一種用于鋁及鋁合金TIG的活性焊劑及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種用于鋁及鋁合金TIG的活性焊劑及其制備方法，該活性焊劑的組分按質量百分數含量為：AlN50%~80%；TiO25%~15%；NaF1%~10%；Cr2O31%~10%；MgO1%~5%；其余為Al2O3。該活性焊劑的制備方法是按配方比例稱取各單組分的分析純試劑，混合后用球磨機球磨混勻、篩濾并放入烘箱中加熱、保溫，從而得到活性焊劑。本發明專利技術的活性焊劑在鋁合金焊接使用中可以增加熔深，在相同焊接工藝參數條件下，不僅表面成形良好，熔深增加在3倍以上，能在不預熱，不開坡口的情況下一次焊透10mm的無間隙對接接頭，大大簡化焊接工藝，提高生產效率；在活性焊劑作用下，焊縫寬度明顯減小，焊接變形減小，軟化程度減小。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及焊接材料領域，具體涉及一種用于鋁及鋁合金TIG的活性焊劑及其制備方法。
技術介紹
鋁及鋁合金具有密度小、比強度高和耐腐蝕等優點，在現代工業生產中得到了廣泛應用。由于鋁及鋁合金的導熱系數和比熱容都很大，焊接變形大，通常采用的都是能量集中的焊接方法，其中尤其是以TIG焊為最常見。采用傳統的TIG焊接鋁合金時，由于TIG焊單道焊接時焊縫熔深淺，一般不超過3mm，對于超過此厚度的焊件需要開坡口，進行多層填絲焊，甚至還需要預熱才能施焊。所以采用TIG焊焊厚板時生產效率低，焊接變形大，進而提高了施工難度和焊接成本，從而限制了其推廣應用。近年來國內外焊接學者對A-TIG 焊給予很大重視，活性化TIG焊接可使焊接熔深比常規的TIG焊增加2 3倍，能大幅提高焊接效率。但以往進行的A-TIG研究主要針對的金屬多為碳鋼、不銹鋼和鈦合金等材料，對于鋁合金A-TIG焊的研究，目前相關的報道研究成果還較少。專利CN1623721A及CN101347859A公開的活性劑中都含有劇毒物質，焊接過程中由于電弧的高溫作用使其蒸發形成有害毒性煙霧，對焊工的身體產生嚴重危害，不利于推廣應用。因此，研發出一種工藝性能好、使用性能佳而又低毒甚至無毒的專門針對鋁及鋁合金的活性焊劑具有重要的實際意義。
技術實現思路
專利技術目的為了克服現有技術中存在的不足，本專利技術提出一種用于鋁及鋁合金TIG的活性焊劑及其制備方法，克服了常規TIG焊熔深淺，效率低等缺點。技術方案為解決上述技術問題，本專利技術的一種用于鋁及鋁合金TIG的活性焊劑，包括AIN、TiO2、NaF、Cr2O3> MgO和Al2O3,上述組分按質量百分數含量如下，AlN :50% 80% ；TiO2 :5% 15% ；NaF :1% 10% ；Cr2O3 :1% 10% ；MgO :1% 5% ;其余為 Al2O30作為優選，所述的組分按質量百分數含量如下，AlN :60% 80% ；Ti02 :5% 10% ；NaF :5% 10% ；Cr2O3 :1% 5% ；MgO :1% 5% ;其余為 Al2O30作為優選，所述的組分按質量百分數含量如下，AlN 75% ；Ti02 5% ；NaF 5% ；Cr2O3 5% 5% ；MgO 5% ； Al2O3 :5%。本專利技術還公開了上述活性焊劑的制備方法，包括以下步驟， (1)按照各組分含量稱取AIN、Ti02、NaF、Cr2O3>MgO和Al2O3,將各組分的分析純試劑混合，然后用球磨機球磨混勻，得到所述組分的混合物； (2)采用100 300目篩子篩濾使混合物顆粒度達到要求； (3)將混合物放入烘箱中加熱到150°C 200°C，保溫2小時以上，得到活性焊劑。作為優選，步驟(I)中，球磨時間不低于2小時。有益效果本專利技術的活性焊劑在鋁合金焊接使用中可以取得明顯的增加熔深效果，在相同焊接工藝參數條件下，與傳統的TIG焊相比，不僅表面成形良好，熔深增加在3倍以上，能在不預熱，不開坡口的情況下一次焊透IOmm的無間隙對接接頭，大大簡化焊接工藝，提高了生產效率。在該活性焊劑作用下，焊縫寬度明顯減小，焊接變形減小，軟化程度減小，通過X光射線探傷表明裂紋和氣孔問題得到大大改善，經過金相觀察表明焊縫晶粒細化，通過力學性能試驗表明力學性能沒有受到任何影響，而且所制得的活性劑毒性較低，使用時對人體傷害輕微，可大規模使用。本專利技術的活性焊劑的制備方法，工藝簡單，有利于實現大批量、規模化生產。具體實施例方式下面通過具體實施方式對本專利技術的一種用于鋁及鋁合金的活性焊劑及其制備方法作進一步詳細說明。實施例I 本實施案例的活性焊劑用于純鋁的焊接，該活性焊劑各組分及含量(質量百分比)為AlN 60% ；Ti02 :15% ；NaF :10% ；Cr2O3 :5% ；MgO :5% ；A1203 :5%。首先按上述配方比例稱·取各單組分的分析純試劑，混合后用球磨機球磨混勻，得到上述組分的混合物；球磨時間不低于2小時，然后用100 300目篩子篩濾使混合物顆粒度達到要求，最后將混合物放入烘箱中加熱到150°C 200°C，保溫2小時以上即可得到活性焊劑。將制得的活性焊劑均勻涂敷在待焊試件焊縫兩側表面，涂覆寬度為4-6mm，涂敷厚度O. 2-0. 3mm，并在外側涂敷SiO2，采用交流TIG焊在相同焊接工藝參數條件下一次焊接完成。焊接變形減小，熔深增加比(D/D0,D為涂覆活性焊劑區熔深，D0為無活性焊劑區熔深)達到3. 09，活性焊劑增加熔深效果很顯著，裂紋和氣孔問題得到大大改善，經過金相觀察表明焊縫晶粒細化，焊件性能明顯提高。實施例2 本實施案例的活性焊劑用于5083鋁合金的焊接，該活性焊劑各組分及含量(質量百分比)為A1N :65% ；Ti02 10% ；NaF :10% ；Cr2O3 :5% ；MgO :5% ；A1203 :5%。首先按上述配方比例稱取各單組分的分析純試劑，混合后用球磨機球磨混勻，得到上述組分的混合物；球磨時間不低于2小時，然后用100目篩子篩濾使混合物顆粒度達到要求，最后將混合物放入烘箱中加熱到150°C，保溫2小時以上即可得到活性焊劑。將制得的活性焊劑均勻涂敷在待焊試件焊縫兩側表面，涂覆寬度為4-6mm，涂敷厚度O. 2-0. 3mm,并在外側涂敷SiO2，采用交流TIG焊在相同焊接工藝參數條件下一次焊接完成。焊接變形減小，熔深增加比(D/U，D為涂覆活性焊劑區熔深，D0為無活性焊劑區熔深)達到3. 14，活性焊劑增加熔深效果很顯著，裂紋和氣孔問題得到大大改善，經過金相觀察表明焊縫晶粒細化，焊件性能明顯提高。實施例3 本實施案例的活性焊劑用于5083鋁合金的焊接，該活性焊劑各組分及含量(質量百分比)為A1N :70% ；Ti02 10% ；NaF :10% ；Cr2O3 :5% ；MgO :1% ；A1203 :4%。首先按上述配方比例稱取各單組分的分析純試劑，混合后用球磨機球磨混勻，得到上述組分的混合物；球磨時間不低于2小時，然后用300目篩子篩濾使混合物顆粒度達到要求，最后將混合物放入烘箱中加熱到200°C，保溫3小時即可得到活性焊劑。將制得的活性焊劑均勻涂敷在待焊試件焊縫兩側表面，涂覆寬度為4-6mm，涂敷厚度O. 2-0. 3mm,并在外側涂敷SiO2，采用交流TIG焊在相同焊接工藝參數條件下一次焊接完成。焊接變形減小，熔深增加比(D/%，D為涂覆活性焊劑區熔深，D0為無活性焊劑區熔深)達到3. 18，活性焊劑增加熔深效果很顯著，裂紋和氣孔問題得到大大改善，經過金相觀察表明焊縫晶粒細化，焊件性能明顯提高。 實施例4 本實施案例的活性焊劑用于6061鋁合金的焊接，該活性焊劑各組分及含量(質量百分比)為A1N :75% ；Ti02 5% ；NaF :5% ；Cr2O3 :5% ；MgO :5% ；A1203 :5%。首先按上述配方比例稱取各單組分的分析純試劑，混合后用球磨機球磨混勻，得到上述組分的混合物；球磨時間不低于2小時，然后用200目篩子篩濾使混合物顆粒度達到要求，最后將混合物放入烘箱中加熱到180°C，保溫2. 5小時即可得到活性焊劑。將制得的活性焊劑均勻涂敷在待焊試件焊縫兩側表面，涂覆寬度為4-6本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于鋁及鋁合金TIG的活性焊劑，其特征在于：包括AlN、TiO2、NaF、Cr2O3、MgO和Al2O3，上述組分按質量百分數含量如下，AlN：50%~80%；TiO2：5%~15%；NaF：1%~10%；Cr2O3：1%~10%；MgO：1%~5%；其余為Al2O3。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：鄒家生，嚴鏗，高莉華，許祥平，趙勇，
申請(專利權)人：江蘇科技大學，
類型：發明
國別省市：