CN101347868A - 铝合金铝热焊接方法 - Google Patents
铝合金铝热焊接方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101347868A CN101347868A CNA2008100218716A CN200810021871A CN101347868A CN 101347868 A CN101347868 A CN 101347868A CN A2008100218716 A CNA2008100218716 A CN A2008100218716A CN 200810021871 A CN200810021871 A CN 200810021871A CN 101347868 A CN101347868 A CN 101347868A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- aluminium alloy
- welding
- thermit
- crucible
- heat flux
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 47
- 238000003466 welding Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000000280 densification Methods 0.000 claims abstract description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 22
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 17
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 6
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims description 4
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 claims description 3
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 2
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 claims description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 abstract 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 abstract 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 2
- 210000000080 chela (arthropods) Anatomy 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
Abstract
本发明涉及一种铝合金铝热焊接方法，包括以下步骤：配制铝热焊剂；将铝热焊剂置于坩埚内；将TiC点火剂埋入铝热焊剂内，部分外露，点燃外露部分，引燃坩埚内的铝热焊剂，引发铝热反应；待反应完毕时，立即将固体铝合金放入坩埚内的反应物表面，利用余热使其熔化，得液态铝合金熔体；在进行前一步骤的同时，将待焊接的铝合金零件断口用铝热反应生成物预热至400±10℃；将铝合金熔体直接浇注到已处理好的铝合金零件断口处，待焊缝金属刚刚凝固时通过敲击挤压焊缝进行致密化处理，实现焊接；趁高温，手工清理焊瘤。本发明适用于装甲装备铝合金装甲板和铝合金零件战场应急快速焊接修复，也适用于野外作业的民用车辆或其它机械的铝合金零件应急焊修。
Description
技术领域
本发明涉及一种铝合金自蔓延快速焊接方法，主要适用于装甲装备铝合金甲板和零件战场应急焊接修复。属铝热焊接技术领域。
背景技术：
由于铝合金具有重量轻、强度高、耐腐蚀等优点，空投装甲装备和水陆两栖装甲装备的装甲板和大部分零件用铝合金制造。装甲装备铝合金零件战场应急抢修是保持装甲装备战场生存率和提高战斗力的再生能力的有效手段。对战场上轻度战伤铝合金零件的焊接修复是很重要的一种修复方法。传统的铝合金焊接技术有很多种，但存在如下三个问题：一是焊条与基体不是同种材料，焊缝与基体材料间的热胀冷缩性能不完全相同，在温度聚变时，焊缝产生应力，影响焊缝强度；二是需要有焊接设备和电气等能源，而野战条件下的装甲装备不但没有携带随车电焊设备，也没有电源和储气瓶，传统的焊接方法不能满足战场快速抢修的需要；三是焊缝金属多为自由结晶，焊缝组织和密度不是很高。迫切需要一种在无需电、不用气体且设备简单的条件下适用于铝合金零件的快速焊接的技术，以解决野战条件下装甲装备铝合金装甲板和铝合金零件的应急焊接抢修难题。
发明内容
本发明的目的在于针对上述三个问题，提供一套适铝合金铝热焊接方法。
本发明的目的是这样实现的：一种铝合金铝热焊接方法，其基本工艺路线是：在坩埚内引燃铝热焊剂，待铝热反应结束后，将固体铝合金加入坩埚内，利用铝热反应产物的余热熔化固体铝合金生成铝合金熔体，将铝合金熔体浇注到用铝热反应生成物预热的待焊件断口，在焊缝处铝液凝固过程中加压使其致密化，从而实现铝合金的铝热焊接，快速获得焊缝与基体是同种材料且为大变形组织的高质量焊接接头。具体包括以下工艺步骤：
一种铝合金铝热焊接方法，其特征在于：它包括以下工艺步骤：
(1)配制铝热焊剂；
(2)将铝热焊剂置于坩埚内；
(3)将TiC点火剂埋入铝热焊剂内，部分外露，点燃外露部分，引燃坩埚内的铝热焊剂，引发铝热反应；
(4)待反应完毕时，立即将固体铝合金放入坩埚内的反应物表面，利用余热使其熔化，得液态铝合金熔体；
(5)在进行步骤(4)的同时，将待焊接的铝合金零件断口用铝热反应生成物预热至400℃±10℃；
(6)将铝合金熔体直接浇注到已处理好的铝合金零件断口处，待焊缝金属刚刚凝固时通过敲击挤压焊缝进行致密化处理，实现焊接；
(7)趁高温，手工清理焊瘤。
所述铝热焊剂含有20％、粒度为20-30目的铝粉，和含有粒度小于100目、含碳量小于0.5％的氧化铁55-60％。
铝热焊接技术是一种适应于野外抢修的焊接技术，其特点是无需用电和气，设备简单、携行方便，性能可靠，单兵即可操作。本发明可以用于装甲装备铝合金装甲板和铝合金零件战场应急快速焊接修复。
附图说明
图1为本发明涉及的轴类零件的铝热焊接示意图。
图2图1的A-A剖示图。
具体实施方式
一、铝合金铝热焊接实施例：
以野战条件下快速焊接断轴试件为例，说明工艺步骤如下：
(1)根据断轴的尺寸形状用轻质耐火材料现场快速制作如图1所示的焊接模具，清除断口处泥土等污垢，将待焊零件装入模具，断口间留有5mm间隙；
(2)将铝热焊剂置于如图1所示的坩锅内；将TiC点火剂埋入铝热焊剂内，部分外露，点燃外露部分，用于引燃坩埚内的铝热焊剂；待铝热焊剂铝热反应完毕时，将固体铝合金放入反应物表面使其熔化，得液态铝合金熔体；
(3)在进行步骤(2)的同时，按如图2所示，点燃用于预热的铝热焊剂后，铝热反应生成的铁水在重力的作用下流到断口底部，对断口预热至400℃±10℃；
(4)如图1所示，浇注铝液，使其充满断口处间隙。待铝液刚凝固时轴向敲击加压。
(5)拆模。用钳工扁铲趁热手工除瘤，修整断轴表面。
二、点火剂与点火器
点火剂：粒度皆为200目的Ti粉和C粉按原子比为1∶1配制、混匀。使用时部分埋入铝热焊剂内，部分外露，点燃外露部分后迅速盖上坩埚盖。
点火器：防风打火机。
Claims (2)
1、一种铝合金铝热焊接方法，其特征在于：它包括以下工艺步骤：
(1)配制铝热焊剂；
(2)将铝热焊剂置于坩埚内；
(3)将TiC点火剂埋入铝热焊剂内，部分外露，点燃外露部分，引燃坩埚内的铝热焊剂，引发铝热反应；
(4)待反应完毕时，立即将固体铝合金放入坩埚内的反应物表面，利用余热使其熔化，得液态铝合金熔体；
(5)在进行步骤(4)的同时，将待焊接的铝合金零件断口用铝热反应生成物预热至400℃±10℃；
(6)将铝合金熔体直接浇注到已处理好的铝合金零件断口处，待焊缝金属刚刚凝固时通过敲击挤压焊缝进行致密化处理，实现焊接；
(7)趁高温，手工清理焊瘤。
所述铝热焊剂含有20％、粒度为20-30目的铝粉，和含有粒度小于100目、含碳量小于0.5％的氧化铁55-60％。
2、根据权利要求1所述的一种铝合金铝热焊接方法，其特征在于：所述TiC点火剂由粒度皆为200目的Ti粉和C粉按原子比为1∶1配制、混匀。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2008100218716A CN101347868B (zh) | 2008-08-18 | 2008-08-18 | 铝合金铝热焊接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2008100218716A CN101347868B (zh) | 2008-08-18 | 2008-08-18 | 铝合金铝热焊接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101347868A true CN101347868A (zh) | 2009-01-21 |
| CN101347868B CN101347868B (zh) | 2010-06-02 |
Family
ID=40266926
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2008100218716A Expired - Fee Related CN101347868B (zh) | 2008-08-18 | 2008-08-18 | 铝合金铝热焊接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101347868B (zh) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101862926A (zh) * | 2010-06-21 | 2010-10-20 | 西安理工大学 | 快速焊接修复大型铸钢件缺陷的焊接材料及修复方法 |
| CN102059450A (zh) * | 2011-01-17 | 2011-05-18 | 江阴东大新材料研究院 | 便携式铝热焊焊轴器及其焊轴方法 |
| CN102248280A (zh) * | 2011-06-24 | 2011-11-23 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种铝热反应箔、其制作方法以及在焊接工艺中的应用 |
| CN102699522A (zh) * | 2011-01-17 | 2012-10-03 | 江阴东大新材料研究院 | 便携式铝热焊焊轴器的焊轴方法 |
| CN103014699A (zh) * | 2012-12-28 | 2013-04-03 | 江阴东大新材料研究院 | 在钢板表面制备厚氧化铝陶瓷涂层的静态自蔓延法 |
| CN103286476A (zh) * | 2013-05-13 | 2013-09-11 | 兰州连城铝业有限责任公司 | 铝电解槽立柱母线带电修复用熔剂 |
| CN103317226A (zh) * | 2013-05-30 | 2013-09-25 | 青铜峡铝业股份有限公司 | 一种铝电解槽用阴极软带和大母线的二次自蔓延焊接方法 |
| CN109366040A (zh) * | 2018-12-19 | 2019-02-22 | 成都雷斯特科技有限公司 | 一种放热焊接剂及其焊接方法 |
| CN109822210A (zh) * | 2019-03-22 | 2019-05-31 | 施密特钢轨技术（昆山）有限公司 | 一种铝热焊接安全点火装置及点火方法 |
| CN110253166A (zh) * | 2019-05-21 | 2019-09-20 | 安徽工程大学 | 一种消除铝钢异种金属焊接裂纹和气孔的装置 |
-
2008
- 2008-08-18 CN CN2008100218716A patent/CN101347868B/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101862926A (zh) * | 2010-06-21 | 2010-10-20 | 西安理工大学 | 快速焊接修复大型铸钢件缺陷的焊接材料及修复方法 |
| CN101862926B (zh) * | 2010-06-21 | 2013-01-02 | 西安理工大学 | 快速焊接修复大型铸钢件缺陷的方法 |
| CN102059450A (zh) * | 2011-01-17 | 2011-05-18 | 江阴东大新材料研究院 | 便携式铝热焊焊轴器及其焊轴方法 |
| CN102699522A (zh) * | 2011-01-17 | 2012-10-03 | 江阴东大新材料研究院 | 便携式铝热焊焊轴器的焊轴方法 |
| CN102248280A (zh) * | 2011-06-24 | 2011-11-23 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种铝热反应箔、其制作方法以及在焊接工艺中的应用 |
| CN103014699A (zh) * | 2012-12-28 | 2013-04-03 | 江阴东大新材料研究院 | 在钢板表面制备厚氧化铝陶瓷涂层的静态自蔓延法 |
| CN103286476A (zh) * | 2013-05-13 | 2013-09-11 | 兰州连城铝业有限责任公司 | 铝电解槽立柱母线带电修复用熔剂 |
| CN103286476B (zh) * | 2013-05-13 | 2015-02-04 | 兰州连城铝业有限责任公司 | 铝电解槽立柱母线带电修复用熔剂 |
| CN103317226A (zh) * | 2013-05-30 | 2013-09-25 | 青铜峡铝业股份有限公司 | 一种铝电解槽用阴极软带和大母线的二次自蔓延焊接方法 |
| CN109366040A (zh) * | 2018-12-19 | 2019-02-22 | 成都雷斯特科技有限公司 | 一种放热焊接剂及其焊接方法 |
| CN109822210A (zh) * | 2019-03-22 | 2019-05-31 | 施密特钢轨技术（昆山）有限公司 | 一种铝热焊接安全点火装置及点火方法 |
| CN109822210B (zh) * | 2019-03-22 | 2024-02-13 | 施密特钢轨技术（昆山）有限公司 | 一种铝热焊接安全点火装置及点火方法 |
| CN110253166A (zh) * | 2019-05-21 | 2019-09-20 | 安徽工程大学 | 一种消除铝钢异种金属焊接裂纹和气孔的装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101347868B (zh) | 2010-06-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101347868B (zh) | 铝合金铝热焊接方法 | |
| CN101372068B (zh) | 用于装甲车辆铝合金零件战场应急快速焊接法 | |
| CN101444876B (zh) | 一种手工热剂焊条及其制备和使用方法 | |
| Zhang et al. | Microstructure characteristics and mechanical property of aluminum alloy/stainless steel lap joints fabricated by MIG welding–brazing process | |
| CN102990240B (zh) | 一种无电焊接型焊条及其制备和焊接方法 | |
| CN101474719A (zh) | 一种铝母材的原位自蔓延焊接修复方法 | |
| CN101920407B (zh) | 一种新型合金工具钢电焊条 | |
| CN104313600B (zh) | 受损钛合金锻件连续点式锻压激光成形修复方法 | |
| CN105414709A (zh) | 一种大型球墨铸铁件的焊接修复方法 | |
| CN101468419A (zh) | 感应与电弧复合热源螺柱焊接方法 | |
| CN105364269A (zh) | 一种铜板及其合金的熔化焊接方法 | |
| CN109825727A (zh) | 一种基于铝热反应的Al-Si-Fe中间合金制备方法 | |
| CN101704171B (zh) | 修补陶瓷复合钢管的利用陶瓷堆焊焊条堆焊的方法 | |
| CN105040031A (zh) | 一种铝电解槽短路母线的不停电修复方法 | |
| CN107030372A (zh) | 安全型遥控引燃棒 | |
| Samyal et al. | Investigation of mechanical properties of microwave welded SS304-SS202 lap joints | |
| CN101862926A (zh) | 快速焊接修复大型铸钢件缺陷的焊接材料及修复方法 | |
| CN101972905A (zh) | 自蔓延钎焊热源药粉、自蔓延钎焊装置及其制备方法 | |
| CN104816083A (zh) | 基于铝热自蔓延技术的连铸板坯表面纵裂清理方法 | |
| CN104625477B (zh) | 一种无源自滋生高热自动焊接不锈钢的膏体及其制备方法与使用方法 | |
| Shehab et al. | Ring-like laser spot welding of Ti grade2 to AAl3105-O using AlSiMg filler metal | |
| CN102059450A (zh) | 便携式铝热焊焊轴器及其焊轴方法 | |
| CN201988839U (zh) | 便携式铝热焊焊轴器 | |
| Kleine et al. | Lightweight Construction for Electric Mobility Using Aluminium | |
| Liu et al. | Study on plasma arc welding technology and properties of metal materials |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20100602 Termination date: 20100818 |