CN117415507A - 低应力绿色环保铝钢接头熔钎焊用材料及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开低应力绿色环保铝钢接头熔钎焊用材料，包括药芯和焊皮，其中药粉按质量百分比由以下组分组成：Ag粉40～50％，Mo粉10～20％，Cr粉5～10％，B粉2～5％，Y2O3+CeO2粉0.5～1％，余量为Ni粉，以上组分质量百分比之和为100％。该材料解决铝‑钢对接接头焊接时的脆性相生成、焊接残余应力大的难题。本发明还提供了低应力绿色环保铝钢接头熔钎焊用材料的制备方法及采用低应力绿色环保铝钢接头熔钎焊用材料制备铝钢对接接头的方法。
Description
技术领域
本发明属于金属材料焊接技术领域，具体涉及一种低应力绿色环保铝钢接头熔钎焊用材料，本发明还涉及低应力绿色环保铝钢接头熔钎焊用材料的制备方法及采用低应力绿色环保铝钢接头熔钎焊用材料制备铝钢对接接头的方法。
背景技术
异种材料的焊接连接一直以来都受到工程实际的关注，这是因为异种材料接头兼有两种材料的优异性能。比如，铝-钢异种材料接头，即有钢的高强度特点，又有铝合金低密度、优异耐蚀的特点。但是，异种材料的焊接往往存在较多的问题，首先是有些异种材料组合之间的固溶度较低，焊接连接会存在脆性相生成问题，比如铝-钢、钛-钢、钛-镍这些组合，接头会因为生成脆性金属间化合物而发生开裂，导致连接失败。另一种原因是由于异种材料之间热物理性能参数的不一致，比如铝和钢之间的线膨胀系数、导热率等差异较大，导致焊接的时候焊接残余应力往往在接头集中，焊接残余应力与后期接头运行时的工作应力叠加，会导致结构的提前失效。目前对于铝-钢异种材料的焊接，普遍在钢材表面采用镀锌工艺制备镀锌层，通过镀锌层来解决铝-钢之间脆性相生成问题。然而，工人在进行镀锌板焊接时，镀锌层会产生氧化锌烟雾，工人吸入氧化锌烟雾后会造成金属烟雾热，导致中毒。
因此，针对铝-钢这种具有广泛应用前景的异种材料接头，为了实现其大规模应用，需要解决其脆性相的生成和接头应力等问题外，还需要解决绿色环保等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种低应力绿色环保铝钢接头熔钎焊用材料，解决铝-钢对接接头焊接时的脆性相生成、焊接残余应力大的难题。
本发明的另一个目的是提供一种低应力绿色环保铝钢接头熔钎焊用材料的制备方法。
本发明的第三个目的是提供一种采用低应力绿色环保铝钢接头熔钎焊用材料制备铝钢对接接头的方法。
本发明所采用的第一个技术方案是，低应力绿色环保铝钢接头熔钎焊用材料，包括药芯和焊皮，其中药粉按质量百分比由以下组分组成：Ag粉40～50％，Mo粉10～20％，Cr粉5～10％，B粉2～5％，Y2O3+CeO2粉0.5～1％，余量为Ni粉，以上组分质量百分比之和为100％。
本发明的特征还在于，
各个药粉的纯度均大于99.9％，各个药粉的粒度均是200～300目。
焊皮为Inconel 625带，Inconel 625带厚度0.3mm，宽度7mm。
低应力绿色环保铝钢接头熔钎焊用材料为药芯焊丝，药芯焊丝中药芯粉末的填充量控制在28wt％～32wt％。
本发明所采用的第二个技术方案是，低应力绿色环保铝钢接头熔钎焊用材料的制备方法，具体步骤如下：
步骤1：按质量百分比分别称取Ag粉40～50％，Mo粉10～20％，Cr粉5～10％，B粉2～5％，Y2O3+CeO2粉0.5～1％，余量为Ni粉，以上组分质量百分比之和为100％；
步骤2：将步骤1称取的粉末，置于真空加热炉内加热、保温，去除药粉中的结晶水，真空加热炉内加热温度为100℃～150℃，保温时间为30min～40min；烘干后的药粉放置于混粉机中进行充分的混合，混粉机中混合时间为30min～40min；
步骤3：采用酒精去除Inconel 625镍带表面的油脂，通过药芯焊丝拉丝设备把步骤2制备得到的药粉包裹在Inconel 625镍带内，第一道拉拔磨具孔径为2.6mm；药芯焊丝中药芯粉末的填充量控制在28wt％～32wt％；
步骤4：第一道工序拉拔完毕后，将磨具孔径依次换至2.3mm，2.0mm，1.8mm，1.6mm，1.4mm，1.2mm进行拉拔，最终获得的药芯焊丝直径为1.2mm；
步骤5：药芯焊丝拉拔完毕后，经绕丝机缠绕在焊丝盘上，最终密封在药芯焊丝真空包装袋内待用。
本发明所采用的第三个技术方案是，采用上述的低应力绿色环保铝钢接头熔钎焊用材料制备铝钢对接接头的方法，具体为：
(1)对铝板和钢板开不对称V型坡口，对钢板和铝板坡口表面进行机械打磨，去除氧化皮，并用酒精擦拭去除油污；
(2)采用上述的低应力绿色环保铝钢接头熔钎焊用材料在钢板上进行堆焊焊接，堆焊层厚度为2.0mm～3.0mm，焊接电源选择CMT电源，焊接电流180A～200A，保护气体为混合气，混合气按体积百分比由以下组分组成：98％Ar+2％O2；
(3)采用上述的低应力绿色环保铝钢接头熔钎焊用材料进行铝板和钢板的对接焊接，焊接时组对间隙为0mm～0.5mm，焊接电源选择CMT电源，焊接电流180A～200A；保护气体为混合气，混合气按体积百分比由以下组分组成：98％Ar+2％O2；采用多层多道焊形式完成铝和钢的对接连接。
本发明的特征还在于，
在铝板和钢板上开不对称V型坡口具体为：铝板一侧的坡口角度为15±5°，钢板一侧的坡口角度35±5°，不留钝边。
本发明的有益效果是：
(1)在材料方面，本发明的材料为镍基焊丝，以Ni元素为主，根据Ni-Fe二元相图可知，Ni与Fe之间结合良好，并且两者熔点接近，可以保证较好的结合强度；根据Ni-Al二元相图可知，Ni中可以固溶的Al可达11％。此外，本发明选择多种合金元素，提高焊缝金属的性能，本发明还在焊丝中加入润湿性较好的Ag元素，提高液态金属与Al侧钢板的润湿性，保证成型。
(2)在工艺方面，本发明方法一方面选择与铝熔点差异较大的Ni基合金作为焊材体系，从而焊接的时候实现熔-钎焊的效果；另一方面选择先在钢侧堆焊Ni基合金，然后再进行钢(堆焊了Ni基)和铝的焊接，从而充分保证了Al和Fe元素的隔绝，抑制了Fe-Al脆性相的生成。
(3)在推广应用方面，本发明方法选择镍基焊丝，相比传统的镀锌板工艺，绿色无污染，避免了工人发生氧化锌中毒的风险。本发明选择的焊接工艺为CMT电弧熔化焊工艺，操作简便，灵活。本发明通过开发一种低应力绿色环保铝钢接头熔钎焊用材料，并配合合理的工艺参数，解决铝-钢异种材料焊接连接时出现的脆性相、应力集中和氧化锌中等等问题，从而实现铝-钢接头的高质量制备。
附图说明
图1为本发明中铝钢对接接头坡口形式示意图；
图2为本发明铝钢金属板对接焊接过程示意图；
图3为实施例2制备的镍基药芯焊丝焊接所得铝钢对接接头拉伸断口形貌图；
图4实施例2制备的镍基药芯焊丝在钢板上进行堆焊后，镍基堆焊层与钢板界面的显微组织图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明提供一种低应力绿色环保铝钢接头熔钎焊用材料，包括药芯和焊皮，其中药粉按质量百分比由以下组分组成：Ag粉40～50％，Mo粉10～20％，Cr粉5～10％，B粉2～5％，Y2O3+CeO2粉0.5～1％，余量为Ni粉，以上组分质量百分比之和为100％。
各个药粉的纯度均大于99.9％，各个药粉的粒度均是200～300目。
焊皮为Inconel 625带，Inconel 625带厚度0.3mm，宽度7mm。
低应力绿色环保铝钢接头熔钎焊用材料为药芯焊丝，药芯焊丝中药芯粉末的填充量控制在28wt％～32wt％。
该药芯焊丝中各组分的作用和功能如下：
(1)Ni元素作为药芯焊丝的主要组元。Ni首先是在钢板上进行堆焊连接，从Fe-Ni二元相图可知，Ni和Fe之间可以无限固溶，焊接性好。根据Al-Ni二元相图可知，虽然Ni在Al中的固溶度很低，但是Al在Ni中的固溶度可以最大达到11％，所以当进行堆焊了镍的钢和铝的对接焊接时，采用镍基焊丝，并借助熔-钎焊工艺，可以保证镍基焊缝与铝板之间优异的冶金结合。
(2)Ag元素作为药粉的主要组元。根据Ni-Ag二元相图可知，两者不生成脆性相。根据Al-Ag二元相图可知，Al中可以固溶的Ag含量较高，因此焊丝中Ag的加入可以起到连接铝和镍焊缝的作用。此外，Ag的熔点较高，流动性能好，焊丝中加入Ag可以降低焊丝熔点，减少铝侧母材的熔化，提高液态镍基焊缝金属的流动性，保证焊缝成形。另外，Ag由于材质较软，还可以起到缓和接头焊接残余应力的作用。
(3)Mo元素作为药粉的主要组元。根据Mo-Ni二元相图可知，Ni中可以固溶的Mo含量较高，因此镍基焊缝中添加Mo可以提高焊缝的强度。Mo和Fe之间焊接性良好，可以提高镍基焊缝与钢板之间的结合强度。
(4)Cr元素作为药粉的主要组元，根据Fe-Cr二元相图可知，Cr在Fe中的固溶度较高，Cr是钢铁材料常用的添加元素，不仅可以通过固溶强化提高钢的强度，而且还可以改善焊缝的耐蚀性能。但是Al和Cr之间会生成脆性金属间化合物，因此需要控制焊缝中Cr元素的加入。
(5)B元素作为药粉的主要组元，B的加入可以进一步降低镍基焊缝的熔点，提高液态金属的流动性，从而减少铝侧钢板的熔化，抑制Fe-Al脆性相的生成。
(6)Y2O3+CeO2元素在药粉中少量添加。Y2O3+CeO2作为复合稀土氧化物，由于镍基单相组织晶粒粗大，稀土元素添加之后可以有效细化镍基焊缝的晶粒，并且具有净化晶界，提高晶界结合强度的作用。此外，采用复合稀土氧化物添加相比采用单一稀土元素的添加，其细化晶粒的效果更佳显著。
本发明还提供一种低应力绿色环保铝钢接头熔钎焊用材料的制备方法，具体步骤如下：
步骤1：按质量百分比分别称取Ag粉40～50％，Mo粉10～20％，Cr粉5～10％，B粉2～5％，Y2O3+CeO2粉0.5～1％，余量为Ni粉，以上组分质量百分比之和为100％；
步骤2：将步骤1称取的粉末，置于真空加热炉内加热、保温，去除药粉中的结晶水，真空加热炉内加热温度为100℃～150℃，保温时间为30min～40min；烘干后的药粉放置于混粉机中进行充分的混合，混粉机中混合时间为30min～40min；
步骤3：采用酒精去除Inconel 625镍带表面的油脂，通过药芯焊丝拉丝设备把步骤2制备得到的药粉包裹在Inconel 625镍带内，第一道拉拔磨具孔径为2.6mm；药芯焊丝中药芯粉末的填充量控制在28wt％～32wt％；
步骤4：第一道工序拉拔完毕后，将磨具孔径依次换至2.3mm，2.0mm，1.8mm，1.6mm，1.4mm，1.2mm进行拉拔，最终获得的药芯焊丝直径为1.2mm；
步骤5：药芯焊丝拉拔完毕后，经绕丝机缠绕在焊丝盘上，最终密封在药芯焊丝真空包装袋内待用。
本发明还提供一种采用上述的低应力绿色环保铝钢接头熔钎焊用材料制备铝钢对接接头的方法，具体为：
(1)对铝板和钢板开不对称V型坡口，对钢板和铝板坡口表面进行机械打磨，去除氧化皮，并用酒精擦拭去除油污；
(2)采用上述的低应力绿色环保铝钢接头熔钎焊用材料在钢板上进行堆焊焊接，堆焊层厚度为2.0mm～3.0mm，焊接电源选择CMT电源，焊接电流180A～200A；保护气体为混合气，混合气按体积百分比由以下组分组成：98％Ar+2％O2；(3)采用上述的低应力绿色环保铝钢接头熔钎焊用材料进行铝板和钢板的对接焊接，焊接时组对间隙为0mm～0.5mm，焊接电源选择CMT电源，焊接电流180A～200A；保护气体为混合气，混合气按体积百分比由以下组分组成：98％Ar+2％O2；采用多层多道焊形式完成铝和钢的对接连接。
在铝板和钢板上开不对称V型坡口具体为：铝板一侧的坡口角度为15±5°，钢板一侧的坡口角度35±5°，不留钝边。
实施例1
步骤1：按质量百分比分别称取Ag粉40％，Mo粉10％，Cr粉5％，B粉2％，Y2O3粉0.1％，CeO2粉0.4％，余量为Ni粉，以上组分质量百分比之和为100％。各个药粉的纯度均大于99.9％，各个药粉的粒度均是300目。
步骤2：将步骤1称取的粉末，置于真空加热炉内加热、保温，去除药粉中的结晶水，真空加热炉内加热温度为100℃，保温时间为30min；烘干后的药粉放置于混粉机中进行充分的混合，混粉机中混合时间为30min；
步骤3：采用酒精去除Inconel 625镍带表面的油脂，通过药芯焊丝拉丝设备把步骤2制备得到的药粉包裹在Inconel 625镍带内，第一道拉拔磨具孔径为2.6mm；药芯焊丝中药芯粉末的填充量控制在32wt％；
步骤4：第一道工序拉拔完毕后，将磨具孔径依次换至2.3mm，2.0mm，1.8mm，1.6mm，1.4mm，1.2mm进行拉拔，最终获得的药芯焊丝直径为1.2mm；
步骤5：药芯焊丝拉拔完毕后，经绕丝机缠绕在焊丝盘上，最终密封在药芯焊丝真空包装袋内待用。
采用实施例1制备的镍基药芯焊丝进行铝钢对接焊接时，铝钢坡口形式如图1所示：开不对称V型坡口，其中铝板一侧的坡口尺寸为10°，钢板一侧的坡口尺寸30°，不留钝边，焊接时组对间隙为0mm。
采用上述药芯焊丝和对应的坡口形式进行铝钢对接焊接，制备铝钢对接接头的方法如下(如图2所示)：
(1)铝板和钢板开不对称V型坡口，对钢板和铝板坡口表面进行机械打磨，去除氧化皮，并用酒精擦拭去除油污；
(2)采用上述的低应力绿色环保铝钢接头熔钎焊用材料在钢板上进行堆焊焊接，堆焊层厚度为2.0mm，焊接电源选择CMT电源，焊接电流180～200A，保护气体为混合气，混合气按体积百分比由以下组分组成：98％Ar+2％O2；
(3)采用上述的低应力绿色环保铝钢接头熔钎焊用材料进行铝板和钢板的对接焊接，焊接时组对间隙为0mm，焊接电源选择CMT电源，焊接电流180～200A，保护气体为混合气，混合气按体积百分比由以下组分组成：98％Ar+2％O2，采用多层多道焊形式完成铝和钢的对接连接。
上述焊接所得的铝钢对接接头结构检测结果如下：
(1)接头经过表面渗透检测，无裂纹缺陷产生；
(2)镍基焊缝以单相奥氏体组织为主，镍基焊缝与钢基体和铝焊缝之间结合良好；
(3)制备接头拉伸试样，测试结果显示接头抗拉强度221MPa，断后延伸率32％，断裂位置在Al母材热影响区处。
实施例2
步骤1：按质量百分比分别称取Ag粉50％，Mo粉20％，Cr粉10％，B粉5％，Y2O3粉0.5％，CeO2粉0.5％，余量为Ni粉，以上组分质量百分比之和为100％。各个药粉的纯度均大于99.9％，各个药粉的粒度均是200目。
步骤2：将步骤1称取的粉末，置于真空加热炉内加热、保温，去除药粉中的结晶水，真空加热炉内加热温度为150℃，保温时间为40min；烘干后的药粉放置于混粉机中进行充分的混合，混粉机中混合时间为40min；
步骤3：采用酒精去除Inconel 625镍带表面的油脂，通过药芯焊丝拉丝设备把步骤2制备得到的药粉包裹在Inconel 625镍带内，第一道拉拔磨具孔径为2.6mm；药芯焊丝中药芯粉末的填充量控制在28wt％；
步骤4：第一道工序拉拔完毕后，将磨具孔径依次换至2.3mm，2.0mm，1.8mm，1.6mm，1.4mm，1.2mm进行拉拔，最终获得的药芯焊丝直径为1.2mm；
步骤5：药芯焊丝拉拔完毕后，经绕丝机缠绕在焊丝盘上，最终密封在药芯焊丝真空包装袋内待用。
采用实施例2制备的镍基药芯焊丝进行铝钢对接焊接时，铝钢坡口形式如图1-2所示：开不对称V型坡口，其中铝板一侧的坡口尺寸为20°，钢板一侧的坡口尺寸40°，不留钝边，焊接时组对间隙为0.5mm。
采用上述药芯焊丝和对应的坡口形式进行铝钢对接焊接，制备铝钢对接接头的方法如下(如图2所示)：
(1)铝板和钢板开不对称V型坡口，对钢板和铝板坡口表面进行机械打磨，去除氧化皮，并用酒精擦拭去除油污；
(2)采用上述的低应力绿色环保铝钢接头熔钎焊用材料在钢板上进行堆焊焊接，堆焊层厚度为3.0mm，焊接电源选择CMT电源，焊接电流180～200A，保护气体为混合气，混合气按体积百分比由以下组分组成：98％Ar+2％O2；
(3)采用上述的低应力绿色环保铝钢接头熔钎焊用材料进行铝板和钢板的对接焊接，焊接时组对间隙为0.5mm，焊接电源选择CMT电源，焊接电流180～200A，保护气体为混合气，混合气按体积百分比由以下组分组成：98％Ar+2％O2，采用多层多道焊形式完成铝和钢的对接连接。
上述焊接所得的铝钢对接接头结构检测结果如下：
(1)接头经过表面渗透检测，无裂纹缺陷产生；
(2)镍基焊缝以单相奥氏体组织为主，镍基焊缝与钢基体和铝焊缝之间结合良好；
(3)制备接头拉伸试样，测试结果显示接头抗拉强度201MPa，断后延伸率35％，断裂位置在Al母材热影响区处。解决了铝-钢对接接头焊接时的脆性相生成、焊接残余应力大的难题。
图3为镍基堆焊焊缝与钢板之间的界面形貌，从图中可以看出，界面结合良好，镍基焊缝以单相奥氏体为主，晶粒细小。
图4为铝钢对接接头拉伸断口形貌(断裂在铝侧热影响区)，从图中可以看出，断口以轫窝形貌为主，韧性较好。
实施例3
步骤1：按质量百分比分别称取Ag粉45％，Mo粉15％，Cr粉7％，B粉4％，Y2O3粉0.2％，CeO2粉0.5％，余量为Ni粉，以上组分质量百分比之和为100％。
步骤2：将步骤1称取的粉末，置于真空加热炉内加热、保温，去除药粉中的结晶水，真空加热炉内加热温度为130℃，保温时间为35min；烘干后的药粉放置于混粉机中进行充分的混合，混粉机中混合时间为35min；
步骤3：采用酒精去除Inconel 625镍带表面的油脂，通过药芯焊丝拉丝设备把步骤2制备得到的药粉包裹在Inconel 625镍带内，第一道拉拔磨具孔径为2.6mm；药芯焊丝中药芯粉末的填充量控制在30wt％；
步骤4：第一道工序拉拔完毕后，将磨具孔径依次换至2.3mm，2.0mm，1.8mm，1.6mm，1.4mm，1.2mm进行拉拔，最终获得的药芯焊丝直径为1.2mm；
步骤5：药芯焊丝拉拔完毕后，经绕丝机缠绕在焊丝盘上，最终密封在药芯焊丝真空包装袋内待用。
采用实施例3制备的镍基药芯焊丝进行铝钢对接焊接时，铝钢坡口形式如图1-2所示：开不对称V型坡口，其中铝板一侧的坡口尺寸为10°，钢板一侧的坡口尺寸40°，不留钝边，焊接时组对间隙为0.3mm。
采用上述药芯焊丝和对应的坡口形式进行铝钢对接焊接，制备铝钢对接接头的方法如下(如图2所示)：
(1)铝板和钢板开不对称V型坡口，对钢板和铝板坡口表面进行机械打磨，去除氧化皮，并用酒精擦拭去除油污；
(2)采用上述的低应力绿色环保铝钢接头熔钎焊用材料在钢板上进行堆焊焊接，堆焊层厚度为2.5mm，焊接电源选择CMT电源，焊接电流180～200A，保护气体为混合气，混合气按体积百分比由以下组分组成：98％Ar+2％O2；
(3)采用上述的低应力绿色环保铝钢接头熔钎焊用材料在钢板上进行堆焊焊接，焊接时组对间隙为0.3mm，焊接电源选择CMT电源，焊接电流180～200A，保护气体为混合气，混合气按体积百分比由以下组分组成：98％Ar+2％O2，采用多层多道焊形式完成铝和钢的对接连接。
上述焊接所得的铝钢对接接头结构检测结果如下：
(1)接头经过表面渗透检测，无裂纹缺陷产生；
(2)镍基焊缝以单相奥氏体组织为主，镍基焊缝与钢基体和铝焊缝之间结合良好；
(3)制备接头拉伸试样，测试结果显示接头抗拉强度208MPa，断后延伸率37％，断裂位置在Al母材热影响区处。
实施例4
步骤1：按质量百分比分别称取Ag粉47％，Mo粉17％，Cr粉6％，B粉6％，Y2O3粉0.3％，CeO2粉0.3％，余量为Ni粉，以上组分质量百分比之和为100％。各个药粉的纯度均大于99.9％，各个药粉的粒度均是300目。
步骤2：将步骤1称取的粉末，置于真空加热炉内加热、保温，去除药粉中的结晶水，真空加热炉内加热温度为120℃，保温时间为31min；烘干后的药粉放置于混粉机中进行充分的混合，混粉机中混合时间为31min；
步骤3：采用酒精去除Inconel 625镍带表面的油脂，通过药芯焊丝拉丝设备把步骤2制备得到的药粉包裹在Inconel 625镍带内，第一道拉拔磨具孔径为2.6mm；药芯焊丝中药芯粉末的填充量控制在31wt％；
步骤4：第一道工序拉拔完毕后，将磨具孔径依次换至2.3mm，2.0mm，1.8mm，1.6mm，1.4mm，1.2mm进行拉拔，最终获得的药芯焊丝直径为1.2mm；
步骤5：药芯焊丝拉拔完毕后，经绕丝机缠绕在焊丝盘上，最终密封在药芯焊丝真空包装袋内待用。
采用实施例4制备的镍基药芯焊丝进行铝钢对接焊接时，铝钢坡口形式如图1-2所示：开不对称V型坡口，其中铝板一侧的坡口尺寸为20°，钢板一侧的坡口尺寸30°，不留钝边，焊接时组对间隙为0.2mm。
采用上述药芯焊丝和对应的坡口形式进行铝钢对接焊接，制备铝钢对接接头的方法如下(如图2所示)：
(1)铝板和钢板开不对称V型坡口，对钢板和铝板坡口表面进行机械打磨，去除氧化皮，并用酒精擦拭去除油污；
(2)采用上述的低应力绿色环保铝钢接头熔钎焊用材料在钢板上进行堆焊焊接，堆焊层厚度为2.8mm，焊接电源选择CMT电源，焊接电流180～200A，保护气体为混合气，混合气按体积百分比由以下组分组成：98％Ar+2％O2；
(3)采用上述的低应力绿色环保铝钢接头熔钎焊用材料在钢板上进行堆焊焊接，焊接时组对间隙为0.2mm，焊接电源选择CMT电源，焊接电流180～200A，保护气体为混合气，混合气按体积百分比由以下组分组成：98％Ar+2％O2，采用多层多道焊形式完成铝和钢的对接连接。
上述焊接所得的铝钢对接接头结构检测结果如下：
(1)接头经过表面渗透检测，无裂纹缺陷产生；
(2)镍基焊缝以单相奥氏体组织为主，镍基焊缝与钢基体和铝焊缝之间结合良好；
(3)制备接头拉伸试样，测试结果显示接头抗拉强度227MPa，断后延伸率35.5％，断裂位置在Al母材热影响区处。
实施例5
步骤1：按质量百分比分别称取Ag粉42％，Mo粉11％，Cr粉9％，B粉4.5％，Y2O3粉0.2％，CeO2粉0.35％，余量为Ni粉，以上组分质量百分比之和为100％。各个药粉的纯度均大于99.9％，各个药粉的粒度均是300目。
步骤2：将步骤1称取的粉末，置于真空加热炉内加热、保温，去除药粉中的结晶水，真空加热炉内加热温度为145℃，保温时间为39min；烘干后的药粉放置于混粉机中进行充分的混合，混粉机中混合时间为38min；
步骤3：采用酒精去除Inconel 625镍带表面的油脂，通过药芯焊丝拉丝设备把步骤2制备得到的药粉包裹在Inconel 625镍带内，第一道拉拔磨具孔径为2.6mm；药芯焊丝中药芯粉末的填充量控制在29wt％；
步骤4：第一道工序拉拔完毕后，将磨具孔径依次换至2.3mm，2.0mm，1.8mm，1.6mm，1.4mm，1.2mm进行拉拔，最终获得的药芯焊丝直径为1.2mm；
步骤5：药芯焊丝拉拔完毕后，经绕丝机缠绕在焊丝盘上，最终密封在药芯焊丝真空包装袋内待用。
采用实施例5制备的镍基药芯焊丝进行铝钢对接焊接时，铝钢坡口形式如图1所示：开不对称V型坡口，其中铝板一侧的坡口尺寸为10°，钢板一侧的坡口尺寸30°，不留钝边，焊接时组对间隙为0.4mm。
采用上述药芯焊丝和对应的坡口形式进行铝钢对接焊接，制备铝钢对接接头的方法如下(如图2所示)：
(1)铝板和钢板开不对称V型坡口，对钢板和铝板坡口表面进行机械打磨，去除氧化皮，并用酒精擦拭去除油污；
(2)采用上述的低应力绿色环保铝钢接头熔钎焊用材料在钢板上进行堆焊焊接，堆焊层厚度为2.9mm，焊接电源选择CMT电源，焊接电流180～200A，保护气体为混合气，混合气按体积百分比由以下组分组成：98％Ar+2％O2；
(3)采用上述的低应力绿色环保铝钢接头熔钎焊用材料在钢板上进行堆焊焊接，焊接时组对间隙为0.4mm，焊接电源选择CMT电源，焊接电流180～200A，保护气体为混合气，混合气按体积百分比由以下组分组成：98％Ar+2％O2，采用多层多道焊形式完成铝和钢的对接连接。
上述焊接所得的铝钢对接接头结构检测结果如下：
(1)接头经过表面渗透检测，无裂纹缺陷产生；
(2)镍基焊缝以单相奥氏体组织为主，镍基焊缝与钢基体和铝焊缝之间结合良好；
(3)制备接头拉伸试样，测试结果显示接头抗拉强度203MPa，断后延伸率39％，断裂位置在Al母材热影响区处。
Claims (7)
1.低应力绿色环保铝钢接头熔钎焊用材料，其特征在于，包括药芯和焊皮，其中药粉按质量百分比由以下组分组成：Ag粉40～50％，Mo粉10～20％，Cr粉5～10％，B粉2～5％，Y2O3+CeO2粉0.5～1％，余量为Ni粉，以上组分质量百分比之和为100％。
2.根据权利要求1所述的低应力绿色环保铝钢接头熔钎焊用材料，其特征在于，各个药粉的纯度均大于99.9％，各个药粉的粒度均是200～300目。
3.根据权利要求1所述的一种低应力绿色环保铝钢接头熔钎焊用材料，其特征在于，焊皮为Inconel 625带，Inconel 625带厚度0.3mm，宽度7mm。
4.根据权利要求1所述的低应力绿色环保铝钢接头熔钎焊用材料，其特征在于，低应力绿色环保铝钢接头熔钎焊用材料为药芯焊丝，药芯焊丝中药芯粉末的填充量控制在28wt％～32wt％。
5.根据权利要求1所述的低应力绿色环保铝钢接头熔钎焊用材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤1：按质量百分比分别称取Ag粉40～50％，Mo粉10～20％，Cr粉5～10％，B粉2～5％，Y2O3+CeO2粉0.5～1％，余量为Ni粉，以上组分质量百分比之和为100％；
步骤2：将步骤1称取的粉末，置于真空加热炉内加热、保温，真空加热炉内加热温度为100℃～150℃，保温时间为30min～40min；烘干后的药粉放置于混粉机中进行充分的混合，混粉机中混合时间为30min～40min；
步骤3：通过药芯焊丝拉丝设备把步骤2制备得到的药粉包裹在Inconel625镍带内，第一道拉拔磨具孔径为2.6mm；药芯焊丝中药芯粉末的填充量控制在28wt％～32wt％；
步骤4：第一道工序拉拔完毕后，将磨具孔径依次换至2.3mm，2.0mm，1.8mm，1.6mm，1.4mm，1.2mm进行拉拔，最终获得的药芯焊丝直径为1.2mm；
步骤5：药芯焊丝拉拔完毕后，经绕丝机缠绕在焊丝盘上，最终密封在药芯焊丝真空包装袋内待用。
6.采用如权利要求1-4任意一项所述的低应力绿色环保铝钢接头熔钎焊用材料制备铝钢对接接头的方法，其特征在于，具体为：
(1)对铝板和钢板开不对称V型坡口；
(2)采用如权利要求1-4任意一项所述的低应力绿色环保铝钢接头熔钎焊用材料在钢板上进行堆焊焊接，堆焊层厚度为2.0mm～3.0mm，焊接电源选择CMT电源，焊接电流180A～200A，保护气体为混合气，混合气按体积百分比由以下组分组成：98％Ar+2％O2；
(3)采用如权利要求1-4任意一项所述的低应力绿色环保铝钢接头熔钎焊用材料进行铝板和钢板的对接焊接，焊接时组对间隙为0mm～0.5mm，焊接电源选择CMT电源，焊接电流180A～200A；保护气体为混合气，混合气按体积百分比由以下组分组成：98％Ar+2％O2；采用多层多道焊形式完成铝和钢的对接连接。
7.根据权利要求6所述的低应力绿色环保铝钢接头熔钎焊用材料制备铝钢对接接头的方法，其特征在于，在铝板和钢板上开不对称V型坡口具体为：铝板一侧的坡口角度为15±5°，钢板一侧的坡口角度35±5°，不留钝边。
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