[发明专利]一种凹槽型铝合金复合焊丝及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及材料加工工程中的焊接领域，具体涉及一种铝合金复合焊丝及其制造方法。

背景技术

现代工业的高速发展必须以装备制造业的进步作为基础。随着我国城市化进程的加快，高铁、城市轨道交通、汽车产业的发展可谓“一日千里”，这些行业的发展除了对铝合金材料的需求迅速增加之外，对铝合金的“焊接材料”的需求也提出了更多、更高的新要求，以满足各种成分铝合金、各种铝合金结构高性能、高可靠性焊接的需要，而“铝合金复合焊丝”就是为满足上述要求提出来的“新概念”焊接材料。

目前，国内外已有的铝合金焊丝等焊接材料主要有“实心焊丝”、“药芯焊丝”、“药皮焊条”三类。药皮焊条即电焊条，只不过电焊条的“金属芯”为铝或铝合金，这类电焊条有称为铝合金焊条，其业内熟知的有L109、L209、L309牌号（或称型号）。实心焊丝按照GB/T10858-2008《铝及铝合金焊丝》表1给出的型号，有几十种，最常用的有SAl5356、SAl4047、SAl4043（也有国内外文献表述为ER5356、ER4047、ER4043）等。而铝合金“药芯焊丝”则是近几年才出现的焊接材料，主要有用于铝-铝、铝-铜焊接的Zn-Al基“药芯焊丝”。药芯焊丝的制造工艺主要分为“无缝”、“有缝”两种。“无缝”药芯焊丝生产方法存在着焊剂填充困难、设备繁杂、填充不均匀、拉拨次数多、成本高、投资大等问题，因此目前国内外广泛采用的是“有缝”药芯焊丝制造方法。“有缝”药芯焊丝的缺点是“缝隙”会使药芯吸潮。

在已公开的中国专利文献中，CN99100147.8研究了通过药芯成分的调整，提高抗吸潮性；CN02131909.X通过采用“在焊丝表面涂覆氧化性薄膜，以改善药芯焊丝的耐蚀性”。CN201010240162.4则将有缝药芯焊丝的接缝制造为“带有台阶”的接缝，以有利于焊丝的边缘咬合，有效阻止水分及其它化学物质通过接缝进入药芯焊丝内部，确保药芯具有良好的抗吸潮性。

现有药芯焊丝的制备，大致分为三类：1）先将合金（或纯金属）制备成带材，然后再通过“有缝药芯焊丝”成型设备将其制备成有缝药芯焊丝；2）先将合金（或纯金属）制备成管材，然后再灌装药粉，再拉拔成无缝药芯焊丝；3）采用特殊模具，直接将合金（或纯金属）挤压成无缝药芯焊丝。上述方法受合金成分变化导致合金自身塑性、易加工性能变化的影响，因此，申请人发现在中华人民共和国国家知识产权局网站“专利检索与服务系统”（http://www.pss-system.gov.cn/sipopublicsearch/portal/index.shtml）可公开查询到的几百种有关“药芯焊丝”的专利中，大多数专利的“权利要求”除“钢皮”之外的“药芯”成分中，都包含一种以上金属成分，这些金属（纯金属或合金）就是为了弥补用于制备药芯焊丝的“钢皮”中合金成分的不足或调节焊缝的合金配比而添加的。

通过对钎剂或药芯成分的改进，使得药芯焊丝中“药芯”自身的抗吸潮性能大大提高；铝合金自身的耐蚀性大大优于钢的耐蚀性，但是，如何将自身强度相当于碳钢而塑性又远远低于碳钢的高强度铝合金（如SAl5356焊丝，还有很多种恕不一一列举）制备成“复合焊丝”以适用于TIG焊或钎焊，无论将其制备成“有缝”或“无缝”药芯焊丝，都难以实现“低成本”、“高效率”、“高性能”地生产。

发明内容

为了克服已有铝合金复合焊丝及其制造方法的无法同时适用于TIG焊或钎焊、无法兼顾低成本、高效率和高性能的不足,本发明提供了一种同时适用于TIG焊或钎焊、且有效兼顾低成本、高效率和高性能的凹槽型铝合金复合焊丝及其制造方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种凹槽型铝合金复合焊丝，包括焊丝带材，所述焊丝带材的横截面中间开有凹槽，凹槽内填充混合钎剂；所述的焊丝带材为1XXX系～8XXX系铝合金焊丝带材；所述的混合钎剂的各个成分按质量百分比为：1～90％CsF-AlF₃钎剂，0.01～35％RbF-AlF₃钎剂，0.001～20％Al(OH)₃，0.001～0.5％氧化锌（ZnO），0.001～1.5％氧化镓（Ga₂O₃），0.001～2.0％Al-Zr合金，余量为KF-AlF₃钎剂。

进一步，所述焊丝带材与所述混合钎剂的质量比为8：1。