一种有缝药芯银焊丝及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及金属焊接用焊接材料及制造方法，具体涉及一种有缝药芯银焊丝及其 制备方法。
【背景技术】
[0002] 近三十年，我国城镇化进程不断推进，人们从农村迀徙到城镇，与之相配套的城市 化生活资料的需求飞速增加。例如，以冰箱、空调为代表的白色家电和以电脑、DVD、音响为 代表的黑色家用电器需求量持续上升，面向制造的超硬工具、建筑装饰材料及其制造业也 在蓬勃发展。
[0003] 钎焊技术在这些新兴行业中扮演了重要角色。而在钎焊技术中占有重要地位的钎 焊材料中，银基钎料(尤其是AgCuZnCd系、AgCuZnNi系）由于熔点适中，工艺性好，并具有良 好的强度、韧性、导电性、导热性和耐腐蚀性，可用来钎焊除铝、镁及其他低熔点金属外的几 乎所有黑色金属和有色金属，是应用最广泛的硬钎料。据不完全统计，仅白色家电与黑色家 电制造国内每年需要消耗银钎料300吨，建筑材料加工工具国内每年需要消耗银钎料300 吨。
[0004] 目前，国内外制冷、电力、电器等行业的钎焊工艺大多使用银焊条，配合含有硼酸 的钎剂使用，钎焊过程存在添加钎剂这一工序。即便是在现代化制造业非常发达的国家，该 工序也难以实现自动化对人工焊接的取代。在钎焊过程中，由于人为操作，添加钎剂量无法 精确控制，过量钎剂的添加对操作人员健康以及周边环境都会产生危害。随着现代化制造 业对钎焊成本控制的加大，手工焊接所需人力成本、人为操作导致的产品不合格率和银焊 料用量无法精确控制造成的资源浪费都是急需要解决的问题。外界对企业环境责任的关注 度的不断加大，也在一定程度限制了钎焊技术的推广应用。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处，通过采用带状银基钎 料包覆预定比例的钎剂粉末卷制成一种有缝药芯银焊丝。由于焊接过程中无需添加钎剂这 一工序，简化了焊接工艺，提高了焊接效率；钎剂、钎料比例的精确控制有利于降低成本、改 善周边环境。
[0006] 本发明的目的可通过下述技术措施来实现： 本发明所述的有缝药芯银焊丝包括由带状银基钎料制备而成设置有纵向对接缝的钎 料管和填装在钎料管内的钎剂粉组成；所述银基钎料包括下述质量分数比的主要原料：银 Ag : 15 ~66%、铜 Cu : 14 ~42%、锌 Zn :4 ~30%，以及镉 Cd :0 ~26. 5%、镍 Ni :0 ~6. 0%、锰 Μη:0~8. 0%中的任意一种或两种以上的混合物；所述钎剂粉包括下述质量分数比的主要 原料：氟化钾：30~43%、氟硼酸钾：16~24%、硼酐：25~36%，以及硼砂：0~6%、硼酸：0~ 14%中的任意一种或两种的混合物；所述的钎剂粉重量为有缝药芯银焊丝总质量的8~ 20% 〇
[0007] 本发明所述钎剂粉的粒度为200~400目，所述的钎剂粉重量为有缝药芯银焊丝 总重量的8~20% ;所述有缝药芯银焊丝直径为0. 8mm~3. 2mm。
[0008] 本发明的制备方法如下： 制备钎剂粉：按质量分数比取脱水氟化钾、氟硼酸钾、硼酐、硼砂、硼酸，均匀混合，在 100°C~130°C的低真空干燥箱中烘干60min ~300min，冷却待用； 制备银基钎料：按质量分数比取银、铜、锌、镉、镍、锰以单质或者中间合金形式通过熔 炼、挤压、乳制、分切、超声波清洗、烘干、接带制作成所需长度的钎料带，然后通过轧U形 槽、加钎剂粉、合缝、层绕、包装工序，得到所需尺寸的药芯银焊丝。
[0009] 本发明所述有缝药芯银焊丝，同圆度较好，可用于自动化焊接，节约人力成本，提 高焊接效率。
[0010] 本发明的有益效果如下： 1) 药芯银焊丝自带钎剂，钎焊操作时免除了添加钎剂的步骤，有利于自动化钎焊工艺 的应用； 2) 降低了银钎料的用量，特别是在实际使用过程中，与同等重量的同规格实芯焊条相 比较，药芯银焊丝可以钎焊更多数量的工件； 3) 采用钎料带卷曲成型，焊接工艺性更好。一般情况下，在相同热输入条件下，钎料带 比钎焊条更易于加热、熔化； 4) 钎剂在添加时精确计算，避免了使用过程中因过度添加导致对操作人员健康和对周 边环境的危害。
【具体实施方式】
[0011] 本发明所述的有缝药芯银焊丝包括由带状银基钎料制备而成设置有纵向缝隙的 钎料管和填装在钎料管内的钎剂粉组成；所述银基钎料包括下述质量分数比的主要原料： 银 Ag : 15 ~66%、铜 Cu : 14 ~42%、锌 Zn :4 ~30%，以及镉 Cd :0 ~26. 5%、镍 Ni :0 ~6. 0%、 锰Μη:0~8. 0%中的任意一种或两种以上的混合物；所述钎剂粉包括下述质量分数比的 主要原料：氟化钾：30~43%、氟硼酸钾：16~24%、硼酐：25~36%，以及硼砂：0~6%、硼 酸：0~14%中的任意一种或两种的混合物；所述的钎剂粉重量为有缝药芯银焊丝总质量的 8 ~20%〇
[0012] 本发明所述钎剂粉的粒度为200~400目，所述的钎剂粉重量为有缝药芯银焊丝 总重量的8~20% ;所述有缝药芯银焊丝直径为0. 8mm~3. 2mm。
[0013] 本发明的制备方法如下： 制备钎剂粉：按质量分数比取脱水氟化钾、氟硼酸钾、硼酐、硼砂、硼酸，均匀混合，在 100°C~130°C的低真空干燥箱中烘干60min ~300min，冷却待用； 制备银基钎料：按质量分数比取银、铜、锌、镉、镍、锰以单质或者中间合金形式通过熔 炼、挤压、乳制、分切、超声波清洗、烘干、接带制作成所需长度的钎料带，然后通过轧U形 槽、加钎剂粉、合缝、层绕、包装工序，得到所需尺寸的药芯银焊丝。
[0014] 更具体说：所述的钎剂粉为制备钎剂；所述的银、铜、锌、镉、镍、锰为一号国标银、 阴极铜、1#锌锭、0#镉锭、1#镍、99. 7%电解锰。
[0015] 本发明以下将结合实施例作进一步描述： 实施例1 制备Φ 1.0 mm壁厚0· Imm有缝药芯银焊丝，其钎料组分及其重量分数为：银Ag :25%、 铜Cu :30%、锌Zn :27. 5%、Cd :17. 5% ;所述钎剂粉包括下述质量分数比的主要原料：氟化钾： 42%、氟硼酸钾：23%、硼酐：35%;其中所述的钎剂粉重量为成品有缝药芯银焊丝条总质量的 18% 〇
[0016] 实施例2 制备Φ I. 5mm壁厚0. 2mm有缝药芯银焊丝，其组分及其重量分数为：银Ag :40%、铜Cu : 30%、锌Zn :28%、镍Ni :2% ;所述钎剂粉包括下述质量分数比的主要原料：氟化钾：42%、氟硼 酸钾：23%、硼酐：35% ;其中所述的钎剂粉重量为成品有缝药芯银焊丝条总质量的12%。
[0017] 实施例3 制备Φ I. 4mm壁厚0. 16mm有缝药芯银焊丝，其组分及其重量分数为：银Ag :50%、铜 Cu :15. 5%、锌Zn :15. 5%、镉Cd :16%、镍Ni :3% ;所述钎剂粉包括下述质量分数比的主要原 料：氟化钾：42%、氟硼酸钾：23%、硼酐：35% ;其中所述的钎剂粉重量为成品有缝药芯银焊丝 条总质量的8%。
[0018] 实施例4 制备Φ I. 6mm壁厚0· 3mm有缝药芯银焊丝，其组分及其重量分数为：银Ag :27%、铜Cu : 38%、锌Zn :20%、镍Ni :5. 5%、Mn:9. 5% ;所述钎剂粉包括下述质量分数比的主要原料：氟化 钾：33. 6%、氟硼酸钾：18. 4%、硼酐：28%。、硼砂：6%、硼酸：14% ;其中所述的钎剂粉重量为成 品有缝药芯银焊丝条总质量的10%。
[0019] 实施例5 制备Φ I. 6mm壁厚0· 3mm有缝药芯银焊丝，其组分及其重量分数为：银Ag :27%、铜Cu : 38%、锌Zn :20%、镍Ni :5. 5%、Mn:9. 5% ;所述钎剂粉包括下述质量分数比的主要原料：氟化 钾：42%、氟硼酸钾：23%、硼酐：35% ;其中所述的钎剂粉重量为成品有缝药芯银焊丝条总质 量的10%。
[0020] 实施例1~5的药芯银焊丝铺展与残留钎剂如表1所示：
【主权项】
1. 一种有缝药芯银焊丝，其特征在于：它包括由带状银基钎料制备而成设置有纵向对 接缝的钎料管和填装在钎料管内的钎剂粉组成；所述银基钎料包括下述质量分数比的主要 原料：银Ag: 15~66%、铜Cu: 14~42%、锌Zn:4~30%，以及镉Cd:0~26. 5%、镍Ni:0~ 6. 0%、锰Mn:0~8. 0%中的任意一种或两种以上的混合物；所述钎剂粉包括下述质量分数比 的主要原料：氟化钾：30~43%、氟硼酸钾：16~24%、硼酐：25~36%，以及硼砂：0~6%、硼 酸：0~14%中的任意一种或两种的混合物；所述的钎剂粉重量为有缝药芯银焊丝总质量的 8 ~20%〇
2. 根据权利要求1所述的有缝药芯银焊丝，其特征在于：所述钎剂粉的粒度为200~ 400目，所述的钎剂粉重量为有缝药芯银焊丝总重量的8~20% ;所述有缝药芯银焊丝直径 为 0? 8mm~3. 2mm〇
3. -种用于制备权利要求1所述的有缝药芯银焊丝的方法，其特征在于：所述方法步 骤如下： 制备钎剂粉：按质量分数比取脱水氟化钾、氟硼酸钾、硼酐、硼砂、硼酸，均匀混合，在 100°C~130°C的低真空干燥箱中烘干60min~300min，冷却待用； 制备银基钎料：按质量分数比取银、铜、锌、镉、镍、锰以单质或者中间合金形式通过熔 炼、挤压、乳制、分切、超声波清洗、烘干、接带制作成所需长度的钎料带，然后通过轧U形 槽、加钎剂粉、合缝、层绕、包装工序，得到所需尺寸的药芯银焊丝。
【专利摘要】本发明一种有缝药芯银焊丝及其制备方法，涉及金属焊接用焊接材料及制造工艺。该焊丝包括由带状银基钎料制备而成设置有纵向对接缝的钎料管和填装在钎料管内的钎剂粉组成。该制备方法包步骤如下：制备钎剂粉：按质量分数比取各成分均匀混合，烘干，冷却待用；制备银基钎料：按质量分数比取各成分通过熔炼、挤压、轧制、分切、超声波清洗、烘干。由于本发明在焊接过程中无需添加钎剂，简化了焊接工艺，提高了焊接效率；钎剂、钎料比例的精确控制有利于降低成本、改善周边环境。
【IPC分类】B23K35-40, B23K35-30, B23K35-363, B23K35-368
【公开号】CN104759785
【申请号】CN201510180730
【发明人】龙伟民, 李秀朋, 朱坤, 张雷, 张青科, 孙华为, 王星星, 李永, 于新泉, 鲍丽, 马力
【申请人】郑州机械研究所
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年4月17日