[发明专利]一种适用于大间隙钎焊的颗粒填缝复合焊条

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合焊条，尤其适用于0.8~2.0mm大间隙的颗粒填缝钎焊。

技术背景

钎焊时，保证液态钎料填满钎缝的全部间隙是确保钎焊接头优良性能的前提条件。通常情况下，钎缝间隙较小，液态钎料依靠毛细作用在钎缝间隙内流动，填满钎缝；当钎缝间隙较大（＞0.5mm）时，仅依靠毛细作用力不足以将液态钎料吸入间隙形成质量优良的钎焊接头，甚至无法形成钎缝，同时由于钎缝间隙较大，钎焊时容易造成液态钎料的流失，降低钎焊接头质量和钎焊效率，增加钎焊成本。

大间隙钎焊工艺通常将足以填满接头间隙的钎料用手工的方法预置于接头连接表面，钎焊时，依靠钎料中某些元素产生原子扩散从而达到连接的目的；填入方式也可采用混合装入法或预置处理金属粉的方法。

混合装入法是将金属粉和钎料按合适比例混合均匀置于钎缝间隙处，其优点是比例易于调控。北京航空材料研究所的卢寿平等人研究了大间隙钎焊时，预置处理金属粉（或合金粉）对接头成形和组织的影响。预置处理法是先将钎缝间隙用金属粉填满，再于钎缝口处填装钎料。钎焊时，金属粉起到骨架作用，利用金属粉间的毛细作用使液态钎料填满钎缝间隙，同时金属粉和钎料间也发生相互扩散和溶解。相比混合装入法，预置处理易于获得优良的焊缝，但该方法不能精确控制钎料和金属粉的比例。同时手工预置钎料或金属粉填缝的工作量较大，操作较繁琐，钎料容易流失。

专利CN 1358606A中公开一种Ag、Ni或Cu颗粒和锡铅钎料、膏状钎剂机械混合而成的膏状复合钎料，可大幅提高抗蠕变性能。专利CN 100488703C中公开了一种由粒径1~10μm铜粉、粉状锡锌钎料及膏状钎剂混合的复合钎料，该钎料具有高的抗蠕变性及耐疲劳性能，同时接头可靠性得到提高。专利CN 101224526A中公开了一种Ni颗粒增强锡银基无铅复合钎料及其制备方法，Ni颗粒粒径2~3μm，与基体发生冶金结合，钎料物理性能和铺展性能良好，同时提高接头剪切强度。上述几种复合钎料中的金属粉粒径均较小，分布于基体中作为增强颗粒，主要起弥散强化作用，用于改善接头的力学性能，不适用于大间隙钎焊工艺，且均为膏状钎料。

专利CN 102173848A公开了一种在试件间预先涂敷机械混合均匀的膏状钎料，真空钎焊薄壁C/SiC复合材料与TC4钛合金大间隙的钎焊方法。膏状钎料为AgCuTi和SiC粉末的混合物，钎缝层/钎缝间隙用于缓释低温-高温温度交变环境中的界面应力。该钎料也为膏状钎料，所用SiC粉粒度小于0.075mm。

因此，提供一种钎焊工艺简单，钎料流失浪费少，钎料和金属颗粒比例可调，同时又能够保证大间隙钎缝良好成形，适用于火焰钎焊、感应钎焊等多种工艺的新型填缝复合钎料，是大间隙钎焊技术中亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是针对已有大间隙钎焊技术中所存在的不足之处，提供一种适用于大间隙钎焊的颗粒填缝复合焊条。

本发明的目的可通过下述技术措施来实现：

本发明的适用于大间隙钎焊的颗粒填缝复合焊条，其特征在于：所述复合焊条是由粘结内芯和包裹在粘结内芯上的外环层钎料组成；所述粘结内芯是由重量百分比的原料混合组成，其中：金属颗粒90%~95%、钎剂4%~10%、粘结剂0%~3%。

本发明所述的外环层钎料为银铜镍钎料、银铜锡钎料、银铜锌锡钎料、银铜锌镉钎料中的任意一种。

本发明所述金属颗粒取自粒径为0.05~0.3mm的Cu颗粒、Ni颗粒、Ti颗粒、Mo颗粒、Cr颗粒或Co颗粒中的任意一种，或两种、及两种以上的混合物；所述金属颗粒的体积分数为15%~40%。

本发明提供的复合焊条采用常规制备方法制取：外环层银钎料的配料经真空中频感应炉熔炼成铸锭，随后铸锭进行均匀化退火，再采用复合双动挤压法制取复合焊条，即保持铸锭芯部游头不动，利用空心挤压杆对铸锭施压，加压装置的头部劈开铸锭，将金属颗粒、钎剂及粘结剂的均匀混合物压入铸锭内部，在挤压模腔内铸锭重新焊合，最终挤成上述复合焊条。

本发明结构的焊条适用于0.8~2.0mm大间隙的火焰钎焊、感应钎焊等颗粒填缝钎焊工艺。

本发明的有益效果如下：

本发明的颗粒填缝复合焊条，利用高熔点金属颗粒在钎焊中的骨架作用，造成毛细现象，将液态钎料吸入大间隙内，形成钎缝。其钎焊工艺简单，免除了传统大间隙钎焊工艺前期预置金属粉或混合粉的工作量，减少了钎料流失浪费现象，同时可保证大间隙钎焊接头质量，经火焰钎焊或感应钎焊可直接形成质量优良的钎缝，具有较高的生产效率。

附图说明