专利名称：一种用于铝合金交流tig焊接的高效活性剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于交流TIG焊的高效活性剂，适用于铝合金材料的焊接，尤其是中厚板铝合金的高效TIG焊接。
背景技术：
铝合金材料在汽车、机车等制造业以及航空航天工业等尖端领域中得到日益广泛的应用。铝合金材料的广泛使用，要解决的关键技术之一就是连接问题，焊接无疑是首选的一种先进的连接方法。传统的TIG焊(Tungsten Inert Gas Welding)由于具有焊接质量高，焊件的熔化量可以精确控制等特点，在生产中得到了广泛的应用。但TIG焊的单道焊熔深浅，对材料成分变化敏感，特别是生产效率低，以至于在焊接生产中需要消耗更高的能量。这些缺点制约了传统TIG焊在招合金焊接中的应用。活性TIG焊接(Activating flux-TIG,简称A - TIG)方法是使用特殊研制的活性剂材料，焊前涂敷到被焊工件表面，再进行 焊接。与常规的TIG焊相比，在焊接工艺参数不变的情况下，活性TIG焊接工艺显著增大焊接熔深，而且并不增加正面焊缝宽度。因此，是一种高效率、低能耗的新型焊接方法。活性TIG焊起初由前苏联巴顿焊接研究所(PWI)在20世纪60年代研制，但是直到20世纪90年代末期才在欧美国家的研究机构开展广泛的研究。国内学者对低碳钢、不锈钢等材料的活性焊接工艺进行了大量研究，研发出了多种成系列的活性剂材料，也推动了活性焊接技术的应用。而高效活性剂材料的研制有利于促进活性TIG焊接技术在铝合金制品生产制造中的推广应用。
发明内容
本发明的目的是提出一种用于铝合金交流TIG焊接的高效活性剂，与现有的传统TIG焊技术相比，施加本发明提出的高效活性剂于待焊位置，在焊接铝合金材料过程中，能够显著增大焊接熔深，弥补传统TIG焊接铝合金焊接效率的不足，从而在相对较小的焊接电流下获得相对更闻的焊接生广效率，达到节能、闻效的目的。本发明提出的用于铝合金交流TIG焊接的高效活性剂由Cr2O3粉末、TiO2粉末和La2O3 粉末组成，其重量配比为Cr2O3 55% 65%, TiO2 20% 30%, La2O3 10% 20%。该活性剂为粉末状，各粉末粒度为250目。使用前，将该粉末活性剂在80 100°C温度下真空干燥I 2小时，再加入丙酮搅拌，均匀混合为浆状，并涂覆覆盖全部待焊位置，涂覆厚度为O. 2mm O. 5mm。待丙酮挥发后，即进行焊接。该活性剂适用于铝合金材料的交流TIG焊接。大量系统的试验研究表明，在铝合金的活性TIG焊接中采用该活性剂，可以综合发挥Cr2O3粉末、TiO2粉末和La2O3粉末各自的效果，使自由TIG电弧产生收缩，增大电弧导电通道的电阻热效应，使焊接电弧热源作用更加集中，并且能够改变铝合金焊接熔池中熔融金属的表面张力梯度方向。本发明的优点是，在活性TIG焊接铝合金中使用该活性剂，在相同焊接工艺条件下，可以获得3 5倍于传统TIG焊接的熔深效果，使焊接效率显著提高，并且焊缝表面成形良好。
图I是传统TIG焊接5mm厚2024铝合金所得的焊缝表面成形。图2是传统TIG焊接5mm厚2024铝合金所得的焊缝横截面成形。图3是实施例I中采用活性TIG焊接5mm厚2024铝合金所得的焊缝表面成形。图4是实施例I中采用活性TIG焊接5mm厚2024铝合金所得的焊缝横截面成形。图5是实施例2中采用活性TIG焊接5mm厚2024铝合金所得的焊缝横截面成形。图6是实施例3中采用活性TIG焊接5mm厚2024铝合金所得的焊缝横截面成形。图7是实施例4中采用活性TIG焊接5mm厚2024铝合金所得的焊缝横截面成形。·
具体实施例方式下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。图I和图2显示了传统TIG焊接5mm厚2024铝合金板材的焊缝表面成形效果和焊缝熔深效果，所采用的焊接工艺参数为焊接电流为交流150A，焊接速度为60cm/min，氩气流量为10L/min，焊枪倾角为90°。实施例I :对5mm厚2024铝合金板材进行活性TIG焊接。所采用的活性剂重量配比为=Cr2O3 58%, TiO2 28%, La2O3 :14%。将粉末活性剂在90°C温度下真空干燥I小时，再加入丙酮搅拌混合均匀。将粉末铝热剂均匀涂覆在待焊位置，涂覆厚度为O. 4_。待丙酮挥发后，设定焊接参数焊接电流为交流150A，焊接速度为60cm/min，氩气流量为10L/min，焊枪倾角为90°，进行焊接。图3和图4分别为采用实施例I中的焊接工艺和活性剂添加进行活性TIG焊接，得到的焊缝表面成形和焊缝横截面熔深。可以看出焊缝表面成形良好，相比于图I中传统TIG焊接得到的焊缝表面宽度，活性TIG焊接得到的焊缝宽度有明显减小的效果；焊缝熔深有显著增加，相比于图2中传统TIG焊接得到的焊缝熔深，活性TIG焊接得到的焊缝熔深增大了约3. 9倍。实施例2 :对5mm厚2024铝合金板材进行活性TIG焊接。所采用的活性剂重量配比为=Cr2O3 55%, TiO2 28%, La2O3 :17%。将粉末活性剂在90°C温度下真空干燥I小时，再加入丙酮搅拌混合均匀。将粉末铝热剂均匀涂覆在待焊位置，涂覆厚度为O. 4_。待丙酮挥发后，设定焊接参数焊接电流为交流150A，焊接速度为60cm/min，氩气流量为10L/min，焊枪倾角为90°，进行焊接。图5为采用实施例2中的焊接工艺和活性剂添加进行活性TIG焊接，得到的焊缝横截面熔深。可以看出焊缝熔深有显著增加，相比于图2中传统TIG焊接得到的焊缝熔深，活性TIG焊接得到的焊缝熔深增大了约3. 5倍。实施例3 :对5mm厚2024铝合金板材进行活性TIG焊接。所采用的活性剂重量配比为=Cr2O3 62%, TiO2 24%, La2O3 :14%。将粉末活性剂在90°C温度下真空干燥I小时，再加入丙酮搅拌混合均匀。将粉末铝热剂均匀涂覆在待焊位置，涂覆厚度为O. 4_。待丙酮挥发后，设定焊接参数焊接电流为交流150A，焊接速度为60cm/min，氩气流量为10L/min，焊枪倾角为90°，进行焊接。图6为采用实施例3中的焊接工艺和活性剂添加进行活性TIG焊接，得到的焊缝横截面熔深。可以看出焊缝熔深有显著增加，相比于图2中传统TIG焊接得到的焊缝熔深，活性TIG焊接得到的焊缝熔深增大了约3倍。实施例4 :对5mm厚2024铝合金板材进行活性TIG焊接。所采用的活性剂重量配比为=Cr2O3 60%, TiO2 25%, La2O3 :15%。将粉末活性剂在90°C温度下真空干燥I小时，再加入丙酮搅拌混合均匀。将粉末铝热剂均匀涂覆在待焊位置，涂覆厚度为O. 4_。待丙酮挥发后，设定焊接参数焊接电流为交流150A，焊接速度为60cm/min，氩气流量为10L/min，焊枪倾角为90°，进行焊接。图7为采用实施例4中的焊接工艺和活性剂添加进行活性TIG焊接，得到的焊缝横截面熔深。可以看出焊缝熔深有显著增加，相比于图2中传统TIG焊接得到的焊缝熔深，活性TIG焊接得到的焊缝熔深增大了约3倍。·
权利要求
1.一种用于铝合金交流TIG焊接的高效活性剂，其特征在于活性剂由Cr2O3粉末、TiO2和 La2O3 粉末组成，其重量配比为Cr2O3 55% 65%, TiO2 20% 30%, La2O3 10% 20%。
2.根据权利要求I所述用于铝合金交流TIG焊接的高效活性剂，其特征在于所述活性剂的原料最优重量配比为Cr2O3 58% 62%，TiO2 22% 26%，La2O3 14% 18%。
3.根据权利要求1、2所述的用于铝合金交流TIG焊接的高效活性剂，其特征在于使用前将活性剂在80 10(TC温度下真空干燥I 2小时，再加入丙酮搅拌，均匀混合为浆状，并涂覆覆盖全部待焊位置，涂覆厚度为O. 2mm O. 5mm。
4.根据权利要求3所述的用于铝合金交流TIG焊接的高效活性剂，其特征在于各粉末粒度为250目。
全文摘要
本发明公开了一种用于铝合金材料交流TIG焊接的高效活性剂，其由Cr2O3粉末、TiO2粉末和La2O3粉末组成，重量配比为Cr2O355%～65%，TiO220%～30%，La2O310%～20%。使用前将该粉末活性剂在80～100℃温度下真空干燥1～2小时，再加入丙酮搅拌，均匀混合为浆状，并涂覆覆盖全部待焊位置，涂覆厚度为0.2mm～0.5mm。待丙酮挥发后，即进行焊接。在铝合金材料的活性TIG焊接中使用该活性剂，在相同焊接工艺条件下，可以获得3～4倍于传统TIG焊接的熔深效果，使焊接效率显著提高，并且焊缝表面成形良好，具有较为理想的工程意义。
文档编号B23K9/167GK102886625SQ20121039240
公开日2013年1月23日 申请日期2012年10月16日 优先权日2012年10月16日
发明者罗怡 申请人:重庆理工大学