一種能夠實現6xxx系鋁合金無缺陷直流正極性焊的表面去膜劑的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種能夠實現6XXX系鋁合金無缺陷直流正極性焊的表面去膜劑，其特征是所述表面去膜劑是由LiF、NaF、MgF2、AlF3、KAlF4、K2SiF5等多種氟化物組成，氟化物的顆粒度均小于10μm。焊前首先采用無水乙醇將所述表面去膜劑混合均勻，噴涂在鋁合金表面待焊部位，然后采用直流正極性TIG焊方法實施焊接。本發明的表面去膜劑具有良好地去除6XXX系鋁合金表面氧化膜和焊縫中氣孔缺陷的作用，可以實現6XXX系鋁合金的直流正極性TIG焊，獲得無氣孔缺陷的性能優良的焊接接頭，此外焊接電流相對于交流焊工藝大大降低，有效改善了熱影響區軟化現象，提高了焊接生產率，降低了能源消耗。
【專利說明】—種能夠實現6XXX系鋁合金無缺陷直流正極性焊的表面去膜劑【技術領域】[0001]本發明屬于焊接領域，涉及一種表面去膜劑。具體是指一種在TIG焊焊接過程中能夠有效去除6XXX系鋁合金表面氧化膜，而實現鋁合金直流正極性焊接的新型焊劑，該焊劑還可以有效地去除焊接氣孔缺陷。【背景技術】[0002]6XXX系鋁合金是航空航天領域中重要的結構材料之一，鋁合金TIG焊必須采用交流方式，原因是鋁合金表面氧化膜只能通過交流TIG焊接利用陰極霧化現象來去除，而 6XXX系鋁合金交流TIG焊存在著以下問題:焊接熔深小、熱影響區軟化、容易產生氣孔等。 為改善這些問題，發展了方波交流TIG焊、變極性TIG焊和變極性等離子弧焊等方法，但這些方法都擺脫不了交流焊過程的穩定問題和背面成形問題，如對于變極性等離子焊接技術在單面焊雙面成形過程中要想獲得良好的焊接質量，必須要實現穿孔效應，對工藝要求非?？量?。[0003]理想的解決方法應當是采用直流焊接方式，利用直流焊接電弧穩定，并且鋁合金為正極時發熱量大、鎢極為負極時發熱量小、載流能力大的特點，有效增大鋁合金母材的焊接熔深，穩定焊接過程，減小焊接熱輸入，改善熱影響區軟化現象，從而達到良好的焊接質量。但直流電弧焊鋁合金時，關鍵問題是如何去除鋁合金表面氧化膜。一種鋁合金直流焊方式是采用氦弧焊，但是氦氣價格比氬氣昂貴的多，另外一種方式是采用直流反極性，但是由于此時鎢極為正極發熱量大，載流能力小，且容易發生鎢極過熱熔化的現象。近年來，國內外還開發了一種采用活性劑來增大焊接熔深的研究，仍然采用交流焊接方式，沒有解決交流弧焊的不穩定性以及由此帶來的缺陷等問題。[0004]為此本發明提出一種能夠實現6XXX系鋁合金直流正極性焊接的新型焊劑，該焊劑能夠在焊接過程中有效去除表面氧化膜，并且還可以去除焊接氣孔缺陷。它的特點是: I能夠有效去除6XXX系鋁合金表面氧化膜，成功地實現了直流正極性焊接；2、能夠吸收熔池中的氫，加上直流電弧穩定性好，從而可以可減 少焊縫中氣孔缺陷；3、有效減小焊接熱輸入，改善熱影響區軟化現象。
【發明內容】
[0005]本發明是提供一種能夠實現6XXX系鋁合金無缺陷直流正極性焊的表面去膜劑。 焊前首先采用無水乙醇將表面去膜劑混合均勻，噴涂在6XXX系鋁合金待焊部位表面，然后采用直流正極性TIG焊來焊接6XXX系鋁合金，可以獲得無氣孔缺陷的性能優良的接頭；此外本發明可以實現6XXX系鋁合金材料的單面焊雙面成型，焊接電流相對于交流焊工藝大大降低，有效地改善了熱影響區軟化現象，提高了焊接生產率，降低了能源消耗。[0006]本發明提出的表面去膜劑由LiF、NaF、MgF2、AlF3、KAlF4、K2SiF5等其中的任何一種和多種化合物的組合，氟化物的顆粒度均小于?ο μ m,氟化物的顆粒度均小于10 μ m。[0007]一種是以LiF為基，添加AlF3、MgF2、K2SiF5等化合物，其中LiF的含量為50~70% (重量百分比)，AlF3的含量為10~20%，MgF2的含量為10~15%，K2SiF5的含量為10~15%。[0008]一種是以AlF3為基，添加NaF、MgF2、KAlF4等化合物，其中AlF3的含量為50~70% (重量百分比)，NaF的含量為10~20%，MgF2的含量為5~10%，KAlF4的含量為15~20%。[0009]一種是以 K2SiF5 為基，添加 LiF、MgF2、AlF3、KAlF4,其中 K2SiF5 的含量為 30 ~60% (重量百分比)，LiF的含量為15~20%’ MgF2的含量為10~20%’ AlF3的含量為10~20%， KAlF4的含量為5~10%ο[0010]一種是以KAlF4為基，添加LiF、NaF、MgF2等氟化物，其中KAlF4的含量為40~65% (重量百分比)，LiF的含量為20~30%，NaF的含量為10~15%，MgF2的含量為5~15%。[0011]本發明所涉及的一種能夠實現6XXX系鋁合金無缺陷直流正極性焊的表面去膜劑的優點在于:1、焊接過程中能夠有效地去除鋁合金表面氧化膜，成功地實現了 6XXX系鋁合金的直流正極性焊接；2、能夠有效吸收熔池中的氫，加上直流電弧穩定性好，從而可以實現無氣孔缺陷的焊接接頭；3、可以實現6XXX系鋁合金單面焊雙面成型，焊接電流相對于交流焊工藝大大降低，有效改善了熱影響區軟化現象，并且提高了焊接生產率，降低了能源消耗。4、材料價格便宜，且無需昂貴的焊接設備，具有成本低廉，經濟性好。【具體實施方式】[0012]下面將結合實施例對本發明作進一步的詳細說明。[0013]本發明是一種能夠實現6XXX系鋁合金無缺陷直流正極性焊的表面去膜劑，其特征在于:所述表面去膜劑是LiF、NaF、MgF2, A1F3、KAlF4, K2SiF5等其中的任何一種或任何多種氟化物的組合。氟化物的顆粒度均小于10 μ m。焊前首先采用無水乙醇將表面去膜劑混合均勻，噴涂在6XXX系鋁合金待焊部位表面，然后采用直流正極性TIG焊來焊接6XXX系鋁合金，可以獲得無氣孔缺陷的性能優良的接頭。[0014]本發明的6XX X系鋁合金的直流活性焊接方法實施步驟如下，[0015]步驟一，按配比成分均勻混合表面去膜劑；[0016]步驟二，用無水乙醇調和表面去膜劑；[0017]步驟三，焊接前對鋁銅系合金表面進行清洗；[0018]步驟四，用毛刷或噴壺在鋁合金表面待焊部位均勻敷上一層表面去膜劑，以蓋住原來的鋁合金顏色為宜；[0019]步驟五，采用TIG焊直流正極性方式進行6XXX系鋁合金的焊接；[0020]步驟六，焊后將焊縫表面的表面去膜劑殘渣去除。[0021]本發明的表面去膜劑具有良好地去除6XXX系鋁合金表面氧化膜和焊縫中氣孔缺陷的作用，從而實現6XXX系鋁合金的直流正極性TIG焊，獲得無氣孔缺陷的性能優良的焊接接頭。[0022]實施例1:厚度為4mm的6063鋁合金的直流正極性TIG焊[0023]按配比稱重LiF、NaF、MgF2, A1F3、KAlF4, K2SiF5，各氟化物的顆粒度均小于10 μ m， 混合均勻，用無水乙醇調合成糊狀。焊接前對6063鋁合金表面進行清洗，然后用毛刷均勻地刷涂在化學清洗過的6063鋁合金對接待焊表面。采用TIG直流正極性焊接方式對4mm 厚的6063鋁合金板材進行對接焊接，焊絲采用ER4043，直徑2.0mm,焊接結束后進行缺陷檢測。[0024]具體配比成分、焊接參數和焊接接頭的平均拉伸強度見下表:[0025]
【權利要求】
1.一種能夠實現6XXX系鋁合金無缺陷直流正極性焊的表面去膜劑，其特征在于:所述表面去膜劑是由LiF、NaF, ZnF2, CaF2, A1F3、KAlF4, K3AlF6, K2SiF5等多種氟化物組成，氟化物的顆粒度均小于10 μ m。
2.根據權利要求1所述的一種能夠實現6XXX系鋁合金無缺陷直流正極性焊的表面去膜劑，其特征在于:所述表面去膜劑采用無水乙醇均勻混合后，焊前噴涂在鋁合金待焊部位表面，然后采用直流正極性TIG焊方法焊接6XXX系鋁合金。
3.根據權利要求1所述的一種能夠實現6XXX系鋁合金無缺陷直流正極性焊的表面去膜劑，其特征在于:以LiF為基，添加A1F3、MgF2, K2SiF5等化合物，其中LiF的含量為50~ 70%(重量百分比)，AlF3的含量為10~20%，MgF2的含量為10~15%，K2SiF5的含量為10~ 15%。
4.根據權利要求1所述的一種能夠實現6XXX系鋁合金無缺陷直流正極性焊的表面去膜劑，其特征在于:以AlF3為基，添加NaF、MgF2, KAlF4等化合物，其中AlF3的含量為50~ 70% (重量百分比)，NaF的含量為10~20%，MgF2的含量為5~10%，KAlF4的含量為15~ 20%。
5.根據權利要求1所述的一種能夠實現6XXX系鋁合金無缺陷直流正極性焊的表面去膜劑，其特征在于:以K2SiF5為基，添加LiF、MgF2' AlF3' KAlF4,其中K2SiF5的含量為30~ 60% (重量百分比)，LiF的含量為15~20%，MgF2的含量為10~20%，AlF3的含量為10~ 20%, KAlF4的含量為5~10%ο
6.根據權利要求1所述的一種能夠實現6XXX系鋁合金無缺陷直流正極性焊的表面去膜劑，其特征在于:以KAlF4為基，添加LiF、NaF、MgF2等氟化物，其中KAlF4的含量為40~ 65%(重量百分比)，LiF的含量為20~30%，NaF的含量為10~15%，MgF2的含量為5~15%。
7.根據權利要求1所述的一種能夠實現6XXX系鋁合金無缺陷直流正極性焊的表面去膜劑，其特征在于:所述表面去膜劑能夠成功實現6XXX系鋁合金的直流正極`性TIG焊，且焊縫中沒有任何氣孔缺陷。
【文檔編號】B23K9/235GK103603002SQ201310567415
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月14日 優先權日:2013年11月14日
【發明者】曲文卿, 王磊, 牟國倩, 莊鴻壽 申請人:北京航空航天大學