一種適用于鎂鋁異種合金釬焊的釬料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種適用于儀侶異種合金針焊的針料及其制備方法，具體屬于針料技 術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，儀侶異種金屬的焊接主要通過烙化焊中的電子束焊、磁脈沖焊、電阻點(diǎn)焊、 TIG焊、MIG焊、激光焊、激光與電弧復(fù)合焊等，固態(tài)焊中的爆炸焊、普通摩擦焊、攬拌摩擦焊 和真空擴(kuò)散焊等。然而上述焊接方法存在著W下問題:①成本高;②焊接效率低;③焊縫強(qiáng) 度低;④工藝復(fù)雜等。
[0003] 針焊主要是一種加熱使烙點(diǎn)低于被連接材料的針料金屬烙化，母材不烙化，利用 液態(tài)針料的毛細(xì)填充作用填充焊縫，通過針料與被連接材料的相互作用達(dá)到冶金結(jié)合的連 接方式。與烙化焊相比，針焊加熱溫度低，減小了對(duì)母材金屬的組織、性能的影響，引起的應(yīng) 力和焊后變形小。針焊可W實(shí)現(xiàn)尺寸精密，裝配度要求較高，形狀復(fù)雜的焊件的連接。針焊 的生產(chǎn)效率高，可W同時(shí)完成多零件多焊縫的連接，工藝過程簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。因此， 考慮將針焊用于儀侶異種金屬的焊接中。但是由于儀的活性高，使針焊不易實(shí)現(xiàn)，因此對(duì)儀 侶異種金屬針焊所用的針料提出了很高的要求。
[0004] 目前，美國(guó)焊接學(xué)會(huì)編寫的《針焊手冊(cè)》列舉的目前可用于儀侶合金針焊的商業(yè)針 料有:BMg-1，BMg-2 W及MC3。其中MC3為日本標(biāo)準(zhǔn)的針料，但運(yùn)；種針料烙點(diǎn)較高(604~627 °C)，配W的針劑烙點(diǎn)也較高（約538Γ)，超過大多數(shù)儀合金的烙點(diǎn)及燃點(diǎn)溫度。此外，儀侶 合金間還易生成脆性的金屬間化合物，影響接頭性能。因此，發(fā)明一種新的適用于儀侶異種 合金針焊的針料，能夠有效解決上述缺陷，顯得尤為必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種適用于儀侶異種合金針焊的 針料，能夠改善儀侶合金間的接頭性能;該針料的制備方法簡(jiǎn)單易操作。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：
[0007] -種適用于儀侶異種合金針焊的針料，為（25~35)Mg-(25~35)Al-(20~30)Zn- (20~30)Sn。其中，各組分含量為：Mg:25~35wt%;Al:25~35wt%;Zn:20~30wt% ;Sn:20 ~30wt%。
[000引優(yōu)選地，前述針料為30Mg-30Al-20ai-20Sn。其中，各組分含量為:Mg: 30wt % ; A1: 30wt % ; Zn: 20wt % ; Sn: 20wt %。
[0009] 前述適用于儀侶異種合金針焊的針料的制備方法，包含W下步驟：（1)配置原料； (2)烙煉。
[0010] 前述制備方法，具體包含W下步驟：
[0011] (1)配置原料:按照比例取各組分金屬，放入相蝸中；
[0012] (2)烙煉:將相蝸放入真空爐中，抽真空后通入氣氣，設(shè)置爐溫，保溫30min~化后， 隨爐冷卻至室溫，即得。
[0013] 進(jìn)一步地，前述制備方法，還包括步驟(3)甩帶:將步驟(2)所得針料放入真空甩帶 機(jī)中，抽真空后通入氣氣，設(shè)置甩帶速度運(yùn)行，得薄帶狀針料。
[0014] 前述制備方法，步驟(2)中，設(shè)置爐溫為700°C~800°C。
[0015] 優(yōu)選地，前述制備方法，步驟(2)中，設(shè)置爐溫為750°C。
[0016] 前述制備方法，步驟(3)中，設(shè)置甩帶速度為4(K)r/min~6(K)r/min。
[0017] 優(yōu)選地，前述制備方法，步驟(3)中，設(shè)置甩帶速度為5(K)r/min。
[001引前述制備方法，步驟(3)中，運(yùn)行時(shí)間為15min~30min。
[0019]本發(fā)明的適用于儀侶異種合金針焊的針料，為(25~35)Mg-(25~35)Al-(20~30) Zn-(20~30)Sn。其中，各組分含量為:Mg:25~35wt% ;A1:25~35wt% ;Zn:20~30wt% ;Sn: 20 ~30wt%。
[0020]圖1是本發(fā)明的針料制備和焊接的流程圖。如圖1所示，先制備針料，具體包含W下 步驟：
[0021 ] (1)配置原料:按照比例取各組分金屬，放入相蝸中；
[0022] (2)烙煉:將相蝸放入真空爐中，抽真空后通入氣氣，設(shè)置爐溫為700°C~800°C，保 溫30min~化后，隨爐冷卻至室溫，即得。
[0023] 在進(jìn)行焊接前，將制備好的針料先進(jìn)行甩帶處理，即將步驟(2)所得針料放入真空 甩帶機(jī)中，抽真空后通入氣氣，設(shè)置甩帶速度為40化/min~60化/min,運(yùn)行15min~30min， 得薄帶狀針料。
[0024] 用薄帶狀針料進(jìn)行針焊，包括W下步驟:先將薄帶狀的針料平鋪在儀侶合金間，并 通過鐵夾將其固定;將固定好的儀侶合金及針料放入真空爐中，抽取真空并通入氣氣，設(shè)置 溫度為高于針料烙點(diǎn)20°C~30°C，保溫20min，隨爐冷卻到室溫后將其取出，焊接完成，得到 成品。
[0025] 對(duì)本發(fā)明的針料進(jìn)行熱分析可知，所得針料為(25~35)Mg-(25~35)A^(20~30) Zn-(20~30)Sn。其中，各組分含量為:Mg:25~35wt% ;A1:25~35wt% ;Zn:20~30wt% ;Sn: 20~30wt%。圖視本發(fā)明針料的熱重曲線圖。由圖中可知，針料的DTA固相點(diǎn)為460°C，液相 點(diǎn)為475°C，烙化溫度區(qū)間顯著升高，烙化溫度區(qū)間也略有增長(zhǎng)，約為15°C。冷卻過程中，500 °(：先出現(xiàn)了一個(gè)吸熱峰，455°C附近出現(xiàn)一個(gè)放熱峰，針料開始凝固。經(jīng)DTA分析，本發(fā)明的 針料烙點(diǎn)為42(TC左右，相比于其它儀侶合金所用的針料烙點(diǎn)低。
[0026] 圖3~圖4是針料用于針焊所得產(chǎn)品的金相顯微鏡圖。針料通過與其附近的被焊金 屬烙化成液態(tài)，冷卻后使兩相金屬結(jié)合在一起。由圖中可知，甩帶狀的針料在儀條、侶條之 間烙化，并與邊界處的儀合金、侶合金一起烙化形成液態(tài)，將儀條、侶條結(jié)合在一起。本發(fā)明 的針料潤(rùn)濕性、流動(dòng)性好。
[0027] 采用本發(fā)明的針料和現(xiàn)有針料進(jìn)行儀侶異種合金針焊，對(duì)所得合金間接頭分別按 照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法進(jìn)行剪切性能測(cè)試和拉伸性能測(cè)試，每組選取5個(gè)試樣取平均值，結(jié)果 如表1和表2所示。
[002引表1剪切應(yīng)力
[0029]

~由表1和表2可知，采用本發(fā)明的針料進(jìn)行針焊，所得儀侶異種合金間接頭的剪切I 應(yīng)力和拉伸強(qiáng)度均有大幅提高，從而改善了儀侶合金間的接頭性能，使焊接更加牢固。
[0033] 本發(fā)明的有益之處在于:本發(fā)明提供的適用于儀侶異種合金針焊的針料及其制備 方法具有W下優(yōu)勢(shì)：
[0034] (1)本發(fā)明針料的原料易得，成本低。相比于其它儀侶合金所用的針料，所得針料 的潤(rùn)濕性、流動(dòng)性好。針料烙點(diǎn)低(420°C左右），所對(duì)應(yīng)的針劑烙點(diǎn)也較低，有效降低了針焊 時(shí)的溫度要求，節(jié)約了能源。
[0035] (2)接頭性能好。通過該針料進(jìn)行儀侶異種合金針焊，避免了儀侶合金的直接接 觸，有效地避免了金屬間化合物的生成。采用本發(fā)明針料針焊所得合金間接頭，剪切強(qiáng)度和 拉伸強(qiáng)度均有大幅提升，從而改善了儀侶合金間的接頭性能，使焊接更加牢固。
[0036] (3)生產(chǎn)效益高。本發(fā)明針料用于針焊時(shí)可采用爐中針焊，所需的設(shè)備相對(duì)較少且 成本低、操作容易，成品率高，質(zhì)量好，生產(chǎn)周期短。
[0037] (4)本發(fā)明針料制備方法簡(jiǎn)單，易實(shí)現(xiàn)。反應(yīng)條件溫和、易控制。
【附圖說明】
[0038] 圖1是本發(fā)明的針料制備及針焊的工藝流程圖；
[0039] 圖2是本發(fā)明針料的熱重分析圖；
[0040] 圖3是針料用于針焊后所得產(chǎn)品的烙合區(qū)放大100倍金相顯微鏡圖；