～8份氟锆酸钾、0.1～0.8份硬脂酸钠、0.1～0.6份氧化铈；所述助燃剂包括以下质量份数的组分：2～3份氯酸钾、1～2份氧化镁及0.1～1份稀土钪锆合金粉。
进一步地，所述中心丝上及所述外围丝上均形成有硼砂层，所述药粉通过所述硼砂层粘附在实芯焊丝之间的间隙处。
进一步地，所述硼砂层的厚度为0.25～0.50μm。
进一步地，所述中心丝包括一股锆焊丝及两股铝合金焊丝，所述外围丝包括六股铝合金焊丝；或者，
所述中心丝包括两股锆焊丝及一股铝合金焊丝，所外围丝包括六股铝合金焊丝；或者，
所述中心丝包括三股锆焊丝，所述外围丝包括六股SAl2319铝合金焊丝。
按照本发明的另一个方面，提供了一种能抑制高强铝合金凝固裂纹的绞线焊丝的制备方法，所述制备方法用于制备如上所述的能抑制高强铝合金凝固裂纹的绞线焊丝。
进一步地，分别通过膨化处理使得所述中心丝及所述外围丝的表面形成一层硼砂层后，在150℃～200℃的温度下，将药粉挤压入焊丝之间的间隙内。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，本发明提供的能抑制高强铝合金凝固裂纹的绞线焊丝及其制备方法主要具有以下有益效果：
1.组成所述中心丝的实芯焊丝包括锆焊丝，通过控制中心丝中锆焊丝所占的比例来改变焊缝熔敷金属中锆的含量进而控制晶粒的细化程度，最终抑制高强铝合金焊接过程中的凝固裂纹。此外，在中心丝间隙和中心丝与外围丝间隙中均布满药粉，起到改善焊缝成型、稳定电弧、增大熔深、降低飞溅的作用。
2.Zr与基材作用生成Al3Zr，其冶金化学反应为[Zr]+3Al→Al3Zr，生成的Al3Zr相可作为形核核心促使α-Al生成细小等轴晶，由于细小等轴晶粒更易协调晶粒之间的变形从而抑制凝固裂纹；细小的Al3Zr相
与Al基体/>
具有相似的晶体结构，因此具有良好的晶体共格关系，同时由于Al3Zr相是原位反应生成的，而非是外加形式进入基体，因此两相界面间干净无污染；除此之外，Al3Zr颗粒能起到钉扎位错的作用，阻止位错运动，提高接头强度。
3.抑制高强铝合金凝固裂纹的绞线焊丝与实芯焊丝相比，具有成分调整灵活，生产工艺简单，成本低；同时该焊丝与药芯焊丝相比送丝性能好、适用于高速送丝的大电流焊接。
4.抑制高强铝合金凝固裂纹的绞线焊丝通过选取多种实芯焊丝为原材料，通过添加药粉合金化，在抑制高强铝合金焊接过程中出现凝固裂纹的基础上，通过细化晶粒提高其焊缝强度、克服其接头软化问题。
5.抑制高强铝合金凝固裂纹的绞线焊丝添加活性剂，改善焊缝成型，增大熔深，减少焊接飞溅，电弧稳定性显著提高，气体保护焊时适用于全位置焊接。
6.抑制高强铝合金凝固裂纹的绞线焊丝可以做成直径1.6mm的，用于气体保护焊或激光电弧复合焊，亦可以制作成3.6mm的，适用于大电流焊接，生产效率进一步提高。
7.本发明抑制高强铝合金凝固裂纹的绞线焊丝生产工艺简单，设备投资少，生产成本低，克服了药芯焊丝生产成本投资大、生产成本高、价格昂贵等问题。
8.本发明抑制高强铝合金凝固裂纹的绞线焊丝可以是任意长度的，亦可层绕成盘，适用于连续自动化焊接，除了用于气体保护焊接外，还可用于激光填丝焊、激光电弧复合焊等多种焊接方法。
附图说明
图1是本发明提供的一种能抑制高强铝合金凝固裂纹的绞线焊丝的横截面示意图，其中，1-中心丝，2-外围丝，3-药粉；
图2是本发明提供的能抑制高强铝合金凝固裂纹的绞线焊丝作用下焊缝金属的金相组织图；
图3中的(a)、(b)、(c)分别是绞线焊丝作用下生成Al3Zr相、Al、Zr的SEM图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
请参阅图1、图2及图3，本发明提供了一种能抑制高强铝合金凝固裂纹的绞线焊丝，所述绞线焊丝包括中心丝1、外围丝2及药粉3，所述中心丝1由多根实芯焊丝绞合而成；所述外围丝2设置在所述中心丝1的外周，其包括多根实芯焊丝，所述外围丝2绕所述中心丝1绞合而成所述绞线焊丝的焊丝主体，所述药粉3挤压填充在组成所述焊丝主体的实芯焊丝之间的间隙中。组成所述中心丝1的多根实芯焊丝中包括锆焊丝和铝合金焊丝。
本实施方式中，所述中心丝1是由三根实芯焊丝绞合而成，所述外围丝2包括六根实芯焊丝；所述药粉包括合金剂、活性剂及助燃剂，其中所述合金剂包括以下质量份数的组分：1.2份～4.9份金属Cu粉、1.2份～2.9份金属Mg、0.07份～0.6份金属Mn粉及0.05份～0.4份金属Cr粉。所述活性剂包括以下质量份数的组分：3份～12份钛白粉、5份～12份氧化铬、0～12份氟化钠、0～11份氟化锂、0～8份氟锆酸钾、0.1～1.0份硬脂酸钠及0.1～1.0份氧化铈。所述助燃剂包括以下质量份数的组分：所述助燃剂包括以下质量份数的组分：2～3份氯酸钾、1～2份氧化镁及0.1～1份稀土钪锆合金粉。
所述绞线焊丝的横截面为圆形，直径为1.6mm～3.6mm；该圆形横截面的正中为中心丝1的横截面，周围分布有外围丝2的横截面，中心丝1的直径是外围丝2的直径的1.015～1.030倍，中心丝1和外围丝2的横截面的间隙均布满药粉。
所述中心丝1是由3股实芯焊丝绞合而成，三股实芯焊丝是由锆焊丝和铝合金焊丝组成，通过控制3股实芯焊丝绞合而成的中心丝1中锆焊丝所占的比例来改变焊缝熔敷金属中锆的含量进而控制晶粒的细化程度，最终抑制高强铝合金焊接过程中的凝固裂纹，同时在中心丝间隙和中心丝与外围丝间隙中均布满药粉，起到改善焊缝成型、稳定电弧、增大熔深、降低飞溅、促进燃烧、净化焊缝金属的作用。锆丝中锆的质量分数不小于99.9％，铝合金焊丝中铝的质量分数不小于99％。
在一个实施方式中，所述合金剂包括以下质量份数的组分：1.2～4.2份Cu粉、1.2～2.5份Mg粉、0.3～0.5份Mn粉、0.2～0.4份Cr粉；所述活性剂包括以下质量份数的组分：5～10份钛白粉、5～10份氧化铬、5～8份氟化钠、4～10份氟化锂、2～8份氟锆酸钾、0.1～0.8份硬脂酸钠、0.1～0.6份氧化铈。所述助燃剂包括以下质量份数的组分：2～3份氯酸钾、1～2份氧化镁及0.1～1份稀土钪锆合金粉。
Mg粉、Cu粉、Mn粉、Cr粉等金属粉以质量纯度大于99.9％的高纯金属粉的形式加入，金属粉末为球形或近球形，粉末粒度为30～50μm，氧含量低于50ppm。
其中，活性剂中钛白粉成分中以质量百分比TiO2含量不低于97％，氧化铬成分中以质量百分比计Cr2O3不低于96％，氟化钠成分中以质量百分比计NaF不低于95％，氟化锂成分中以质量百分比计LiF不低于97％，氟锆酸钾的成分以质量百分比计K2ZrF6不低于95％，硬脂酸钠的成分以质量百分比计CH3(CH2)16COONa不低于98％，氧化铈的成分以质量百分比计CeO2不低于99％。氯酸钾的成分以质量百分比计KClO3不低于97％，氧化镁的成分以质量百分比计MgO不低于98％，稀土钪锆合金粉中钪锆质量比为3：1，且钪、锆的质量纯度为99.9～99.99％。
所述药粉中不允许影响性能的杂质，且经混合处理制成的药粉粒径不超过50μm。
所述焊丝中的成分及作用如下：
Zr：与基材作用生成Al3Zr，其冶金化学反应为[Zr]+3Al→Al3Zr，生成的Al3Zr相可作为形核核心促使α-Al生成细小等轴晶，由于细小等轴晶粒更易协调晶粒之间的变形从而抑制凝固裂纹；细小的Al3Zr相
与Al基体/>
具有相似的晶体结构，因此具有良好的晶体共格关系，同时由于Al3Zr相是原位反应生成的，而非是外加形式进入基体，因此两相界面间干净无污染；除此之外，Al3Zr颗粒能起到钉扎位错的作用，阻止位错运动，提高接头强度。
上述药粉中合金粉的主要作用如下：
Cu：起固溶强化作用，提高合金的机械性能；
Mg：有利于提高焊缝硬度，同时又不会使塑性明显降低；
Mn：起微合金化、强韧性作用，降低焊缝的腐蚀敏感性，尤其是抗应力腐蚀开裂能力得到提高；
Cr:与Mn效果相似，与Mn同时加入起协同作用。
上述药粉中活性剂的主要作用如下：
钛白粉的作用是稳定电弧，改善焊缝成形，增加焊缝熔深，同时钛白粉的加入能够提高药粉与焊丝的结合强度。氧化铬的作用主要作用是改善焊缝成型，增加焊缝熔深，氟化锂和氟化钠作用是稳弧、降低熔敷金属中扩散氢含量，改善焊缝成形，氟锆酸钾的作用是稳定电弧，降低熔敷金属中扩散氢含量，氧化铈的作用是降低熔滴的表面张力，促使熔滴过渡减少飞溅，硬脂酸钠主要作为润滑剂，提高焊丝的送丝性能，同时增加药粉和焊丝的结合强度。
上述药粉中中助燃剂的主要作用如下：
考虑的焊丝中锆焊丝与铝合金焊丝熔点具有较大差异(其中锆焊丝熔点1800℃，铝焊丝熔点600℃)，因此加入氯酸钾提升焊丝主体的燃烧性能、保证焊丝在焊接过程中能够熔化充分，同时氧化镁能促进焊丝燃烧，稀土钪锆合金粉不仅能促进焊丝燃烧，作为稀土元素还能净化焊缝金属。
本发明还提供了一种如上所述的能抑制高强铝合金凝固裂纹的绞线焊丝的制备方法，所述制备方法主要包括以下步骤：
(1)选用市售实芯焊丝，焊丝表面油、锈清洗干净。
(2)将3股实芯焊丝进行绞合作为中心丝，采用现有的绞线机完成中心丝绞线焊丝坯料。
(3)按配方将药粉在现有常规混粉机上混合10～20分钟，将混合好的粉末用球磨机球磨到能过460目筛子(直径不超过30μm)，获得药粉粉末。其中，药粉由合金剂、活性剂和助燃剂构成，合金剂包括以下质量份数的组分：1.2～4.2份Cu粉、1.2～2.5份Mg粉、0.3～0.5份Mn粉、0.2～0.4份Cr粉，活性剂包括以下质量份数的组分：5～10份钛白粉、5～10份氧化铬、5～8份氟化钠、4～10份氟化锂、2～8份氟锆酸钾、0.1～0.8份硬脂酸钠、0.1～0.6份氧化铈；助燃剂包括以下质量份数的组分：2～3份氯酸钾、1～2份氧化镁及0.1～1份稀土钪锆合金粉。
药粉中含有不影响性能的杂质。同时该粉末颗粒在挤压填充到绞线焊丝上时具有一定的粘着性，使药粉易粘在焊丝之间的间隙处。
(4)将制成的绞线焊丝坯料，按现有的常规工艺进行硼化处理，使其表面粘附一层厚度为0.25～0.50μm的硼砂层，然后烘干，烘干温度在100℃～150℃之间。硼化处理通过拉丝机驱动，使焊丝通过现有焊丝生产中使用的硼化槽完成硼化。硼化后的焊丝表面呈现亮黑色。硼化后焊丝表面的硼砂具有一定的粘着性，可使药粉牢固地粘附在焊丝之间的间隙处；同时硼砂又是非腐蚀性助焊剂，焊接时助焊剂可降低氧化物的熔点，使金属的流动性增强，提高焊接质量。
(5)将硼化后的绞线焊丝坯料，立即通过装有药粉的粉料盒(绞线焊丝表面温度处于100℃～150℃)，将药粉压入绞线焊丝之间的间隙内。绞线焊丝坯料在现有拉丝机的驱动下，从粉料盒的一端进入，从另一端出去，出去的一端设有现有的拉丝模具，绞线焊丝坯料从拉丝模具穿过，拉丝模具出口内孔直径比绞线焊丝直径大0.01mm～0.04mm，利用拉丝模具内孔前端的锥度，将药粉挤压在绞线焊丝的间隙内，并利用硼砂的粘着性，将药粉牢固地粘结于焊丝间隙内。
(6)将获得的间隙内充满药粉的绞线焊丝，在拉丝机的驱动下，通过定径抛光模具，完成中心丝绞线焊丝。
(7)将完成的绞线焊丝作为中间丝，6股铝合金焊丝作为外围丝，采用绞线机绞合成多股绞线焊丝坯料。外围丝的直径相同，且中间丝的直径是外围丝直径的1.015～1.030倍。
(8)将步骤(7)获得的多股绞线焊丝坯料，重复步骤(4)-(5)，完成硼化压粉处理。将获得的间隙内充满药粉的绞线焊丝，在拉丝机的驱动下，通过定径抛光模具完成多股绞线焊丝，并按现有焊丝生产工艺加入市售抛光油，获得抑制高强铝合金凝固裂纹的绞线焊丝成品。上述定径抛光模具的内孔直径比绞线焊丝直径小0～0.01mm，通过该模具后，绞线焊丝的外围丝表面粘附的药粉被清理干净，表面露出金属光泽，利于焊接时导电。上述(4)-(6)步骤使用拉丝机驱动绞线焊丝沿焊丝方向运动，采用同一台拉丝机连续完成。
本实施方式所提供的一种能抑制高强铝合金凝固裂纹的绞线焊丝在气体保护焊、激光填丝焊、激光电弧复合焊焊接中应用。本实施方式所提供的焊丝可以是任意长度，亦可层绕成盘，适用于气体保护焊、激光填丝焊、激光电弧复合焊等多种焊接方法。
以下以几个具体实施例来对本发明进行进一步的详细说明。
实施例1：
本发明实施例1提供的一种能抑制高强铝合金凝固裂纹的绞线焊丝的制备方法主要包括以下步骤：
(1)选用一股锆焊丝，直径为0.2mm，型号为ERZr2，选用两股铝合金焊丝，直径为0.2mm，型号为SAl2319，保证焊丝表面油、锈清洗干净。
(2)将一股锆焊丝和两股铝合金焊丝作为制作中心丝原料，采用现有的绞线机完成中心丝绞线焊丝坯料。
(3)药粉中的合金剂包括以下质量份数的成分：3.8份Cu粉、1.8份Mg粉、0.5份Mn粉、0.2份Cr粉，活性剂包括以下质量份数的组分：10份钛白粉、8份氧化铬、5份氟化钠、8份氟化锂、5份氟锆酸钾、0.3份硬脂酸钠、0.2份氧化铈，助燃剂包括3份氯酸钾、2份氧化镁及0.8份稀土钪锆合金粉。药粉中含有不影响性能的杂质。按上述配方称取各组分粉末，将其在常规混粉机中混合15分钟，将混合好的粉末用球磨机球磨到能过460目筛子(粒径不超过30μm)，获得药粉粉末。同时该粉末颗粒挤压填充到绞线焊丝间隙上时，具有一定的粘着性，使药粉易粘在焊丝之间的间隙处。
(4)将制成的绞线焊丝坯料，按现有的工艺进行硼化处理，使其表面粘附一层厚度为0.25～0.50μm的硼砂层，然后烘干，烘干温度在100℃～150℃之间。
(5)将硼化后的绞线焊丝坯料，立即通过装有药粉的粉料盒(绞线焊丝表面温度处于100℃～150℃)，将药粉压入绞线焊丝之间的间隙内。绞线焊丝坯料在现有拉丝机的驱动下，从粉料盒的一端进入，从另一端出去，出去的一端设有现有的拉丝模具，绞线焊丝坯料从拉丝模具穿过，拉丝模具出口内孔直径比绞线焊丝直径大0.02mm～0.05mm，利用拉丝模具内孔前端的锥度，将药粉挤压在绞线焊丝的间隙内，并利用硼砂的粘着性，将药粉牢固地粘结于焊丝间隙内。
(6)将获得的间隙内充满药粉的绞线焊丝，在拉丝机的驱动下，通过定径抛光模具，完成中心丝绞线焊丝。
(7)选用步骤(6)已完成的中心丝绞线焊丝作为中间丝，6股直径为0.6mm的SAl2319铝合金焊丝作为外围丝，且中心丝的直径是外围丝直径的1.015～1.030倍，采用现有的绞线机完成多股绞线焊丝坯料。
(8)将步骤(7)获得的多股绞线焊丝坯料，重复步骤(4)-(5)，完成硼化压粉处理。将获得的间隙内充满药粉的绞线焊丝，在拉丝机的驱动下，通过定径抛光模具完成多股绞线焊丝，并按现有焊丝生产工艺加入市售抛光油，绞线焊丝的外围丝表面粘附的药粉被清理干净，表面露出金属光泽，获得直径为1.6mm的抑制高强铝合金凝固裂纹的绞线焊丝成品。上述定径抛光模具的内孔直径比绞线焊丝直径小0～0.01mm。
实施例2：
本发明实施例2提供的一种能抑制高强铝合金凝固裂纹的绞线焊丝的制备方法主要包括以下步骤：
(1)选用两股锆焊丝，直径均为为0.3mm，型号为ERZr2，选用一股铝合金焊丝，直径为0.3mm，型号为SAl2319。
(2)将两股锆焊丝和一股铝合金焊丝作为制作中心丝原料，采用现有的绞线机完成中心丝绞线焊丝坯料。
(3)药粉中的合金剂包括以下质量份数的组分：4.0份Cu粉、1.6份Mg粉、0.4份Mn粉，0.3份Cr粉，余量为活性剂；其中活性剂包括以下质量份数的组分：8份钛白粉、6份氧化铬、6份氟化钠、10份氟化锂、4份氟锆酸钾、0.4份硬脂酸钠、0.4份氧化铈，助燃剂包括2份氯酸钾、1份氧化镁及0.5份稀土钪锆合金粉。药粉中含有不影响性能的杂质。按上述配方称取各组分粉末，将其在常规混粉机中混合12分钟，将混合好的粉末用球磨机球磨到能过460目筛子(粒径不超过30μm)，获得药粉粉末。同时该粉末颗粒挤压填充到绞线焊丝间隙上时，具有一定的粘着性，使药粉易粘在焊丝之间的间隙处。
(4)将制成的绞线焊丝坯料，按现有的工艺进行硼化处理，使其表面粘附一层厚度为0.25～0.50μm的硼砂层，然后烘干，烘干温度在120℃～170℃之间。
(5)将硼化后的绞线焊丝坯料，立即通过装有药粉的粉料盒(绞线焊丝表面温度处于120℃～170℃)，将药粉压入绞线焊丝之间的间隙内。绞线焊丝坯料在现有拉丝机的驱动下，从粉料盒的一端进入，从另一端出去，出去的一端设有现有的拉丝模具，绞线焊丝坯料从拉丝模具穿过，拉丝模具出口内孔直径比绞线焊丝直径大0.02mm～0.05mm，利用拉丝模具内孔前端的锥度，将药粉挤压在绞线焊丝的间隙内，并利用硼砂的粘着性，将药粉牢固地粘结于焊丝间隙内。
(6)将获得的间隙内充满药粉的绞线焊丝，在拉丝机的驱动下，通过定径抛光模具，完成中心丝绞线焊丝。
(7)选用步骤(6)已完成的中心丝绞线焊丝作为中间丝，6股直径为0.8mm的SAl2319铝合金焊丝作为外围丝，且中心丝的直径是外围丝直径的1.015～1.030倍，采用现有的绞线机完成多股绞线焊丝坯料。
(8)将步骤(7)获得的多股绞线焊丝坯料，重复步骤(4)-(5)，完成硼化压粉处理。将获得的间隙内充满药粉的绞线焊丝，在拉丝机的驱动下，通过定径抛光模具完成多股绞线焊丝，并按现有焊丝生产工艺加入市售抛光油，绞线焊丝的外围丝表面粘附的药粉被清理干净，表面露出金属光泽，获得直径为2.4mm的抑制高强铝合金凝固裂纹的绞线焊丝成品。上述定径抛光模具的内孔直径比绞线焊丝直径小0～0.01mm。
实施例3
本发明实施例3提供的一种能抑制高强铝合金凝固裂纹的绞线焊丝的制备方法主要包括以下步骤：
(1)选用三股锆焊丝，直径均为0.4mm，型号为ERZr2。
(2)将三股锆焊丝作为制作中心丝原料，采用现有的绞线机完成中心丝绞线焊丝坯料。
(3)药粉中的合金剂包括以下质量份数的组分：4.2份Cu粉、1.4份Mg粉、0.3份Mn粉、0.4份Cr粉，余量为活性剂；其中活性剂包括以下质量份数的组分：9份钛白粉、7份氧化铬、5份氟化钠、9份氟化锂、6份氟锆酸钾、0.6份硬脂酸钠、0.5份氧化铈。助燃剂包括1份氯酸钾、0.8份氧化镁及0.3份稀土钪锆合金粉。药粉中含有不影响性能的杂质。按上述配方称取各组分粉末，将其在常规混粉机中混合20分钟，将混合好的粉末用球磨机球磨到能过460目筛子(粒径不超过30μm)，获得药粉粉末。同时该粉末颗粒挤压填充到绞线焊丝间隙上时，具有一定的粘着性，使药粉易粘在焊丝之间的间隙处。
(4)将制成的绞线焊丝坯料，按现有的工艺进行硼化处理，使其表面粘附一层厚度为0.25～0.50μm的硼砂层，然后烘干，烘干温度在150℃～200℃之间。
(5)将硼化后的绞线焊丝坯料，立即通过装有药粉的粉料盒(绞线焊丝表面温度处于150℃～200℃)，将药粉压入绞线焊丝之间的间隙内。绞线焊丝坯料在现有拉丝机的驱动下，从粉料盒的一端进入，从另一端出去，出去的一端设有现有的拉丝模具，绞线焊丝坯料从拉丝模具穿过，拉丝模具出口内孔直径比绞线焊丝直径大0.02mm～0.05mm，利用拉丝模具内孔前端的锥度，将药粉挤压在绞线焊丝的间隙内，并利用硼砂的粘着性，将药粉牢固地粘结于焊丝间隙内。
(6)将获得的间隙内充满药粉的绞线焊丝，在拉丝机的驱动下，通过定径抛光模具，完成中心丝绞线焊丝。
(7)选用已完成的中心丝绞线焊丝作为中间丝，6股直径为1.2mm的SAl2319铝合金焊丝作为外围丝，且中心丝的直径是外围丝直径的1.015～1.030倍，采用现有的绞线机完成多股绞线焊丝坯料。
将步骤(7)获得的多股绞线焊丝坯料，重复步骤(4)-(5)，完成硼化压粉处理。将获得的间隙内充满药粉的绞线焊丝，在拉丝机的驱动下，通过定径抛光模具完成多股绞线焊丝，并按现有焊丝生产工艺加入市售抛光油，绞线焊丝的外围丝表面粘附的药粉被清理干净，表面露出金属光泽，获得直径为3.6mm的能够抑制高强铝合金凝固裂纹的绞线焊丝成品。上述定径抛光模具的内孔直径比绞线焊丝直径小0～0.01mm。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种能抑制高强铝合金凝固裂纹的绞线焊丝，其特征在于：
所述绞线焊丝包括中心丝、外围丝及药粉，所述中心丝由多根实芯焊丝绞合而成；所述外围丝设置在所述中心丝的外周，其包括多根实芯焊丝，所述外围丝绕所述中心丝一起绞合而成所述绞线焊丝的焊丝主体，所述药粉挤压填充在组成所述焊丝主体的实芯焊丝之间的间隙中；
组成所述中心丝的多根实芯焊丝中包括锆焊丝和铝合金焊丝。
2.如权利要求1所述的能抑制高强铝合金凝固裂纹的绞线焊丝，其特征在于：所述中心丝是由三根实芯焊丝绞合而成，所述外围丝包括六根实芯焊丝；所述药粉包括合金剂、活性剂及助燃剂。
3.如权利要求2所述的能抑制高强铝合金凝固裂纹的绞线焊丝，其特征在于：所述合金剂包括以下质量份数的组分：1.2份～4.9份金属Cu粉、1.2份～2.9份金属Mg、0.07份～0.6份金属Mn粉及0.05份～0.4份金属Cr粉；所述活性剂包括以下质量份数的组分：3份～12份钛白粉、5份～12份氧化铬、0～12份氟化钠、0～11份氟化锂、0～8份氟锆酸钾、0.1～1.0份硬脂酸钠及0.1～1.0份氧化铈；所述助燃剂包括以下质量份数的组分：0～4份氯酸钾、0～2份氧化镁及0.1～1份稀土钪锆合金粉；稀土钪锆合金粉中钪锆质量比为3：1，且钪、锆的质量纯度为99.9～99.99％。
4.如权利要求1所述的能抑制高强铝合金凝固裂纹的绞线焊丝，其特征在于：所述中心丝的直径为组成所述外围丝的实芯焊丝直径的1.015～1.030倍。
5.如权利要求2所述的能抑制高强铝合金凝固裂纹的绞线焊丝，其特征在于：所述合金剂包括以下质量份数的组分：1.2～4.2份Cu粉、1.2～2.5份Mg粉、0.3～0.5份Mn粉、0.2～0.4份Cr粉，所述活性剂包括以下质量份数的组分：5～10份钛白粉、5～10份氧化铬、5～8份氟化钠、4～10份氟化锂、2～8份氟锆酸钾、0.1～0.8份硬脂酸钠、0.1～0.6份氧化铈；所述助燃剂包括以下质量分数的组分：0～3份氯酸钾、0～2份氧化镁及0.1～1份稀土钪锆合金粉。
6.如权利要求1-5任一项所述的能抑制高强铝合金凝固裂纹的绞线焊丝，其特征在于：所述中心丝上及所述外围丝上均形成有硼砂层，所述药粉通过所述硼砂层粘附在实芯焊丝之间的间隙处。
7.如权利要求6所述的能抑制高强铝合金凝固裂纹的绞线焊丝，其特征在于：所述硼砂层的厚度为0.25～0.50μm。
8.如权利要求1-5任一项所述的能抑制高强铝合金凝固裂纹的绞线焊丝，其特征在于：所述中心丝包括一股锆焊丝及两股铝合金焊丝，所述外围丝包括六股铝合金焊丝；或者，
所述中心丝包括两股锆焊丝及一股铝合金焊丝，所外围丝包括六股铝合金焊丝；或者，
所述中心丝包括三股锆焊丝，所述外围丝包括六股SAl2319铝合金焊丝。
9.一种能抑制高强铝合金凝固裂纹的绞线焊丝的制备方法，其特征在于：所述制备方法用于制备权利要求1-8任一项所述的能抑制高强铝合金凝固裂纹的绞线焊丝。
10.如权利要求9所述的能抑制高强铝合金凝固裂纹的绞线焊丝的制备方法，其特征在于：分别通过膨化处理使得所述中心丝及所述外围丝的表面形成一层硼砂层后，在150℃～200℃的温度下，将药粉挤压入焊丝之间的间隙内。
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