一种角焊缝的焊接方法与流程
本发明涉及焊接，具体是一种角焊缝的焊接方法。
背景技术：
1、铝合金角焊缝的焊接在现代工业中具有重要的技术和经济价值。铝合金因其优异的轻量化、耐腐蚀性和导热性能，在航空航天、汽车制造、建筑工程等领域广泛应用。而角焊缝作为铝合金结构中常见的连接方式，其焊接质量直接影响到产品的性能和安全，具体如下：首先，现代铝合金角焊缝焊接技术的发展使得铝合金结构可以实现更高的强度和密封性。通过先进的焊接工艺和材料选择，可以有效减少焊接区域的变形和裂纹，提高焊缝的强度和耐久性，从而增强整体结构的可靠性和使用寿命。此外，现代焊接技术还使得铝合金角焊缝在多种应用环境下表现出色。通过适当的焊接方法选择和工艺优化，可以有效控制焊接区域的金属组织和化学性能。其中，焊丝在角焊缝的焊接过程中扮演着至关重要的角色，其焊接性能、表面耐磨性和力学强度直接影响着焊接质量和最终产品的性能。
2、在现代工业中，焊丝的选择应能够与被焊接的基材良好匹配，以确保焊接过程中熔池的稳定性和流动性。良好的焊接性能意味着焊丝能够快速熔化并与基材充分融合，形成坚固的焊缝，从而保证焊接强度和密封性。此外，焊丝的表面耐磨性直接影响到焊接过程中的操作稳定性和焊缝的光洁度。焊丝表面的耐磨性高意味着在焊接过程中不易产生碎屑或污染熔池，有助于保持焊缝的清洁度和均匀性。最后，焊丝的力学强度直接影响到焊接接头的机械性能。高强度的焊丝能够提供更好的焊接接头强度和抗拉性能，从而增强整体结构的耐久性和负载能力。
3、为了克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种角焊缝的焊接方法。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种角焊缝的焊接方法，以解决现有技术中的问题。
2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
3、一种角焊缝用焊丝的制备方法，包括以下步骤：
4、步骤一：将纯铝块于800-900℃熔化，得到熔液，再将核壳二硼化钛粉末添加至熔液中，充分搅拌40-60min，再降温至650-700℃后添加纯镁块，静置5-10min，再于700-720℃时将反应液添加至模具中，得到铸锭，再经均匀化处理，得到焊丝；
5、步骤二：通过在焊丝表面进行拉拔涂敷工艺，制备得到单涂层焊丝；
6、步骤三：将碳化硅晶须和还原氧化石墨烯分散于去离子水中，得到分散液；将聚乙烯醇溶解于去离子水中，得到聚乙烯醇溶液；将分散液添加至聚乙烯醇溶液中，充分搅拌30-40min，得到耐磨浆料；将耐磨浆料通过层层自组装工艺旋涂至单涂层焊丝表面，得到多涂层焊丝。
7、较为优化地，步骤一中，将纳米二硼化钛粉末、铜粉、锌粉混合，按照自转120-140rpm/min、公转1-2rpm/min的转速下球磨9-12h，得到核壳二硼化钛粉末；其中球料比为5：(1-2)。
8、较为优化地，以质量份数计，17-20份纳米二硼化钛粉末、25-30份铜粉、95-100份锌粉。
9、较为优化地，步骤一中，焊丝各组分含量为：以质量份数计，1200-1300份纯铝块、130-150核壳二硼化钛粉末、25-30份纯镁块。
10、较为优化地，步骤二中，拉拔涂敷工艺具体为：通过拉丝模的机械挤压作用，将活性浆料涂敷于焊丝表面，得到涂层厚度为50-70μm的单涂层焊丝。
11、较为优化地，活性浆料各组分含量为：以质量分数计，8-10％碳酸钙、7-9％氟化钠、25-35％二氧化硅、20-30％ni-fe、7-9％二硫化钼，余量为二氧化钛。
12、较为优化地，步骤三中，还碳化硅晶须、原氧化石墨烯和聚乙烯醇的反应质量比为(0.7-0.9)：0.3：1。
13、较为优化地，步骤三中，层层自组装工艺具体为：将耐磨浆料旋涂至单涂层焊丝表面，600-700rpm旋转10s、2000-2500rpm旋转15s得到第一层，重复上述步骤共沉积20-25层，再于100-120℃下烘干2-4h，得到多涂层焊丝。
14、一种角焊缝的焊接方法，具体步骤为：将多涂层焊丝和铝合金板材使用丙酮进行表面处理，再使用多涂层焊丝焊接铝合金板材，采用对接方式并开60-70°坡口，得到焊接材料。
15、较为优化地，焊接电流为150-200a，焊接速度为40-45mm/min，氩气流量为20-30l/min。
16、本发明的有益效果：
17、本发明通过添加纯铝块、核壳二硼化钛粉末、纯镁块原料，制备得到焊丝。通过添加碳酸钙、氟化钠、二氧化硅、ni-fe、二硫化钼、二氧化钛，得到活性浆料；通过添加碳化硅晶须、还原氧化石墨烯、聚乙烯醇、去离子水，得到耐磨浆料。将焊丝表面进行拉拔涂敷工艺，涂敷活性浆料，制备得到单涂层焊丝。将单涂层焊丝通过层层自组装工艺，旋涂耐磨浆料，制备得到多涂层焊丝。将多涂层焊丝和铝合金板材使用丙酮进行表面处理，再使用多涂层焊丝焊接铝合金板材，得到焊接材料。
18、本发明的特点在于，步骤一中，首先将纳米二硼化钛粉末、铜粉、锌粉进行预先混合，得到一种核壳二硼化钛粉末，再将核壳二硼化钛粉末添加到金属组分中，制备得到焊丝。该步骤的有益效果为：一方面，通过预先球磨处理，核壳二硼化钛粉末的颗粒尺寸更加均匀，表面更加光滑，有利于后续反应的均匀分散和混合。这种均匀性可以确保添加到熔液中后颗粒的均匀分布，从而有效提升焊丝的工艺稳定性和产品质量的一致性。另一方面，通过预先球磨处理可以增加粉末的比表面积和活性位点数，使核壳二硼化钛粉末更易于在熔液中与铝、镁等金属元素发生反应。高反应活性有助于在较低的温度下促进金属间化合物的形成，进而改善焊丝的综合性能，如硬度、耐磨性和耐腐蚀性等。
19、本发明的特点在于，步骤二中，将焊丝表面进行拉拔涂敷工艺，涂敷活性浆料，制备得到单涂层焊丝。该步骤中通过在涂层成分中添加二氧化硅、二氧化钛等氧化物，可以在焊接时显著降低熔滴的表面张力，促进熔滴细化，从而提升焊接稳定性。此外，通过先在焊丝涂覆一层涂层，可以作为基底涂层，提升下一步涂层的附着稳定性，确保第二层涂层在焊丝表面的稳定性和耐久性。步骤三中，通过添加碳化硅晶须、还原氧化石墨烯、聚乙烯醇、去离子水，得到耐磨浆料；将单涂层焊丝通过层层自组装工艺，旋涂耐磨浆料，制备得到多涂层焊丝。该步骤中，将碳化硅晶须、还原氧化石墨烯、聚乙烯醇混合，可以利用聚乙烯醇分子在碳化硅晶须表面形成吸附层，并与涂层中的还原氧化石墨烯相互作用，形成氢键，从而增强碳化硅晶须与涂层基体之间的粘附力，防止晶须在使用过程中剥离，提升涂层的稳定性和耐久性；此外，聚乙烯醇分子还能够提升还原氧化石墨烯片层间的粘附性，避免其剥离，形成一个紧凑的涂覆结构。因此，由于聚乙烯醇分子的高分子量和多羟基结构，其在还原氧化石墨烯和碳化硅晶须分散液中的加入可以显著提高耐磨浆料的粘结力和稳定性。这不仅改善了涂层的机械性能，还能够减少在使用过程中的磨损和疲劳，显著提升焊丝的耐磨性能，延长多层焊丝的使用寿命。因此通过使用多涂层焊丝焊接铝合金板材，得到的焊接材料具有良好的力学性能、耐磨性能和焊接稳定性。
技术特征：
1.一种角焊缝用焊丝的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种角焊缝用焊丝的制备方法，其特征在于：步骤一中，将纳米二硼化钛粉末、铜粉、锌粉混合，按照自转120-140rpm/min、公转1-2rpm/min的转速下球磨9-12h，得到核壳二硼化钛粉末；其中球料比为5：(1-2)。
3.根据权利要求2所述的一种角焊缝用焊丝的制备方法，其特征在于：以质量份数计，17-20份纳米二硼化钛粉末、25-30份铜粉、95-100份锌粉。
4.根据权利要求1所述的一种角焊缝用焊丝的制备方法，其特征在于：步骤一中，焊丝各组分含量为：以质量份数计，1200-1300份纯铝块、130-150核壳二硼化钛粉末、25-30份纯镁块。
5.根据权利要求1所述的一种角焊缝用焊丝的制备方法，其特征在于：步骤二中，拉拔涂敷工艺具体为：通过拉丝模的机械挤压作用，将活性浆料涂敷于焊丝表面，得到涂层厚度为50-70μm的单涂层焊丝。
6.根据权利要求5所述的一种角焊缝用焊丝的制备方法，其特征在于：活性浆料各组分含量为：以质量分数计，8-10％碳酸钙、7-9％氟化钠、25-35％二氧化硅、20-30％ni-fe、7-9％二硫化钼，余量为二氧化钛。
7.根据权利要求1所述的一种角焊缝用焊丝的制备方法，其特征在于：步骤三中，还碳化硅晶须、原氧化石墨烯和聚乙烯醇的反应质量比为(0.7-0.9)：0.3：1。
8.根据权利要求1所述的一种角焊缝用焊丝的制备方法，其特征在于：步骤三中，层层自组装工艺具体为：将耐磨浆料旋涂至单涂层焊丝表面，600-700rpm旋转10s、2000-2500rpm旋转15s得到第一层，重复上述步骤共沉积20-25层，再于100-120℃下烘干2-4h，得到多涂层焊丝。
9.一种角焊缝的焊接方法，其特征在于：具体步骤为：将多涂层焊丝和铝合金板材使用丙酮进行表面处理，再使用多涂层焊丝焊接铝合金板材，采用对接方式并开60-70°坡口，得到焊接材料。
10.根据权利要求9所述的一种角焊缝的焊接方法，其特征在于：焊接电流为150-200a，焊接速度为40-45mm/min，氩气流量为20-30l/min。
技术总结
本发明涉及焊接技术领域，具体是一种角焊缝的焊接方法。本发明通过添加纯铝块、核壳二硼化钛粉末、纯镁块原料，制备得到焊丝。通过添加碳酸钙、氟化钠、二氧化硅、Ni‑Fe、二硫化钼、二氧化钛，得到活性浆料；通过添加碳化硅晶须、还原氧化石墨烯、聚乙烯醇、去离子水，得到耐磨浆料。将焊丝表面进行拉拔涂敷工艺，涂敷活性浆料，制备得到单涂层焊丝。将单涂层焊丝通过层层自组装工艺，旋涂耐磨浆料，制备得到多涂层焊丝。将多涂层焊丝和铝合金板材使用丙酮进行表面处理，再使用多涂层焊丝焊接铝合金板材，得到焊接材料。本发明制备得到的焊接材料具有良好的力学性能和焊接性能，因此在焊接技术领域具有广阔的应用前景。
技术研发人员：徐景泰,徐常在
受保护的技术使用者：常州市海宝焊割有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5