專利名稱：一種焊接合金鑄鋁部件的方法及所用的焊條的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種焊接合金鑄鋁部件的方法適用于鋁硅、鋁銅、鋁鎂及鋁鋅等合金鑄鋁部件的焊接，屬于焊接技術領域。
在現有的技術中，鋁及鋁合金主要焊接有三種方法即氬弧焊、電弧焊及氧、乙炔氣焊。氬弧焊和電弧焊焊接厚度有限、設備投資高，操作時需要焊粉作助焊劑，或使用涂有藥皮的鋁合金焊條，焊接時產生飄浮、飛濺、氣孔及夾渣。焊條和母體不能很好的熔合。氧、乙炔焊法雖然具有投資少、操作簡單等優點，但目前主要使用的焊絲、焊條在焊接時需要焊粉作助焊劑，只能焊接薄的部件，焊后易出現裂紋、氣孔，且不能焊接強度、密封、耐壓、耐沖擊等要求較高的鋁合金部件。在中國專利文獻公開的“鑄鋁氧焊焊條”(CN1091344A)中，首次公開了一種鑄鋁氧焊焊條，其主要組份是由硅(8-13％)、鐵(0.4-0.7％)、銅(1-1.5％)、錳(0.02-0.05％)、鎂(0.5-1.5％)、鎳(0.7-0.9％)、鋁(83-88％)等組成，并通過高溫熔化后澆鑄而組成的。上述鑄鋁氧焊焊條起到了焊接鑄鋁部件且焊條無須助焊劑和焊粉的作用，但是在日常遇到的焊接部件中，尤以硅鋁合金最多，其次為鋁銅及鋁鎂合金，對于硅鋁合金部件來說，上述鑄鋁氧焊焊條存在以下缺點①錳的含量低，并含有鐵元素，使焊條質量低劣；焊條中含有0.4-0.7％左右的鐵元素，鐵元素不是有意加入的，而是來自鑄鋁生產過程中的爐料和熔爐、工具等，在鋁硅合金中，鐵以β.Fe相出現，β.Fe相硬而脆，以粗大的針葉狀穿過α(A1)晶粒，大大地削弱了基體，降低了合金機械性能，尤其是延伸率和沖擊性，并使合金的抗蝕性能降低。上述鑄鋁氧焊焊條中錳的含量只有0.02-0.05％，遠遠不能消除鐵的含量0.4-0.7％對基體的有害作用，正確的比例應為Mn∶Fe＝(0.67～0.83)∶1時效果最好；②鎂、銅含量高，在上述鑄鋁焊條的組份中，鎂0.5-1.5％、銅1-1.5％，焊接后焊縫中銅、鎂含量過高時，塑性與韌性與母體成份相差過大，易從焊縫處斷裂，用這種焊條焊接硅鋁合金鑄件就會經常發生質量問題；③以上述一種鑄鋁氧焊焊條，去焊接不同組份的母材，是以“一種藥治各種病”的不良配方。事實上合金鋁鑄件中有硅鋁合金、鋁鎂合金、鋁銅合金、鋁鋅合金等不同合金類型，所用的焊條是應當有分別的。在鋁鎂、鋁鋅、鋁銅合金的焊條中是不應專門加入硅的組份的。
本發明的目的是針對上述存在問題，研制一種可焊接不同合金類型鑄鋁部件的方法及它們所用的焊條。
本發明的方案如下由于鑄鋁合金部件有鋁硅合金、鋁鎂合金、鋁銅合金、鋁鋅合金之分，因此用同一配方的焊條焊不同種類合金鑄件是不對的。本發明提出，鑄鋁合金種類不同，焊條配方不同。焊條應當和被焊母材的材料盡可能的接近，因此本發明提出適應上述母材的四種配方的焊條。在接到焊件時應快速識別斷裂機件的合金類別，然后選擇相應的焊條。在本發明提出的適應于鋁硅、鋁鎂、鋁銅、鋁鋅，配方中不特意加鐵元素也不含有鎳元素。
本發明的四種配方是a.適用于鋁硅合金鑄件的組份為硅7-13％鋁85-91.5％鎂0.3-1.0％銅0.05-0.5％錳0.2-0.5％鋅0
b.適用于鋁鎂合金鑄件的組份為硅0鋁88.3-95.6％鎂4.5-10％銅0.8-1.3％錳0.1-0.4％鋅0c.適用于鋁銅合金鑄件的組份為硅0鎂0鋁89-94.4％銅5-10％錳0.6-1.0％鋅0d.適用于鋁鋅合金鑄件的組份為硅0.1-0.8％鋁84.2-91.9％鋅5-10％鎂3-5％銅0錳0制造時，將各組份在750℃±1140℃溫度下熔化，入模具澆鑄成型。外表沒有藥皮，焊接時也不用加焊粉和熔劑。
本發明提出的焊接方法和所用的焊條，焊接時不用任何焊粉、熔劑，直接施焊。可焊接任意厚度的鑄鋁機件。焊接時無飛濺漂浮現象。改變了目前氧、乙炔氣焊鑄鋁處于以“一種藥治各種病”的不合理狀態。在適用于硅鋁合金的焊條中，加大了硅的含量使其在7-13％的范圍；在適用于鋁鎂合金的焊條中完全不含有硅的組份，鎂的含量加大為4.5-10％；在適用于鋁銅合金的焊條中，不特意加入硅、鎂的組份，銅的含量加大為5-10％，錳也適量加大；在適用鋁鋅合金的配方中，銅、鋅的含量都較高，尤其是鋅為5-10％，而其它合金焊條卻不加鋅。焊條的不同組份的目的，正是為了因材施焊。在鋁硅、鋁鎂、鋁銅合金焊條中錳的比例大大提高，這是因為在鑄造焊條時不可避免地混入了有害的鐵元素，加入錳的目的是使粗大的β.Fe相變成新的多元化的Al-Si-Mn-Fe相呈桿狀或團狀，從而消除了鐵對基體的有害作用。銅、鎂的含量適中，使焊縫的韌性、塑性、強度都顯著提高。經十多年來焊接修復數千件鑄鋁機件的結果表明，焊縫平整光滑、牢固耐用，其焊接質量達到和超過母材的強度和性能。抗拉強度達150MPa，各項指標符合國家標準。
下面通過實施例對本發明予以說明實施例1(硅鋁合金鑄件的判別及所用的焊條)識別鑄件是否是鋁硅合金的方法，顏色發青、發暗、斷裂中有一定塑性，斷口組織細，當用焊炬熔化后，鋁液流動性好，鋁液有黑色斑點，使用如下組份的焊條鋁87.96％-0.6鎂0.4％銅0.2％硅11.1％錳0.34％制造時依鋁硅合金熔煉工藝，按比將各組份加熱到750±30℃，入模具澆鑄而成。
實施例2(鋁鎂合金鑄件的判別及所用的焊條)鋁鎂合金鑄件顏色發白、塑性差，斷口組織較粗。當用焊炬熔化后，有白花飛出，發出白色亮光，并冒白煙。所用焊條的最佳組份為鋁90.45％-0.6銅1.05％鎂8.2％錳0.3％制造時依鋁鎂合金熔煉工藝加熱至770±20℃入模具澆鑄。
實施例3(鋁銅合金鑄件的判別及所用的焊條)鋁銅合金鑄件斷口組織較細，塑性差，用焊炬熔化時，流動性差，焊炬離開后表面泛黃色。所用焊條的最佳組份為鋁91.7％-0.6銅7.6％錳0.7％制造時依鋁銅合金工藝熔煉至1120±20℃熔化澆鑄。
實施例4(鋁鋅合金鑄件的識別及所用的焊條)鋁鋅合金鑄件用焊炬熔化后氣孔多，并冒出黑煙，焊炬移開后，表面有黑痕。所用焊條的最佳組份為鋁87.6％-0.6鋅7.6％鎂0.6％銅4.2％制造時依鋁鋅合金工藝加熱到700±20℃熔化后澆鑄。
權利要求
1.一種焊接合金鑄鋁部件的方法及所用的焊條，其特征在于合金鑄鋁部件由于其合金種類分為鋁硅合金、鋁鎂合金、鋁銅合金、鋁鋅合金等不同種類，焊接時首先識別合金鑄件的種類，然后使用與其相同種類的焊條，焊條和被焊母材的材料盡可能的相同，根據合金種類的不同，適應于上述四種鋁合金鑄件的焊條的制造方法為a.適用于鋁硅合金鑄件的組份為硅7-13％鋁85-91.5％鎂0.3-1.0％銅0.05-0.5％錳0.2-0.5％制造時依硅鋁合金工藝將各組份在750±30℃時熔化入模具澆鑄而成；b.適用于鋁鎂合金鑄件中的組份為鋁88.3-95.6％鎂4.5-10％銅0.8-1.3％錳0.1-0.4％制造時依鋁鎂合金熔煉工藝，加熱至770±20℃熔化后入模澆鑄；c.適用于鋁銅合金鑄件的焊條的組份鋁89-94.4％銅5-10％0.6-1.0％制造時依鋁銅合金熔煉工藝，加熱至1120±20℃入模澆鑄；d.適用于鋁鋅合金鑄件的焊條的組份鋁84.2-91.9％鋅5-10％硅0.1-0.8％鎂3-5％制造時依鋁鋅合金熔煉工藝加熱至700±20℃熔化入模澆鑄。
全文摘要
本發明公開了一種焊接合金鑄鋁部件的方法及所用的焊條。由于合金鑄鋁部件分為硅鋁、鋁鎂、鋁銅、鋁鋅等不同合金種類，焊接時首先判別合金種類，不同種類合金鑄件使用不同種類的焊條。分為鋁硅(由硅7-13％、鎂0.3-1％、銅0.05-0.5％、錳0.2-0.5％、鋁85-91.5％及和鋁鎂、鋁銅、鋁鋅合金組分相同的四種不同焊條。焊條無藥皮，焊接時不加入任何熔劑和焊粉，可直接用氧-乙炔氣焊接任意厚度的鑄鋁件和鋁薄板，外表無藥皮，焊縫平整光滑，各項指標均達國家標準。
文檔編號B23K35/22GK1143553SQ9610021
公開日1997年2月26日 申請日期1996年5月2日 優先權日1996年5月2日
發明者唐興華 申請人:唐興華