專利名稱：一種適用于大間隙釬焊的顆粒填縫復合焊條的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種復合焊條，尤其適用于O. 8^2. Omm大間隙的顆粒填縫釬焊。
背景技術：
釬焊時，保證液態(tài)釬料填滿釬縫的全部間隙是確保釬焊接頭優(yōu)良性能的前提條件。通常情況下，釬縫間隙較小，液態(tài)釬料依靠毛細作用在釬縫間隙內(nèi)流動，填滿釬縫；當釬縫間隙較大(> O. 5mm)時，僅依靠毛細作用力不足以將液態(tài)釬料吸入間隙形成質(zhì)量優(yōu)良的釬焊接頭，甚至無法形成釬縫，同時由于釬縫間隙較大，釬焊時容易造成液態(tài)釬料的流失， 降低釬焊接頭質(zhì)量和釬焊效率，增加釬焊成本。大間隙釬焊工藝通常將足以填滿接頭間隙的釬料用手工的方法預置于接頭連接表面，釬焊時，依靠釬料中某些元素產(chǎn)生原子擴散從而達到連接的目的；填入方式也可采用混合裝入法或預置處理金屬粉的方法?；旌涎b入法是將金屬粉和釬料按合適比例混合均勻置于釬縫間隙處，其優(yōu)點是比例易于調(diào)控。北京航空材料研究所的盧壽平等人研究了大間隙釬焊時，預置處理金屬粉(或合金粉)對接頭成形和組織的影響。預置處理法是先將釬縫間隙用金屬粉填滿，再于釬縫口處填裝釬料。釬焊時，金屬粉起到骨架作用，利用金屬粉間的毛細作用使液態(tài)釬料填滿釬縫間隙，同時金屬粉和釬料間也發(fā)生相互擴散和溶解。相比混合裝入法，預置處理易于獲得優(yōu)良的焊縫，但該方法不能精確控制釬料和金屬粉的比例。同時手工預置釬料或金屬粉填縫的工作量較大，操作較繁瑣，釬料容易流失。專利CN 1358606A中公開一種Ag、Ni或Cu顆粒和錫鉛釬料、膏狀釬劑機械混合而成的膏狀復合釬料，可大幅提高抗蠕變性能。專利CN 100488703C中公開了一種由粒徑 ΓΙΟ μ m銅粉、粉狀錫鋅釬料及膏狀釬劑混合的復合釬料，該釬料具有高的抗蠕變性及耐疲勞性能，同時接頭可靠性得到提高。專利CN 101224526A中公開了一種Ni顆粒增強錫銀基無鉛復合釬料及其制備方法，Ni顆粒粒徑2 3 μ m，與基體發(fā)生冶金結合，釬料物理性能和鋪展性能良好，同時提高接頭剪切強度。上述幾種復合釬料中的金屬粉粒徑均較小，分布于基體中作為增強顆粒，主要起彌散強化作用，用于改善接頭的力學性能，不適用于大間隙釬焊工藝，且均為膏狀釬料。專利CN 102173848A公開了一種在試件間預先涂敷機械混合均勻的膏狀釬料，真空釬焊薄壁C/SiC復合材料與TC4鈦合金大間隙的釬焊方法。膏狀釬料為AgCuTi和SiC 粉末的混合物，釬縫層/釬縫間隙用于緩釋低溫-高溫溫度交變環(huán)境中的界面應力。該釬料也為膏狀釬料，所用SiC粉粒度小于O. 075mm。因此，提供一種釬焊工藝簡單，釬料流失浪費少，釬料和金屬顆粒比例可調(diào)，同時又能夠保證大間隙釬縫良好成形，適用于火焰釬焊、感應釬焊等多種工藝的新型填縫復合釬料，是大間隙釬焊技術中亟待解決的問題
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對已有大間隙釬焊技術中所存在的不足之處，提供一種適用于大間隙釬焊的顆粒填縫復合焊條。本發(fā)明的目的可通過下述技術措施來實現(xiàn)
本發(fā)明的適用于大間隙釬焊的顆粒填縫復合焊條，其特征在于所述復合焊條是由粘結內(nèi)芯和包裹在粘結內(nèi)芯上的外環(huán)層釬料組成；所述粘結內(nèi)芯是由重量百分比的原料混合組成，其中金屬顆粒90% 95%、釬劑4% 10%、粘結劑0% 3%。本發(fā)明所述的外環(huán)層釬料為銀銅鎳釬料、銀銅錫釬料、銀銅鋅錫釬料、銀銅鋅鎘釬料中的任意一種。本發(fā)明所述金屬顆粒取自粒徑為O. 05 O. 3mm的Cu顆粒、Ni顆粒、Ti顆粒、Mo顆粒、Cr顆?；駽o顆粒中的任意一種，或兩種、及兩種以上的混合物；所述金屬顆粒的體積分數(shù)為15% 40%。本發(fā)明提供的復合焊條采用常規(guī)制備方法制取外環(huán)層銀釬料的配料經(jīng)真空中頻感應爐熔煉成鑄錠，隨后鑄錠進行均勻化退火，再采用復合雙動擠壓法制取復合焊條，即保持鑄錠芯部游頭不動，利用空心擠壓桿對鑄錠施壓，加壓裝置的頭部劈開鑄錠，將金屬顆粒、釬劑及粘結劑的均勻混合物壓入鑄錠內(nèi)部，在擠壓模腔內(nèi)鑄錠重新焊合，最終擠成上述復合焊條。本發(fā)明結構的焊條適用于O. 8^2. Omm大間隙的火焰釬焊、感應釬焊等顆粒填縫釬
焊工藝。本發(fā)明的有益效果如下
本發(fā)明的顆粒填縫復合焊條，利用高熔點金屬顆粒在釬焊中的骨架作用，造成毛細現(xiàn)象，將液態(tài)釬料吸入大間隙內(nèi)，形成釬縫。其釬焊工藝簡單，免除了傳統(tǒng)大間隙釬焊工藝前期預置金屬粉或混合粉的工作量，減少了釬料流失浪費現(xiàn)象，同時可保證大間隙釬焊接頭質(zhì)量，經(jīng)火焰釬焊或感應釬焊可直接形成質(zhì)量優(yōu)良的釬縫，具有較高的生產(chǎn)效率。


圖I為Ti顆粒填縫銀銅鎳復合焊條橫截面圖。圖2為Ni顆粒填縫銀銅鋅鎘復合焊條橫截面圖。圖3為Ni-Co顆粒填縫銀銅鋅錫復合焊條橫截面圖。
具體實施例方式本發(fā)明以下將結合實施例(附圖)作進一步描述
實施例I:
如圖I所示，焊條直徑4. Omm,從結構上分為外環(huán)層(I)和粘結內(nèi)芯(2 )，外環(huán)層主要成分為BAg56CuNi ;粘結內(nèi)芯直徑2. 4mm,粘結內(nèi)芯是由下述重量百分比的原料混合組成，其中金屬顆粒91%、釬劑7%、粘結劑2% ;所述金屬顆粒為粒徑O. 16mm的金屬Ti顆粒(3)，金屬Ti顆粒體積分數(shù)約為34%。采用火焰釬焊I. 4_大間隙對接焊縫，可直接釬焊成形，無釬料漫流，釬縫形態(tài)飽滿，質(zhì)量可靠。實施例2:
如圖2所示，焊條直徑5. Omm,從結構上分為外環(huán)層(I)和粘結內(nèi)芯(2 )，外環(huán)層主要成分為BAg20CuZnCd ;粘結內(nèi)芯直徑2. 2mm，粘結內(nèi)芯是由下述重量百分比的原料混合組成， 其中金屬顆粒92%、釬劑8%、粘結劑0% ;所述金屬顆粒由粒徑O. IOmm的Ni顆粒A1 (4)和粒徑O. 20mm的Ni顆粒A2 (5)兩種形態(tài)組成(A10Zo: A2%=60:40,體積比),其中Ni顆?？傮w積分數(shù)約為17. 0%。采用感應釬焊2. Omm大間隙對接焊縫，可直接釬焊成形，無釬料漫流，釬縫形態(tài)飽滿，質(zhì)量可靠。實施例3
如圖3所示，焊條直徑3. 6mm,從結構上分為外環(huán)層(I)和粘結內(nèi)芯(2 )，外環(huán)層主要成分為BAg45CuZnSn ;粘結內(nèi)芯直徑I. 5mm，粘結內(nèi)芯是由下述重量百分比的原料混合組成， 其中金屬顆粒93%、釬劑4. 5%、粘結劑2. 5% ;所述金屬顆粒由粒徑O. 08mm的Ni顆粒A(6) 和粒徑O. 06mm的Co顆粒B (7)兩種組成(A%:B%=88:12,體積比),其中Ni-Co顆?？傮w積分數(shù)約為15. 0%。采用火焰釬焊O. 8mm大間隙對接焊縫，可直接釬焊成形，無釬料漫流，釬縫形態(tài)飽滿，質(zhì)量可靠。
權利要求
1.一種適用于大間隙釬焊的顆粒填縫復合焊條，其特征在于所述復合焊條是由粘結內(nèi)芯和包裹在粘結內(nèi)芯上的外環(huán)層釬料組成；所述粘結內(nèi)芯是由下述重量百分比的原料混合組成，其中金屬顆粒90% 95%、釬劑4% 10%、粘結劑0% 3%。
2.根據(jù)權利I要求所述的適用于大間隙釬焊的顆粒填縫復合焊條，其特征在于所述外環(huán)層釬料為銀銅鎳釬料、銀銅錫釬料、銀銅鋅錫釬料、銀銅鋅鎘釬料中的任意一種。
3.根據(jù)權利I要求所述的適用于大間隙釬焊的顆粒填縫復合焊條，其特征在于所述金屬顆粒取自粒徑為O. 05^0. 3mm的Cu顆粒、Ni顆粒、Ti顆粒、Mo顆粒、Cr顆?；駽o顆粒中的任意一種，或兩種、及兩種以上的混合物。
全文摘要
一種適用于大間隙釬焊的顆粒填縫復合焊條，其特征在于所述復合焊條是由粘結內(nèi)芯和包裹在粘結內(nèi)芯上的外環(huán)層釬料組成；所述粘結內(nèi)芯是由下述重量百分比的原料混合組成，其中金屬顆粒90%~95%、釬劑4%~10%、粘結劑0%~3%。本發(fā)明的焊條解決了現(xiàn)有大間隙釬焊工藝復雜、釬料流失浪費的問題，適用于0.8~2.0mm大間隙的火焰釬焊、感應釬焊等工藝。
文檔編號B23K35/24GK102581505SQ201210083278
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月27日 優(yōu)先權日2012年3月27日
發(fā)明者孫華為, 張冠星, 張強, 薛行雁, 袁宏高, 趙建昌, 鮑麗, 齊劍釗, 龍偉民 申請人:鄭州機械研究所