[发明专利]一种适宜于细微区域钎焊的带芯铜焊丝

说明书

技术领域

本发明涉及到钢结构件和铜管的火焰钎焊或感应钎焊领域用到的焊丝，具体的说是一种适宜于细微区域钎焊的带芯铜焊丝。

背景技术

铜焊丝作为钎焊材料使用时有其独特的要求，良好的流动性和综合机械性能是基本要求，作为钎料使用的铜焊丝在家用机械结构件、电机、电器、建筑结构、轻型家具、武器装备等行业中都是必不可少、至关重要的连接材料，钎焊技术在这些行业中扮演了重要的角色。对于细微类接头存在着不易钎焊的难题，主要是铜焊丝熔化温度高、不便于添加钎料，尤其是细微区域常常不能用铜焊丝钎焊，而用银钎料取代。为了追求钎焊工艺性和技术经济性，钎焊工作者在不断的开发新型低银钎料和中银钎料以取代铜焊丝，其目的主要是为了提高钎料的流动性和润湿铺展性，但是银钎料带来成本大幅增加。细微区域钎焊时，需要填充的钎料较少，一般使用较细的焊丝，以保证钎料快速熔化使液态钎料填满钎缝间隙；但是当焊丝较细时焊丝的刚度差，其挺度不足以使操作者顺利的操纵焊丝、对准焊缝。有时仅仅将钎料堆在钎缝附近再依靠毛细作用力将液态钎料吸入间隙形成钎焊接头，这样做容易造成液态钎料的流失，不仅大大浪费钎料，甚至无法形成优良的钎缝，会降低钎焊接头质量和钎焊效率，增加钎焊成本。

药芯焊丝用于焊接已经有半个世纪，但是已有的药芯焊丝主要是为了获得理想的焊缝金属成分、提高焊接效率、改善焊接工艺、增强焊缝性能等等，没有针对细微区域的钎焊发明。

专利CN100488703C中公开了一种由超细颗粒铜粉、锡锌钎料及膏状钎剂混合的钎料，该钎料的特点是高的耐疲劳性能、抗蠕变性及高的接头可靠性。专利CN101870045A、CN102310301A和CN101396774A均是钢质外层的用于弧焊的药芯焊丝，这类药芯焊丝的特点是减小焊接电流、提高焊接效率、平滑焊缝外观等，没有作为钎焊材料用于钎焊过程的。专利CN101224526A中公开了一种Ni颗粒增强锡银基无铅复合钎料及其制备方法，Ni颗粒直径2~3μm，与基体发生冶金反应生成新相，钎料铺展性能好，并提高了接头剪切强度。上述几种药芯焊丝中的焊剂或金属粉都是为了改善焊粉成分、组织与性能，主要起固溶强化与弥散强化作用，用于改善接头的力学性能，不适宜于细微区域的高效钎焊。

发明内容

为解决现有技术中并没有专门的适用于细微区域钎焊的焊丝的问题，本发明提供了一种适宜于细微区域钎焊的带芯铜焊丝，该带芯铜焊丝具有简化钎焊工艺、减少钎料流失浪费、减少钎剂浪费保护环境、方便焊工操作的优点，同时又能够保证细微区域钎缝良好成形，适用于火焰钎焊、感应钎焊等多种工艺，是综合解决细微区域钎焊的高效、环保型钎料。

本发明为解决上述技术问题采用的技术方案为：一种适宜于细微区域钎焊的带芯铜焊丝，所述带芯铜焊丝是由含硼化合物与氟化物的混合物内芯钎剂和包裹在内芯外的均质合金钎料构成的。

所述均质合金钎料与混合物内芯的重量比为78-90:22-10。

所述均质合金钎料为薄带状，以使其卷绕包裹混合物内芯，且均质合金钎料的厚度不超过0.18 mm。

按照重量百分比，所述均质合金钎料的组成成分为56%~65%的Cu、35%~45%的Zn、0.2%~3.5%的Sn、0%~2.5%的Mn、0%~1.5%的Ni和0%~0.5%的Si。

所述均质合金钎料中还加入有其总质量0.01-0.03%的V、0.05-0.7%的Li、0. 05%-0.1%的Zr和0.2-0.3%的Cr。

按照重量百分比，所述混合物内芯钎剂由63%~70%的B₂O₃、22%~28%的Na₂O·2B₂O₃、2%~5%的CsF、3%~8%的NaF和2%~5%的不定型超细单质硼粉混合而成。

所述混合物内芯钎剂中还含有其重量0.5-0.7%的辅助剂，该辅助剂由氯化钠、硬脂酸镁、沸石粉、单质硅微粉和电炉磷渣超微粉按照重量比1:3:1:2:13的比例混合而成。

本发明中的沸石粉、单质硅微粉的颗粒直径不大于50微米，电炉磷渣超微粉的颗粒直径不大于5微米，电炉磷渣是一种水淬渣，其化学成分为：47-52%的CaO、40-43%的SiO₂、0.8-2.5%的P₂O₅、2-5%的Al₂O₃、0.8-3.0%的Fe₂O₃、2.5-3%的F。