[发明专利]一种无缝药芯锌铝合金焊丝的制备方法及模具

说明书

技术领域

本发明属铜铝异种材料表面自钎焊丝加工技术领域，涉及一种无缝药芯锌铝合金焊丝的制备方法及设备。

背景技术

铜是人类最早开始使用的金属，铜以优异的性能几乎可以在所有领域广泛应用，但进入21世纪，铜的消耗与其资源之间的矛盾也日益突出。我国是铜资源匮乏的国家，也是铜资源消耗大国，因此全球铜资源的短缺及其需求的高增长，导致铜价格持续大幅的上涨。而铝与铜在导电和热传输方面有相近的功能，且铝的价格和密度只有铜的三分之一左右，因此铝作为铜的主要替代材料，具备了广泛的市场基础，也促进了铝代铜领域的不断拓展。目前铝主要在电气、变压器、电线、冰箱、空调、各类散热器等领域替代铜材料，且在不断完善和持续推广应用。在上述领域中，许多企业通过技术更改，把内部件由原来的铜材料改为铝材料，而外端仍用铜材，采用相应的焊接技术将内部件的铝材料和外端的铜材料进行焊接。目前采用的焊接技术主要有钎焊、接触焊、压接—扩散复合连接，由于钎焊无需复杂的专用设备和高的技能，以及可靠的焊接质量，已逐渐为本领域所认可，因此钎焊用于铜和铝材的连接最为广泛和成熟。而钎焊所用的焊丝以锌铝合金为主，中间包裹的钎剂为多种氟化物组成的共晶分子熔盐，其重量百分比含量为10—20%，经过多年的技术发展和改进，该种钎焊用焊丝的成分和生产技术性能已能基本满足铜铝异种材料之间的钎焊技术性能需求。

用于铜铝异种材料之间焊接、内裹钎剂的药芯锌铝合金焊丝，目前生产工艺较为常用的分为以下三种：

1、带材卷制工艺：将锌铝合金带材轧制成C型槽，在C型槽内填入钎剂，经拉拔模闭合成O型管，再经拉拔到所需线径的焊丝。此工艺可以实现连接生产，焊丝的长度几乎可以是无限制，因此生产效率高，但其闭合的O型管缝是未经焊合的，在卷绕过程易开裂而漏粉，外界水份极易通过闭合缝与钎剂产生吸水氧化，络合水解失效导致焊丝无法使用。

2、空芯管材填粉工艺：采用目前挤压空芯铝管的技术，先将锌铝合金挤压成一定长度的空芯管材，一端封闭，然后将粉状钎剂通过另一端填入管孔内，填毕封闭端口，再经拉拔减径至所需线径焊丝。该工艺由于需将粉状钎剂填入管孔内，因此管材的长度受到限制。一般长度在5-7米，填入钎剂后的管材无法对焊连接，需对每根管材单独拉拔到所需线径。因此后继拉拔减径效率十分低下，无法实现连续高效生产。另外，由于空芯管材目前一般采用两室组合模挤压制取，因此空芯管材有两条对称焊合缝，在挤压工艺不是十分稳定或合金元素较多时，会使焊合缝存在焊合不佳的现象。致使拉拔减径过程开裂成为废品。另外由于空芯管材填装钎剂无法严密压实，因此含有一定的空气，使用时易产生炸火和不稳定现象。

3、挤压坯锭填粉挤压法：即将锌铝合金浇铸成长度和直径比为2～3:1的挤压坯锭，然后沿挤压坯锭轴心线加工出一个或多个盲孔，在盲孔内填入粉状钎剂，再经挤压机挤成一定直径的线坯，线坯经拉拔减径到所需线径的焊丝。该工艺存在单颗挤压坯锭重量有限，每个挤压坯锭只能挤压成一根线坯，且线坯之间在挤压或拉拔减径过程中无法通过焊合对接。因此不仅同样存在加工效率低下，无法实现连续高效生产，而且还存在焊丝钎剂断空隐患。另外由挤压坯锭内填入的钎剂无塑性流变性能，因此挤压坯锭的挤压比不能过大，一般控制在2.5以下，进一步制约的挤压坯锭的重量。

上述生产工艺2和3，由于采用单根线坯拉拔减径，其重量受到限制，当包装重量变化时，含有多余不足包装重量的产品只能作废品处理，进一步降低了其成品率。

药芯锌铝合金焊丝最早出现于2002年，虽然近几年来有关药芯锌铝合金焊丝的研究在不断深入，也有许多有关该产品的最新报道，如德国ALCOS公司在2007年推出了最新药芯锌铝合金自钎焊丝产品，在合金和钎剂成分有所突破，但生产工艺未有突破，仍沿用空芯管材填装钎剂的生产工艺。

发明内容

本发明为解决现有技术存在的问题，提供了一种可连续生产且成材率高的无缝药芯锌铝合金焊丝的制备方法及模具。

本发明解决现有问题制备无缝药芯锌铝合金焊丝的方法，步骤如下，

（1）选用含铝5～20%wt、厚度为0.5～0.9mm、带宽根据所需线坯的直径确定的锌铝合金带材，将该锌铝合金带轧制成C型槽，填入钎剂粉料后，经拉拔模闭合成O型管，制成所需要的带钎剂线坯；

（2）浇铸长度与直径之比为2.0～3.5:1、直径不超过φ83mm的挤压坯锭，并切除浇铸口，配制所需成分的锌铝合金挤压坯锭；