專利名稱：一種用于消除鋁鑄件補焊氣孔缺陷的氬弧焊焊劑的制作方法
技術領域：
本發明涉及金屬焊接劑領域，特別提供了一種用于消除鋁鑄件補焊氣 孔缺陷的氬弧焊焊劑。
背景技術：
鋁鑄件在鑄造過程中產生如縮松、氣孔等鑄造缺陷時，通常需要焊接 修復。由于一些大型或復雜鑄件結構上的限制，或者由于鑄造過程中誤操 作，將導致鑄件基體整體或局部氣體(氫氣)含量較高。該類鑄件補焊時， 沿原基體坡口弧面處常產生密集線性氣孔，導致該類鑄件補焊報廢率極高， 尤其是吸氣傾向大的鋁硅合金鑄件。
鋁鑄件補焊一般采用鎢極氬弧焊和熔化極氣體保護焊。對于這種補焊 密集線性氣孔，多從坡口表面處理，焊絲純凈度及表面質量控制等方面入 手。然而，由于產生該缺陷的根本原因是如前述鑄件基體含氣量高，因此 相關研究收效甚微，現無有效技術解決該問題。
根據以上分析，決定采用焊劑解決該問題，因為適當的焊劑可起到精 煉作用，從而將氣體帶出熔池，避免或減少氣孔缺陷。
現有的氬弧焊劑，美國、日本、英國、蘇聯等進行了大量研究，開發 了以氟化物和氯化物為主的鎢極氬弧焊焊劑涂層系列，但這些研究成果和 相關專利技術旨在提高鎢極氬弧的熔深，因為常規的氬弧焊單道焊熔深有
限(約3mm)，厚板焊接時需開坡口進行多層多道焊，焊接過程繁瑣、成本限制了該工藝方法的應用范圍，因此這些焊接從這些 方面進行改進，達到降低成本，提高焊接質量，擴展氬弧焊的應用范圍。 這些焊劑起不到精煉作用，更無法用于鋁鑄件補焊來達到消除或者減少焊 區氣孔缺陷的目的。
鋁合金氣焊具有精煉作用，有消除或減少悍接氣孔缺陷作用。但由于 氣焊熱量不集中，焊鋁合金時易產生熱裂缺陷，而且焊區力學性能也不理 想，因此采用該方法焊接將雖可有消除氣孔缺陷的作用，但會因為帶來如 上一些其他問題而得不償失，所以目前無論是結構件還是鑄件補焊，均已 較少采用。采用氣焊補焊鋁鑄件也未見報道。而該焊劑是針對氣焊方法設 計，無法應用于氬弧焊。

發明內容
本發明的目的是提供了一種用于消除鋁鑄件補焊氣孔缺陷的氬弧焊焊劑。
本項發明是針對前述鋁鑄件補焊線性氣孔問題，結合氣焊方法、鎢極 氬弧焊劑的相關研究成果，并參考鋁合金熔體精煉相關理論和精煉劑研究 成果，開發了一種新型鎢極氬弧焊劑，采用該焊劑并配合相應的氬弧焊工 藝，可達到消除或減少鋁鑄件補焊區域氣孔缺陷的目的。
本發明提供了 一種用于消除鋁鑄件補焊氣孔缺陷的氬弧焊焊劑，其特 征在于所述的用于消除鋁鑄件補焊氣孔缺陷的氬弧焊焊劑的組成成分如 下NaF、 Na3AlF6和KCl共占總質量的95X到99X，其余為NaCl和/ 或LiCl;
其中NaF、 Na3AlF6和KCl的質量比例為，NaF: Na3AlF6: KC1-1: (1.5-3.5): (3.8-6.5)。
所述的用于消除鋁鑄件補焊氣孔缺陷的氬弧焊焊劑整體為白色粉末狀態。
使用本發明所述的用于消除鋁鑄件補焊氣孔缺陷的氬弧焊焊劑的氬弧
焊的具體操作工藝如下
根據鑄件原始缺陷合理開設坡口，保證四壁光亮，無毛刺、油污、污 垢等。焊前采用丙酮將焊區清洗干凈，并根據鑄件形狀、壁厚等條件進行 預熱。將焊絲洗刷干凈。將事先用水調好的糊狀溶劑均勻地涂覆于坡口表 面，或用焊絲一端煨熱后沾取適量干焊劑立即實施焊接。焊后立即用熱水 將焊區表面熔劑殘渣清洗干凈。如為多層焊，每層之間應先清理干凈熔劑， 再進行下層施焊。
原理分析熔劑中所含物質在焊接高溫過程中，能與A1發生反應或者 自揮發，生成Cl2氣或者鹵化物氣泡。同時，采用熔劑后可減少熔化金屬的 表面張力和粘度。因此，所生成的氣泡可較為容易地將原基體中逸出的氫 氣帶出補焊區，而不再殘留于補焊區域形成氣孔缺陷。這些熔劑組成物所 產生的熔渣熔點低，密度小，極易浮于熔池表面，熔渣上浮過程中也可以
吸附一部分氣泡。同時，熔融的Na3AlF6能顯著提高溶劑吸附氧化物和夾雜, 不但可起到較強的除氣效果，也有利于分離除渣，因此采用該補焊工藝技 術可消除或者有效減少補焊區氣孔缺陷。本發明的優點原有氣焊方法雖可起到精煉除氣作用，但由于氣焊的 熱量不集中等缺點，采用其補焊鋁合金鑄件，焊后易產生熱裂、未熔合等 缺陷，更嚴重的是，補焊區域力學性能大大降低。原有的鎢極氬弧焊劑不 具有精煉除氣作用。采用該焊劑，解決了上述問題，既消除了所述的氣孔 缺陷，又保證了鑄件其他方面的質量，解決了鋁鑄件補焊的一個難題。


下面結合附圖及實施方式對本發明作進一步詳細的說明 圖l為未使用本發明方法的焊接探傷圖； 圖2為使用本發明方法的焊接探傷圖。
具體實施例方式
實施例1
某鋁合金艙體鑄件，材質為ZL114A,補焊處壁厚17mm，坡口尺寸 40X30X10mm。首先采用正常氬弧悍，未用焊劑，X光探傷顯示沿原基體坡 口弧面處存在大片密集線性氣孔。返修時，采用本發明焊劑，其成分配比 為 NaF: Na3AlF6: KC1=1: 1.5: 6.5,其余為NaCl, NaCl占總質量的 1%。具體操作在原補焊區域重新開設坡口，將線形氣孔缺陷清除干凈， 坡口四壁表面光亮、顯金屬光澤、無毛刺，坡口尺寸45X35X12mm，用 丙酮將坡口清洗干凈，無污垢、油污，將鑄件補焊處局部加熱，保持在60-80 °C，采用的焊絲直徑為^1.6mm，加熱焊絲端頭，沾取干燥的焊劑，實施補200810010269.2 焊，焊接電流110-160A,焊接速度20-25m/h，鎢極直徑^3.2mm，氬 氣流量14-20L/min，分三層補焊完成。焊后經探傷，補焊區域無線性氣孔 存在。
實施例2
某鋁合金殼體鑄件，材質為ZL205A,補焊處壁厚40mm，坡口尺寸 65X45X25mm。同實施例一，首先采用正常氬弧焊，未用焊劑，X光探傷顯 示沿原基體坡口弧面處存在大片密集線性氣孔。返修時，采用該發明焊劑， 其成分配比為NaF: Na3AlF6: KC1-1: 2.1: 5.8，其余為LiCl， LiCl占總
質量的5%。具體操作在原補焊區域重新開設坡口，將線形氣孔缺陷清除
干凈，坡口四壁表面光亮、顯金屬光澤、無毛刺，坡口尺寸70X48X28ram， 用丙酮將坡口清洗干凈，無污垢、油污，將鑄件補焊處局部加熱，保持在 90-110°C，采用的焊絲直徑為03mm，加熱焊絲端頭，沾取干燥的焊劑，實 施補焊，焊接電流200-250A,焊接速度15-18m/h，鎢極直徑^4.8mm， 氬氣流量24-28L/min，分三層補焊完成。焊后經探傷，補焊區域無線性氣 孔存在。
實施例3
某鋁合金殼體鑄件，材質為ZL114A，補焊處壁厚60mm，坡口尺寸 55X35X32mm。同實施例一，首先采用正常氬弧焊，未用焊劑，X光探傷顯
示沿原基體坡口弧面處存在大片密集線性氣孔。返修時，采用該發明焊劑， 其成分配比為NaF: Na3AlF6: KC1=1: 2.7: 4.6，其余為NaCl和LiCl， NaCl和LiCl占總質量的3X。具體操作在原補焊區域重新開設坡口，將 線形氣孔缺陷清除干凈，坡口四壁表面光亮、顯金屬光澤、無毛刺，坡口尺寸60X42X34mm，用丙酮將坡口清洗干凈，無污垢、油污，將鑄件補 焊處局部加熱，保持在120-14CTC,采用的焊絲直徑為04mm，加熱焊絲端 頭，沾取干燥的焊劑，實施補焊，焊接電流270-320A,焊接速度12-15m/h， 鎢極直徑04.8mm,氬氣流量80-卯L/min,分三層補焊完成。焊后經探 傷，補焊區域無線性氣孔存在。 實施例4
某鋁合金箱體鑄件，材質為ZL114A，補焊處壁厚80mm,坡口尺寸 70X55X41mm。同實施例一，首先采用正常氬弧焊，未用焊劑，X光探傷顯 示沿原基體坡口弧面處存在大片密集線性氣孔。返修時，采用該發明焊劑， 其成分配比為NaF: Na3AlF6: KC1=1: 3.3: 4.4，其余為LiCl, LiCl占總 質量的4%。具體操作在原補焊區域重新開設坡口，將線形氣孔缺陷清除
干凈，坡口四壁表面光亮、顯金屬光澤、無毛刺，坡口尺寸74X57X44rara， 用丙酮將坡口清洗干凈，無污垢、油污，將鑄件補焊處局部加熱，保持在 130-150。C,采用的焊絲直徑為04mm，加熱焊絲端頭，沾取干燥的焊劑， 實施補焊，焊接電流270-320A,焊接速度12-15m/h，鎢極直徑^6.4mm， 氬氣流量100-110L/min，分四層補焊完成。焊后經探傷，補焊區域無線性 氣孔存在。 實施例5
某鋁合金錐型鑄件，材質為ZL205A，補焊處壁厚90mm,坡口尺寸 102X67X52mm。同實施例一，首先采用正常氬弧焊，未用焊劑，X光探傷 顯示沿原基體坡口弧面處存在大片密集線性氣孔。返修時，采用該發明焊 劑，其成分配比為NaF: Na3AlF6: KC1-1: 3.5: 3.8，其余為NaCl， NaCl占總質量的2%。具體操作在原補焊區域重新開設坡口，將線形氣孔缺陷 清除干凈，坡口四壁表面光亮、顯金屬光澤、無毛刺，坡口尺寸105X71
X54皿，用丙酮將坡口清洗干凈，無污垢、油污，將鑄件補焊處局部加熱， 保持在140-16(TC,采用的焊絲直徑為06mm，加熱焊絲端頭，沾取干燥的 焊劑，實施補焊，焊接電流320-380A,焊接速度8-10m/h，鎢極直徑 08.0mm，氬氣流量80-90L/min，分五層補焊完成。焊后經探傷，補焊區 域無線性氣孔存在。
權利要求
1、一種用于消除鋁鑄件補焊氣孔缺陷的氬弧焊焊劑，其特征在于所述的用于消除鋁鑄件補焊氣孔缺陷的氬弧焊焊劑的組成成分如下NaF、Na3AlF6和KCl共占總質量的95％到99％，其余為NaCl和/或LiCl；其中NaF、Na3AlF6和KCl的質量比例為，NaFNa3AlF6KCl＝1(1.5-3.5)(3.8-6.5)。
2、按照權利要求1所述的用于消除鋁鑄件補焊氣孔缺陷的氬弧焊焊劑， 其特征在于所述的用于消除鋁鑄件補焊氣孔缺陷的氬弧焊焊劑整體為白色粉末狀態。
全文摘要
一種用于消除鋁鑄件補焊氣孔缺陷的氬弧焊焊劑，組成成分如下NaF、Na₃AlF₆和KCl共占總質量的95％到99％，其余為NaCl和/或LiCl；其中NaF、Na₃AlF₆和KCl的質量比例為，NaF∶Na₃AlF₆∶KCl＝1∶(1.5-3.5)∶(3.8-6.5)。是能起到消除鋁鑄件補焊密集線形氣孔的絕對因素。本發明的優點原有的鎢極氬弧焊劑不具有精煉除氣作用。采用該焊劑，解決了上述問題，既消除了所述的氣孔缺陷，又保證了鑄件其他方面的質量，解決了鋁鑄件補焊的一個難題。
文檔編號B23K35/362GK101497156SQ200810010269
公開日2009年8月5日 申請日期2008年1月29日 優先權日2008年1月29日
發明者馮志軍, 宋國金, 李宇飛, 虎 翟, 閆衛平 申請人:沈陽鑄造研究所