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铝钢预涂层TIG熔-钎焊技术

作者: 来源: 日期:2016-11-27 23:56:28 人气:43 加入收藏 标签:铝钢 TIG焊 熔钎焊

1. 技术原理及特点

TIG焊接技术是目前应用最为广泛的焊接方法,然而在针对铝/钢、铝/钛等异种合金的复合结构件时,由于电弧加热时间短,温度分布不均匀,液态钎料润湿铺展性差,脆性金属间化合物生长迅速,导致直接施焊时难以实现两者的有效连接。预涂层TIG熔-钎焊技术通过使用特种辅助涂层和填充焊丝,成功实现铝基钎料在高熔点合金表面的润湿铺展,有效抑制了界面脆性化合物层的生长,获得了成形良好、性能可靠的具有熔焊与钎焊双重特征的复合接头。

本实验室从2006年开始了异种金属TIG熔-钎焊技术的研究,开发出了适用于电弧加热条件下的特种辅助涂层及焊接工艺,提出并验证了在涂层和焊丝中填加微量元素实现界面化合物层控制的思想,研制出了多种特种填充焊丝,初步阐明了微量元素对金属间化合物的作用机理,有效改善了界面层的性能。

2. 关键技术及指标

(1) 以TIG电弧为热源实现铝/钢异种合金的可靠连接,需要克服两方面困难:一是实现液态钎料在钢表面的润湿铺展,获得良好的接头成形,这是实现铝/钢可靠连接的前提条件;二是控制界面脆性金属间化合物层的生长,提高接头性能,这是获得优质铝/钢接头的关键条件。

(2) 研制出了适用于电弧加热条件下的辅助涂层。预涂层需要具有良好的涂覆性和粘结性,避免在电弧吹力作用出现剥落,促进液态铝基钎料在高熔点合金表面的润湿铺展充分,并且涂层成分不能够降低焊缝性能。

(3) 开发出了TIG熔-钎对接焊单面焊双面成形控制技术:焊丝必须送到坡口根部,紧贴成形槽底部,成形槽规格为宽度8-12mm,深度0.5-1.0mm;坡口形式为非对称V形坡口,钢侧角度为30-50°,铝侧角度为30°左右;电弧位置为电弧长度4-6mm,同时电弧偏钢侧加热。

(4) 预涂层的涂敷技术。已经开发了手工涂敷工艺、喷涂设备及自动涂敷装置,可以用于手工和自动焊接过程中。

3、应用情况

采用预涂层TIG熔-钎焊方法,实现了铝合金/不锈钢、铝合金/低碳钢、铝合金/钛合金等异种合金复合结构的对接和搭接焊。针对3mm厚的铝合金与不锈钢板对接件,接头强度达到180MPa,比现有成果提高40%;针对薄板铝合金与不锈钢板的搭接焊,接头强度高,断裂于铝侧熔合区。

4、专利及获奖情况

本技术及其研制出的特种涂层和填充焊丝已经获得国家发明专利。

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