[发明专利]一种用于变形锌铝合金线材的冷压焊接工艺

说明书

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体是一种直径d≤Φ15mm的变形锌铝合金线材的冷压焊接工艺。

背景技术

变形锌铝合金(Zn-Al系)是针对近年来国内外电解铜价格连续上扬且居高不下致使铜产品原材料厂商和铜制品失去市场竞争力而研发的一种新型合金。它能够替代部分黄铜零部件应用于汽车、家电、卫浴、计算机等领域。

锌及锌合金可采用电阻焊、气焊和氩弧焊等方法进行焊接，但应用较多的还是气焊。焊接时大多采用中性焰或轻微碳化焰。锌气焊时必须使用钎剂，这不仅为防止氧化，也对防止锌蒸发有利。含铝(Al)的锌合金、锌铸件气焊或补焊时，所选用的焊剂应与铝气焊焊剂类似。

冷压焊是在室温状态下，借助轴向挤压力使待焊金属结合面处产生塑性变形而实现固态焊接的一种方法。它通过塑性变形挤出连接部位界面上的氧化膜等杂质，使纯洁金属紧密接触，达到晶间结合。冷压焊过程中可行的变形速度不会引起接头的升温，也不存在界面原子的相互扩散，冷压焊不会产生熔化焊接头常见的软化区，热影响区和脆性金属中间相。

变形锌铝合金在2005年后由于价格的优势，在某些领域可替代HPb59黄铜而受到有关厂商的青睐，但在替代的过程中和原材料生产过程中均存在焊接的要求。

一般情况下实现锌铝合金(Zn-Al系)线材焊接的方法有：火焰钎焊、电阻对焊、钨极氩弧焊(TIG)。

火焰钎焊需要添加钎剂和钎料，钎剂又多为活性反应钎剂，焊后需要及时对残留钎剂进行清洗，否则容易对焊缝造成腐蚀，焊接时大多采用中性焰或轻微碳化焰。需操作者有丰富的经验来观察线材的温度，否则容易将线材烧化。

电阻对焊焊接过程中需根据不同的线材直径调整焊接时间，焊接电流，顶锻压力等参数，需要操作者积累丰富的经验来匹配三者的关系。

TIG焊虽然能实现锌铝合金的焊接，一般多用于锌合金板材的焊接。线材焊接中由于引弧不便很少用到。

中国专利文献CN1008242B名称为“电冰箱蒸发器用铜-铝管冷压焊工艺”，其所披露的技术方案是该工艺由待焊件处理、冷压焊接、结合面加厚和焊件定型清洗四个工序组成，该焊接装置需要定位杆和芯棒元器件，铜管要开成坡口，压焊时不是双向施加压力，而一边是固定的定夹钳，另一边是传递压力的动夹钳，且焊接对象不同，是铜-铝焊接。

发明内容

本发明的目的在于提供一种变形锌铝合金线材的冷压焊接工艺，该工艺通过待焊工件界面的表面状态、塑性变形程度和焊接压力等参数的匹配来满足直径d≤15mm锌铝合金线材的冷压焊接的需求。

本发明的目的通过下列技术方案实现：

一种用于变形锌铝合金线材的冷压焊接工艺，其特征在于该工艺包括下列步骤：

a、将变形锌铝合金线材按需要反复退火拉拔成直径d≤Φ15mm；

b、焊前对上述变形锌铝合金线材的待焊表面、剪切断口进行清洁度和光滑度处理；

c、根据不同线材断面直径选择焊接设备，由焊机型号和配套模具确定焊接压力：

0.10mm～0.50mm直径线材选用J1型冷焊机；

0.30mm～1.20mm直径线材选用J2型冷焊机；

1.00mm～3.25mm直径线材选用J3型冷焊机；

2.00mm～8.00mm直径线材选用液压式J4型冷焊机；

4.00mm～15.00mm直径线材选用液压式J5型冷焊机；

7.00mm～15.00mm直径线材选用液压式J6型冷焊机；

d、将变形锌铝合金线材置入焊接模具，要求对焊的线材长度大于或等于模具钳口长度，并伸出模具型腔(0.8～1)d，d为线材直径，并对齐接头；

e、轻轻压动设备顶锻压力柄，以校直线材和检验接头是否真正对齐，并将压力柄置于最高位置；

f、压动顶锻压力柄，将压力柄由最高处连续施压至最低端即完成一次顶端焊接，施压次数为3～4次，并保证焊接未期的焊接压力大于焊接初始的焊接压力；

g、将焊后线材从模具中取出，并去掉线材接头飞边。

在上述技术方案中，所述的待焊表面的清洁度要求达到无油膜、无水膜、无其它有机杂质，以一定的清除方法清除。

所述的清除方法包括化学溶剂清洗或超声波净化或以机械方法中的锉刀、钢丝刷、砂布或砂纸清除。

所述的光滑度要求达Ra≤3.2μm。