一种适用于镁铝异种合金钎焊的钎料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种适用于儀侣异种合金针焊的针料及其制备方法，具体属于针料技 术领域。
【背景技术】
[0002] 目前，儀侣异种金属的焊接主要通过烙化焊中的电子束焊、磁脉冲焊、电阻点焊、 TIG焊、MIG焊、激光焊、激光与电弧复合焊等，固态焊中的爆炸焊、普通摩擦焊、揽拌摩擦焊 和真空扩散焊等。然而上述焊接方法存在着W下问题:①成本高;②焊接效率低;③焊缝强 度低;④工艺复杂等。
[0003] 针焊主要是一种加热使烙点低于被连接材料的针料金属烙化，母材不烙化，利用 液态针料的毛细填充作用填充焊缝，通过针料与被连接材料的相互作用达到冶金结合的连 接方式。与烙化焊相比，针焊加热溫度低，减小了对母材金属的组织、性能的影响，引起的应 力和焊后变形小。针焊可W实现尺寸精密，装配度要求较高，形状复杂的焊件的连接。针焊 的生产效率高，可W同时完成多零件多焊缝的连接，工艺过程简单，易于实现自动化。因此， 考虑将针焊用于儀侣异种金属的焊接中。但是由于儀的活性高，使针焊不易实现，因此对儀 侣异种金属针焊所用的针料提出了很高的要求。
[0004] 目前，美国焊接学会编写的《针焊手册》列举的目前可用于儀侣合金针焊的商业针 料有:BMg-1，BMg-2 W及MC3。其中MC3为日本标准的针料，但运；种针料烙点较高(604~627 °C)，配W的针剂烙点也较高（约538Γ)，超过大多数儀合金的烙点及燃点溫度。此外，儀侣 合金间还易生成脆性的金属间化合物，影响接头性能。因此，发明一种新的适用于儀侣异种 合金针焊的针料，能够有效解决上述缺陷，显得尤为必要。
【发明内容】
[0005] 为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种适用于儀侣异种合金针焊的 针料，能够改善儀侣合金间的接头性能;该针料的制备方法简单易操作。
[0006] 为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
[0007] -种适用于儀侣异种合金针焊的针料，为（25~35)Mg-(25~35)Al-(20~30)Zn- (20~30)Sn。其中，各组分含量为：Mg:25~35wt%;Al:25~35wt%;Zn:20~30wt% ;Sn:20 ~30wt%。
[000引优选地，前述针料为30Mg-30Al-20ai-20Sn。其中，各组分含量为:Mg: 30wt % ; A1: 30wt % ; Zn: 20wt % ; Sn: 20wt %。
[0009] 前述适用于儀侣异种合金针焊的针料的制备方法，包含W下步骤：（1)配置原料； (2)烙炼。
[0010] 前述制备方法，具体包含W下步骤：
[0011] (1)配置原料:按照比例取各组分金属，放入相蜗中；
[0012] (2)烙炼:将相蜗放入真空炉中，抽真空后通入氣气，设置炉溫，保溫30min~化后， 随炉冷却至室溫，即得。
[0013] 进一步地，前述制备方法，还包括步骤(3)甩带:将步骤(2)所得针料放入真空甩带 机中，抽真空后通入氣气，设置甩带速度运行，得薄带状针料。
[0014] 前述制备方法，步骤(2)中，设置炉溫为700°C~800°C。
[0015] 优选地，前述制备方法，步骤(2)中，设置炉溫为750°C。
[0016] 前述制备方法，步骤(3)中，设置甩带速度为4(K)r/min~6(K)r/min。
[0017] 优选地，前述制备方法，步骤(3)中，设置甩带速度为5(K)r/min。
[001引前述制备方法，步骤(3)中，运行时间为15min~30min。
[0019]本发明的适用于儀侣异种合金针焊的针料，为(25~35)Mg-(25~35)Al-(20~30) Zn-(20~30)Sn。其中，各组分含量为:Mg:25~35wt% ;A1:25~35wt% ;Zn:20~30wt% ;Sn: 20 ~30wt%。
[0020]图1是本发明的针料制备和焊接的流程图。如图1所示，先制备针料，具体包含W下 步骤：
[0021 ] (1)配置原料:按照比例取各组分金属，放入相蜗中；
[0022] (2)烙炼:将相蜗放入真空炉中，抽真空后通入氣气，设置炉溫为700°C~800°C，保 溫30min~化后，随炉冷却至室溫，即得。
[0023] 在进行焊接前，将制备好的针料先进行甩带处理，即将步骤(2)所得针料放入真空 甩带机中，抽真空后通入氣气，设置甩带速度为40化/min~60化/min,运行15min~30min， 得薄带状针料。
[0024] 用薄带状针料进行针焊，包括W下步骤:先将薄带状的针料平铺在儀侣合金间，并 通过铁夹将其固定;将固定好的儀侣合金及针料放入真空炉中，抽取真空并通入氣气，设置 溫度为高于针料烙点20°C~30°C，保溫20min，随炉冷却到室溫后将其取出，焊接完成，得到 成品。
[0025] 对本发明的针料进行热分析可知，所得针料为(25~35)Mg-(25~35)A^(20~30) Zn-(20~30)Sn。其中，各组分含量为:Mg:25~35wt% ;A1:25~35wt% ;Zn:20~30wt% ;Sn: 20~30wt%。图視本发明针料的热重曲线图。由图中可知，针料的DTA固相点为460°C，液相 点为475°C，烙化溫度区间显著升高，烙化溫度区间也略有增长，约为15°C。冷却过程中，500 °(：先出现了一个吸热峰，455°C附近出现一个放热峰，针料开始凝固。经DTA分析，本发明的 针料烙点为42(TC左右，相比于其它儀侣合金所用的针料烙点低。
[0026] 图3~图4是针料用于针焊所得产品的金相显微镜图。针料通过与其附近的被焊金 属烙化成液态，冷却后使两相金属结合在一起。由图中可知，甩带状的针料在儀条、侣条之 间烙化，并与边界处的儀合金、侣合金一起烙化形成液态，将儀条、侣条结合在一起。本发明 的针料润湿性、流动性好。
[0027] 采用本发明的针料和现有针料进行儀侣异种合金针焊，对所得合金间接头分别按 照行业标准测试方法进行剪切性能测试和拉伸性能测试，每组选取5个试样取平均值，结果 如表1和表2所示。
[002引表1剪切应力
[0029]
~由表1和表2可知，采用本发明的针料进行针焊，所得儀侣异种合金间接头的剪切I 应力和拉伸强度均有大幅提高，从而改善了儀侣合金间的接头性能，使焊接更加牢固。
[0033] 本发明的有益之处在于:本发明提供的适用于儀侣异种合金针焊的针料及其制备 方法具有W下优势：
[0034] (1)本发明针料的原料易得，成本低。相比于其它儀侣合金所用的针料，所得针料 的润湿性、流动性好。针料烙点低(420°C左右），所对应的针剂烙点也较低，有效降低了针焊 时的溫度要求，节约了能源。
[0035] (2)接头性能好。通过该针料进行儀侣异种合金针焊，避免了儀侣合金的直接接 触，有效地避免了金属间化合物的生成。采用本发明针料针焊所得合金间接头，剪切强度和 拉伸强度均有大幅提升，从而改善了儀侣合金间的接头性能，使焊接更加牢固。
[0036] (3)生产效益高。本发明针料用于针焊时可采用炉中针焊，所需的设备相对较少且 成本低、操作容易，成品率高，质量好，生产周期短。
[0037] (4)本发明针料制备方法简单，易实现。反应条件溫和、易控制。
【附图说明】
[0038] 图1是本发明的针料制备及针焊的工艺流程图；
[0039] 图2是本发明针料的热重分析图；
[0040] 图3是针料用于针焊后所得产品的烙合区放大100倍金相显微镜图；