[发明专利]一种用于消除铝铸件补焊气孔缺陷的氩弧焊焊剂

说明书

技术领域

本发明涉及金属焊接剂领域，特别提供了一种用于消除铝铸件补焊气孔缺陷的氩弧焊焊剂。

背景技术

铝铸件在铸造过程中产生如缩松、气孔等铸造缺陷时，通常需要焊接修复。由于一些大型或复杂铸件结构上的限制，或者由于铸造过程中误操作，将导致铸件基体整体或局部气体(氢气)含量较高。该类铸件补焊时，沿原基体坡口弧面处常产生密集线性气孔，导致该类铸件补焊报废率极高，尤其是吸气倾向大的铝硅合金铸件。

铝铸件补焊一般采用钨极氩弧焊和熔化极气体保护焊。对于这种补焊密集线性气孔，多从坡口表面处理，焊丝纯净度及表面质量控制等方面入手。然而，由于产生该缺陷的根本原因是如前述铸件基体含气量高，因此相关研究收效甚微，现无有效技术解决该问题。

根据以上分析，决定采用焊剂解决该问题，因为适当的焊剂可起到精炼作用，从而将气体带出熔池，避免或减少气孔缺陷。

现有的氩弧焊剂，美国、日本、英国、苏联等进行了大量研究，开发了以氟化物和氯化物为主的钨极氩弧焊焊剂涂层系列，但这些研究成果和相关专利技术旨在提高钨极氩弧的熔深，因为常规的氩弧焊单道焊熔深有限(约3mm)，厚板焊接时需开坡口进行多层多道焊，焊接过程繁琐、成本高、效率低下，明显限制了该工艺方法的应用范围，因此这些焊接从这些方面进行改进，达到降低成本，提高焊接质量，扩展氩弧焊的应用范围。这些焊剂起不到精炼作用，更无法用于铝铸件补焊来达到消除或者减少焊区气孔缺陷的目的。

铝合金气焊具有精炼作用，有消除或减少焊接气孔缺陷作用。但由于气焊热量不集中，焊铝合金时易产生热裂缺陷，而且焊区力学性能也不理想，因此采用该方法焊接将虽可有消除气孔缺陷的作用，但会因为带来如上一些其他问题而得不偿失，所以目前无论是结构件还是铸件补焊，均已较少采用。采用气焊补焊铝铸件也未见报道。而该焊剂是针对气焊方法设计，无法应用于氩弧焊。

发明内容

本发明的目的是提供了一种用于消除铝铸件补焊气孔缺陷的氩弧焊焊剂。

本项发明是针对前述铝铸件补焊线性气孔问题，结合气焊方法、钨极氩弧焊剂的相关研究成果，并参考铝合金熔体精炼相关理论和精炼剂研究成果，开发了一种新型钨极氩弧焊剂，采用该焊剂并配合相应的氩弧焊工艺，可达到消除或减少铝铸件补焊区域气孔缺陷的目的。

本发明提供了一种用于消除铝铸件补焊气孔缺陷的氩弧焊焊剂，其特征在于：所述的用于消除铝铸件补焊气孔缺陷的氩弧焊焊剂的组成成分如下：

NaF、Na₃AlF₆和KCl共占总质量的95％到99％，其余为NaCl和/或LiCl；

其中NaF、Na₃AlF₆和KCl的质量比例为，NaF∶Na₃AlF₆∶KCl＝1∶(1.5-3.5)∶(3.8-6.5)。

所述的用于消除铝铸件补焊气孔缺陷的氩弧焊焊剂整体为白色粉末状态。

使用本发明所述的用于消除铝铸件补焊气孔缺陷的氩弧焊焊剂的氩弧焊的具体操作工艺如下：

根据铸件原始缺陷合理开设坡口，保证四壁光亮，无毛刺、油污、污垢等。焊前采用丙酮将焊区清洗干净，并根据铸件形状、壁厚等条件进行预热。将焊丝洗刷干净。将事先用水调好的糊状溶剂均匀地涂覆于坡口表面，或用焊丝一端煨热后沾取适量干焊剂立即实施焊接。焊后立即用热水将焊区表面熔剂残渣清洗干净。如为多层焊，每层之间应先清理干净熔剂，再进行下层施焊。

原理分析：熔剂中所含物质在焊接高温过程中，能与Al发生反应或者自挥发，生成Cl₂气或者卤化物气泡。同时，采用熔剂后可减少熔化金属的表面张力和粘度。因此，所生成的气泡可较为容易地将原基体中逸出的氢气带出补焊区，而不再残留于补焊区域形成气孔缺陷。这些熔剂组成物所产生的熔渣熔点低，密度小，极易浮于熔池表面，熔渣上浮过程中也可以吸附一部分气泡。同时，熔融的Na₃AlF₆能显著提高溶剂吸附氧化物和夹杂，不但可起到较强的除气效果，也有利于分离除渣，因此采用该补焊工艺技术可消除或者有效减少补焊区气孔缺陷。

本发明的优点：原有气焊方法虽可起到精炼除气作用，但由于气焊的热量不集中等缺点，采用其补焊铝合金铸件，焊后易产生热裂、未熔合等缺陷，更严重的是，补焊区域力学性能大大降低。原有的钨极氩弧焊剂不具有精炼除气作用。采用该焊剂，解决了上述问题，既消除了所述的气孔缺陷，又保证了铸件其他方面的质量，解决了铝铸件补焊的一个难题。

附图说明