CN109366040A - 一种放热焊接剂及其焊接方法 - Google Patents

一种放热焊接剂及其焊接方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种放热焊接剂及其焊接方法，成分包括氧化铜、铝粉、镁粉、氟化钙、硅粉。包括以下步骤：S1配料：所述放热焊接剂包括焊粉、引火粉；S2模具除湿：所述模具内腔包括焊接腔、焊料腔，焊接腔与焊料腔之间通过引流道连接，对模具的内腔进行加热除湿；S3清洁：对模具内腔及焊接体进行清洁后，将焊接体放入焊接腔；S4放料：在引流道与焊料腔之间放置钢片，在焊料腔中放置两端开口的中空管，中空管一端放置在钢片上，中空管外填充焊粉，中空管内填充引火粉，焊粉高度与引火粉高度相同，之后取出中空管，并在焊粉及引火粉上表面再铺一层引火粉；S5点火：点燃引火粉反应焊接后取出焊接件。本发明使得放热焊接反应稳定，焊接质量提高。

Description

一种放热焊接剂及其焊接方法
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，具体涉及一种放热焊接剂及其焊接方法。
背景技术
放热焊接是一种简单、高效率、高质量的金属连接方法。放热焊接通过铝热反应所产生的高温使金属熔接，以达到高质量的焊接效果。这个反应是在耐高温的石墨模具内进行的，在正常的使用情况下，一个模具可焊接70个点以上。放热反应过程只需要短短的几秒时间既可完成。现有的放热焊接的稳定性有待提高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种放热焊接剂及其焊接方法，解决现有的放热焊接质量有待提高的问题。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种放热焊接剂，其成分包括氧化铜、铝粉、镁粉、氟化钙、硅粉。氧化铜和铝粉点燃的情况下反应生成铜、三氧化二铝并且放出大量的热，从而对焊接体进行焊接，镁粉可以作为引火粉；氟化钙可作为助溶剂，能降低难熔物质的熔点,促进料渣流动,使料渣和金属很好分离；硅粉的加入提高产品的耐高温，耐磨损和抗氧化性；该配方使得放热焊接反应稳定，焊接质量提高。
作为优选，其成分还包括硝酸钾、硝酸锰。硝酸钾及硝酸锰均可起到助燃的作用，并且不会污染环境。
作为优选，按重量份数计算，成分包括氧化铜84～95份、铝粉8.4～10.5份、镁粉0.24～0.58份、氟化钙0.68～0.95份、硅粉0.45～0.78份。
作为优选，按重量份数计算，成分包括氧化铜94～95份、铝粉9～10.5份、镁粉0.15～0.45份、氟化钙0.35～0.5份、硅粉0.35～0.78份、硝酸钾0.25～0.35份、硝酸锰0.45～0.8份。
作为优选，所述的氧化铜粒径分布为40～60目的占76～86%，60～80目的占12～22%，其余≤2%。氧化铜粒径对反应速度、稳定相有影响，按此比例反应速度适中，反应稳定，形成的焊接点致密度均衡紧密。
一种放热焊接剂焊接方法，包括以下步骤：
S1配料：所述放热焊接剂包括焊粉、引火粉；所述焊粉包括氧化铜、铝粉、氟化钙、硅粉，所述引火粉包括镁粉；
S2模具除湿：所述模具内腔包括焊接腔、焊料腔，焊接腔与焊料腔之间通过引流道连接，对模具的内腔进行加热除湿；
S3清洁：对模具内腔及焊接体进行清洁后，将焊接体放入焊接腔；
S4放料：在引流道与焊料腔之间放置钢片，在焊料腔中放置两端开口的中空管，中空管一端放置在钢片上，中空管外填充焊粉，中空管内填充引火粉，焊粉高度与引火粉高度相同，之后取出中空管，并在焊粉及引火粉上表面再铺一层引火粉；形成引火粉像图钉“***”焊粉状，点燃后从焊粉上表面及焊粉内部引燃使得反应迅速扩散，并且反应程度更均衡。
S5点火：点燃引火粉反应焊接后取出焊接件。
作为优选，所述的焊粉中还包括硝酸钾、硝酸锰。
作为优选，按重量份数计算，氧化铜为94～95份、铝粉9～10.5份、镁粉0.15～0.45份、氟化钙0.35～0.5份、硅粉0.35～0.78份、硝酸钾0.25～0.35份、硝酸锰0.45～0.8份。
作为优选，所述的S3清洁步骤中，先对焊接体进行预热至140～170℃，再将焊接体表面物质刷掉，可将表面的氧化物去除。
作为优选，所述的中空管内直径为焊粉的外直径的1/15～1/20。对中空管内直径即引火粉直径进行限定，引火粉与焊粉的直径按此比例，反应最为稳定、形成的焊接点致密度均衡紧密。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明使得放热焊接反应稳定，焊接质量提高；本发明反应速度适中，反应稳定，形成的焊接点致密度均衡紧密。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
一种放热焊接剂及其焊接方法，包括以下步骤：
S1配料：所述放热焊接剂包括焊粉、引火粉；所述焊粉包括氧化铜、铝粉、氟化钙、硅粉，所述引火粉包括镁粉；按重量份数计算，氧化铜95份、铝粉8.4份、镁粉0.58份、氟化钙0.68份、硅粉0.78份。
S2模具除湿：所述模具内腔包括焊接腔、焊料腔，焊接腔与焊料腔之间通过引流道连接，对模具的内腔进行加热除湿；
S3清洁：对模具内腔及焊接体进行清洁后，将焊接体放入焊接腔；
S4放料：在引流道与焊料腔之间放置钢片，在焊料腔中放置两端开口的中空管，中空管一端放置在钢片上，中空管外填充焊粉，中空管内填充引火粉，焊粉高度与引火粉高度相同，之后取出中空管，并在焊粉及引火粉上表面再铺一层引火粉；形成引火粉像图钉“***”焊粉状，点燃后从焊粉上表面及焊粉内部引燃使得反应迅速扩散，并且反应程度更均衡。
S5点火：点燃引火粉反应焊接后取出焊接件。
实施例2：
一种放热焊接剂及其焊接方法，包括以下步骤：
S1配料：所述放热焊接剂包括焊粉、引火粉；所述焊粉包括氧化铜、铝粉、氟化钙、硅粉，所述引火粉包括镁粉；按重量份数计算，氧化铜84份、铝粉10.5份、镁粉0.24份、氟化钙0.95份、硅粉0.45份。其中氧化铜粒径分布为40～60目的占86%，60～80目的占12%，其余2%。
S2模具除湿：所述模具内腔包括焊接腔、焊料腔，焊接腔与焊料腔之间通过引流道连接，对模具的内腔进行加热除湿；
S3清洁：对模具内腔及焊接体进行清洁后，将焊接体放入焊接腔；
S4放料：在引流道与焊料腔之间放置钢片，在焊料腔中放置两端开口的中空管，中空管一端放置在钢片上，中空管外填充焊粉，中空管内填充引火粉，焊粉高度与引火粉高度相同，之后取出中空管，并在焊粉及引火粉上表面再铺一层引火粉；形成引火粉像图钉“***”焊粉状，点燃后从焊粉上表面及焊粉内部引燃使得反应迅速扩散，并且反应程度更均衡。
S5点火：点燃引火粉反应焊接后取出焊接件。
实施例3：
一种放热焊接剂及其焊接方法，包括以下步骤：
S1配料：所述放热焊接剂包括焊粉、引火粉；所述焊粉包括氧化铜、铝粉、氟化钙、硅粉、硝酸钾、硝酸锰，所述引火粉包括镁粉；按重量份数计算，氧化铜94份、铝粉10.5份、镁粉0.15份、氟化钙0.5份、硅粉0.35份、硝酸钾0.35份、硝酸锰0.8份。其中氧化铜粒径分布为40目的占76%，60～80目的占22%，其余2%。氧化铜粒径分布按此比例反应速度适中，反应稳定，形成的焊接点致密度均衡紧密。氧化铜和铝粉点燃的情况下反应生成铜、三氧化二铝并且放出大量的热，从而对焊接体进行焊接，镁粉可以作为引火粉；氟化钙可作为助溶剂，能降低难熔物质的熔点,促进料渣流动,使料渣和金属很好分离；硅粉的加入提高产品的耐高温，耐磨损和抗氧化性；该配方使得放热焊接反应稳定，焊接质量提高。硝酸钾及硝酸锰均可起到助燃的作用，并且不会污染环境。
S2模具除湿：所述模具内腔包括焊接腔、焊料腔，焊接腔与焊料腔之间通过引流道连接，对模具的内腔进行加热除湿；
S3清洁：对模具内腔及焊接体进行清洁后，将焊接体放入焊接腔；
S4放料：在引流道与焊料腔之间放置钢片，在焊料腔中放置两端开口的中空管，中空管一端放置在钢片上，中空管外填充焊粉，中空管内填充引火粉，焊粉高度与引火粉高度相同，之后取出中空管，并在焊粉及引火粉上表面再铺一层引火粉；形成引火粉像图钉“***”焊粉状，点燃后从焊粉上表面及焊粉内部引燃使得反应迅速扩散，并且反应程度更均衡。
S5点火：点燃引火粉反应焊接后取出焊接件。
实施例4：
一种放热焊接剂及其焊接方法，包括以下步骤：
S1配料：所述放热焊接剂包括焊粉、引火粉；所述焊粉包括氧化铜、铝粉、氟化钙、硅粉、硝酸钾、硝酸锰，所述引火粉包括镁粉；按重量份数计算，氧化铜95份、铝粉9份、镁粉0.45份、氟化钙0.5份、硅粉0.78份、硝酸钾0.25份、硝酸锰0.8份。其中氧化铜粒径分布为40～60目的占80%，60～80目的占19%，其余≤1%。氧化铜粒径分布按此比例反应速度适中，反应稳定，形成的焊接点致密度均衡紧密。氧化铜和铝粉点燃的情况下反应生成铜、三氧化二铝并且放出大量的热，从而对焊接体进行焊接，镁粉可以作为引火粉；氟化钙可作为助溶剂，能降低难熔物质的熔点,促进料渣流动,使料渣和金属很好分离；硅粉的加入提高产品的耐高温，耐磨损和抗氧化性；该配方使得放热焊接反应稳定，焊接质量提高。硝酸钾及硝酸锰均可起到助燃的作用，并且不会污染环境。
S2模具除湿：所述模具内腔包括焊接腔、焊料腔，焊接腔与焊料腔之间通过引流道连接，对模具的内腔进行加热除湿；
S3清洁：对模具内腔及焊接体进行清洁后，将焊接体放入焊接腔；
S4放料：在引流道与焊料腔之间放置钢片，在焊料腔中放置两端开口的中空管，中空管一端放置在钢片上，中空管外填充焊粉，中空管内填充引火粉，焊粉高度与引火粉高度相同，之后取出中空管，并在焊粉及引火粉上表面再铺一层引火粉；形成引火粉像图钉“***”焊粉状，点燃后从焊粉上表面及焊粉内部引燃使得反应迅速扩散，并且反应程度更均衡。
S5点火：点燃引火粉反应焊接后取出焊接件。
实施例5：
一种放热焊接剂及其焊接方法，包括以下步骤：
S1配料：所述放热焊接剂包括焊粉、引火粉；所述焊粉包括氧化铜、铝粉、氟化钙、硅粉、硝酸钾、硝酸锰，所述引火粉包括镁粉；按重量份数计算，氧化铜95份、铝粉9份、镁粉00.45份、氟化钙0.35份、硅粉0.78份、硝酸钾0.25份、硝酸锰0.8份。其中氧化铜粒径分布为40～60目的占76～86%，60～80目的占12～22%，其余≤2%。氧化铜粒径分布按此比例反应速度适中，反应稳定，形成的焊接点致密度均衡紧密。氧化铜和铝粉点燃的情况下反应生成铜、三氧化二铝并且放出大量的热，从而对焊接体进行焊接，镁粉可以作为引火粉；氟化钙可作为助溶剂，能降低难熔物质的熔点,促进料渣流动,使料渣和金属很好分离；硅粉的加入提高产品的耐高温，耐磨损和抗氧化性；该配方使得放热焊接反应稳定，焊接质量提高。硝酸钾及硝酸锰均可起到助燃的作用，并且不会污染环境。
S2模具除湿：所述模具内腔包括焊接腔、焊料腔，焊接腔与焊料腔之间通过引流道连接，对模具的内腔进行加热除湿；
S3清洁：先对焊接体进行预热至150℃，再将焊接体表面物质刷掉，并且对模具内腔也进行清洁后，将焊接体放入焊接腔；
S4放料：在引流道与焊料腔之间放置钢片，在焊料腔中放置两端开口的中空管，中空管一端放置在钢片上，中空管外填充焊粉，中空管内填充引火粉，焊粉高度与引火粉高度相同，中空管内直径为焊粉的外直径的1/20。之后取出中空管，并在焊粉及引火粉上表面再铺一层引火粉；形成引火粉像图钉“***”焊粉状，点燃后从焊粉上表面及焊粉内部引燃使得反应迅速扩散，并且反应程度更均衡。
S5点火：点燃引火粉反应焊接后取出焊接件。
实施例6：
一种放热焊接剂及其焊接方法，包括以下步骤：
S1配料：所述放热焊接剂包括焊粉、引火粉；所述焊粉包括氧化铜、铝粉、氟化钙、硅粉、硝酸钾、硝酸锰，所述引火粉包括镁粉、红磷、铝粉、氧化铜；按重量份数计算，焊粉中氧化铜94份、铝粉10.5份、镁粉0.15份、氟化钙0.5份、硅粉0.35份、硝酸钾0.35份、硝酸锰0.45份。引火粉中镁粉2.15份、红磷0.5份、铝粉2份、氧化铜0.2份。
其中氧化铜粒径分布为40～60目的占76%，60～80目的占22%，其余2%。氧化铜粒径分布按此比例反应速度适中，反应稳定，形成的焊接点致密度均衡紧密。氧化铜和铝粉点燃的情况下反应生成铜、三氧化二铝并且放出大量的热，从而对焊接体进行焊接，镁粉可以作为引火粉；氟化钙可作为助溶剂，能降低难熔物质的熔点,促进料渣流动,使料渣和金属很好分离；硅粉的加入提高产品的耐高温，耐磨损和抗氧化性；该配方使得放热焊接反应稳定，焊接质量提高。硝酸钾及硝酸锰均可起到助燃的作用，并且不会污染环境。
S2模具除湿：所述模具内腔包括焊接腔、焊料腔，焊接腔与焊料腔之间通过引流道连接，对模具的内腔进行加热除湿；
S3清洁：先对焊接体进行预热至170℃，再将焊接体表面物质刷掉，并且对模具内腔也进行清洁后，将焊接体放入焊接腔；
S4放料：在引流道与焊料腔之间放置钢片，在焊料腔中放置两端开口的中空管，中空管一端放置在钢片上，中空管外填充焊粉，中空管内填充引火粉，焊粉高度与引火粉高度相同，中空管内直径为焊粉的外直径的1/15。之后取出中空管，并在焊粉及引火粉上表面再铺一层引火粉；形成引火粉像图钉“***”焊粉状，点燃后从焊粉上表面及焊粉内部引燃使得反应迅速扩散，并且反应程度更均衡。
S5点火：点燃引火粉反应焊接后取出焊接件。
最优实施例：
一种放热焊接剂及其焊接方法，包括以下步骤：
S1配料：所述放热焊接剂包括焊粉、引火粉；所述焊粉包括氧化铜、铝粉、氟化钙、硅粉、硝酸钾、硝酸锰，所述引火粉包括镁粉、红磷；按重量份数计算，氧化铜94.5份、铝粉9.5份、镁粉0.25份、氟化钙0.45份、硅粉0.52份、硝酸钾0.30份、硝酸锰0.55份、红磷0.32份、。其中氧化铜粒径分布为40～60目的占80%，60～80目的占18%，其余2%。氧化铜粒径分布按此比例反应速度适中，反应稳定，形成的焊接点致密度均衡紧密。氧化铜和铝粉点燃的情况下反应生成铜、三氧化二铝并且放出大量的热，从而对焊接体进行焊接，镁粉可以作为引火粉；氟化钙可作为助溶剂，能降低难熔物质的熔点,促进料渣流动,使料渣和金属很好分离；硅粉的加入提高产品的耐高温，耐磨损和抗氧化性；该配方使得放热焊接反应稳定，焊接质量提高。硝酸钾及硝酸锰均可起到助燃的作用，并且不会污染环境。
S2模具除湿：所述模具内腔包括焊接腔、焊料腔，焊接腔与焊料腔之间通过引流道连接，对模具的内腔进行加热除湿；
S3清洁：先对焊接体进行预热至150℃，再将焊接体表面物质刷掉，并且对模具内腔也进行清洁后，将焊接体放入焊接腔；
S4放料：在引流道与焊料腔之间放置钢片，在焊料腔中放置两端开口的中空管，中空管一端放置在钢片上，中空管外填充焊粉，中空管内填充引火粉，焊粉高度与引火粉高度相同，中空管内直径为焊粉的外直径的1/20。之后取出中空管，并在焊粉及引火粉上表面再铺一层引火粉；形成引火粉像图钉“***”焊粉状，点燃后从焊粉上表面及焊粉内部引燃使得反应迅速扩散，并且反应程度更均衡。
S5点火：点燃引火粉反应焊接后取出焊接件。
在本说明书中所谈到多个解释性实施例，指的是结合该实施例描述的具体方法包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任意一实施例描述一个方法时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种方法落在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种放热焊接剂，其特征在于：其成分包括氧化铜、铝粉、镁粉、氟化钙、硅粉。
2.根据权利要求1所述的一种放热焊接剂，其特征在于：其成分还包括硝酸钾、硝酸锰。
3.根据权利要求1所述的一种放热焊接剂，其特征在于：按重量份数计算，成分包括氧化铜84～95份、铝粉8.4～10.5份、镁粉0.24～0.58份、氟化钙0.68～0.95份、硅粉0.45～0.78份。
4.根据权利要求2所述的一种放热焊接剂，其特征在于：按重量份数计算，成分包括氧化铜94～95份、铝粉9～10.5份、镁粉0.15～0.45份、氟化钙0.35～0.5份、硅粉0.35～0.78份、硝酸钾0.25～0.35份、硝酸锰0.45～0.8份。
5.根据权利要求1所述的一种放热焊接剂，其特征在于：所述的氧化铜粒径分布为40～60目的占76～86%，60～80目的占12～22%，其余≤2%。
6.一种放热焊接剂焊接方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1配料：所述放热焊接剂包括焊粉、引火粉；所述焊粉包括氧化铜、铝粉、氟化钙、硅粉，所述引火粉包括镁粉；
S2模具除湿：所述模具内腔包括焊接腔、焊料腔，焊接腔与焊料腔之间通过引流道连接，对模具的内腔进行加热除湿；
S3清洁：对模具内腔及焊接体进行清洁后，将焊接体放入焊接腔；
S4放料：在引流道与焊料腔之间放置钢片，在焊料腔中放置两端开口的中空管，中空管一端放置在钢片上，中空管外填充焊粉，中空管内填充引火粉，焊粉高度与引火粉高度相同，之后取出中空管，并在焊粉及引火粉上表面再铺一层引火粉；
S5点火：点燃引火粉反应焊接后取出焊接件。
7.根据权利要求6所述的一种放热焊接剂焊接方法，其特征在于：所述的焊粉中还包括硝酸钾、硝酸锰。
8.根据权利要求7所述的一种放热焊接剂焊接方法，其特征在于：按重量份数计算，氧化铜为94～95份、铝粉9～10.5份、镁粉0.15～0.45份、氟化钙0.35～0.5份、硅粉0.35～0.78份、硝酸钾0.25～0.35份、硝酸锰0.45～0.8份。
9.根据权利要求6所述的一种放热焊接剂焊接方法，其特征在于：所述的S3清洁步骤中，先对焊接体进行预热至140～170℃，再将焊接体表面物质刷掉。
10.根据权利要求6所述的一种放热焊接剂焊接方法，其特征在于：所述的中空管内直径为焊粉的外直径的1/15～1/20。
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