[发明专利]用于铝及铝合金钨极氩弧焊的多组分活性焊剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及属于铝及铝合金焊接材料领域，具体涉及一种用于铝及铝合金钨极氩弧焊的多组分活性焊剂。

背景技术

TIG焊（Tungsten Inert Gas arc Weiding），又称为惰性气体钨极保护焊，惰性气体一般为氩气，用氩气作为保护气体的称为钨极氩弧焊。铝及铝合金具有密度小、比强度高和良好的耐蚀性、导电性、导热性，以及在低温下能保持良好的力学性能特点，广泛应用于航空航天、汽车、电力、化工、交通运输、国防等工业部门。其最常用的焊接方法是交流TIG焊，但由于其存在单道焊熔透量小，一般不超过3mm，焊接生产率低等缺点，对于厚度超过3mm的焊件，需采用焊前预热、开坡口的多层多道焊。所以采用钨极氩弧焊焊厚板时生产率低，焊接变形大，进而增大施工难度和焊接成本；已难以满足生产的需求。A-TIG是在传统的TIG焊之前在焊道表面涂敷一层能增加焊接熔深的表面活性剂的特殊焊接方法，活性化TIG焊接方法(简称A-TIG焊)可使焊接熔深比常规的TIG焊增加1～3倍，能大幅提高焊接效率。但以往所进行的活性焊研究主要针对的金属多为不锈钢、碳钢和钛合金等材料，很少有人针对铝合金A-TIG焊进行研究。兰州理工大学申请的公开号为CN1623721A的专利公开了一种用于铝及铝合金交流TIG焊的表面活性剂及其涂覆方法。该活性剂中V₂O₅的含量为12～18%，含量较高，由于V₂O₅是剧毒物质，对呼吸系统和皮肤有强烈的损害作用，特别是焊接过程中由于电弧的高温作用使其蒸发形成有害毒性烟雾，对焊工的身体产生严重危害；此外，V₂O₅在大气中易吸水受潮，烘干后应立即使用，否则易导致焊接过程出现气孔等缺陷。专利申请CN101347859A公开了一种用于铝及铝合金的活性剂，该活性剂中含有CdCl₂，而Cd是众所周知的重金属元素，对人体神经毒害作用极大，在实际应用中仍然存在很大限制。

因此，需要一种新的铝及铝合金的活性焊剂以解决上述问题。

发明内容

发明目的：本发明的目的是针对现有技术存在的焊接生产率低以及毒性较高的不足，提供一种工艺性能好、使用性能佳而又低毒的专门针对铝及铝合金钨极氩弧焊的多组分活性焊剂及其制备方法。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明的用于铝及铝合金钨极氩弧焊多组分活性焊剂可采用如下技术方案：

一种用于铝及铝合金钨极氩弧焊的多组分活性焊剂，所述多组分活性焊剂包括以下组分：SiO₂、TiO₂和BaCl₂；所述SiO₂的质量百分比为20%~45%，所述TiO₂的质量百分比为10%~35%，其余为BaCl₂。

优选的，所述多组分活性焊剂还包括Cr₂O₃和CaF₂，所述SiO₂的质量百分比为25%~38%；所述TiO₂的质量百分比为10%~25%，所述Cr₂O₃的质量百分比为5%~15%，所述CaF₂的质量百分比为2%~10%，其余为BaCl₂。

优选的，所述多组分活性焊剂还包括Cr₂O₃、CaF₂和MnCl₂，所述SiO₂的质量百分比为20%~45%，所述TiO₂的质量百分比为6%~27%，所述Cr₂O₃的质量百分比为5%~15%，所述CaF₂的质量百分比为2%~10%，所述MnCl₂的质量百分比为12%~24%，其余为BaCl₂。

优选的，所述多组分活性焊剂的组分均为分析纯试剂。主成分含量很高、纯度较高，干扰杂质很低。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明的用于铝及铝合金钨极氩弧焊多组分活性焊剂的制备方法可采用如下技术方案：

一种用于铝及铝合金钨极氩弧焊的多组分活性焊剂的制备方法，包括以下步骤：

a、按照上述多组分活性焊剂的组分比例称取各组分，将称取的组分混合后用球磨机球磨混合均匀，球磨时间大于等于2小时；