专利名称：一种用于消除铝铸件补焊气孔缺陷的氩弧焊焊剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及金属焊接剂领域，特别提供了一种用于消除铝铸件补焊气 孔缺陷的氩弧焊焊剂。
背景技术：
铝铸件在铸造过程中产生如縮松、气孔等铸造缺陷时，通常需要焊接 修复。由于一些大型或复杂铸件结构上的限制，或者由于铸造过程中误操 作，将导致铸件基体整体或局部气体(氢气)含量较高。该类铸件补焊时， 沿原基体坡口弧面处常产生密集线性气孔，导致该类铸件补焊报废率极高， 尤其是吸气倾向大的铝硅合金铸件。
铝铸件补焊一般采用钨极氩弧焊和熔化极气体保护焊。对于这种补焊 密集线性气孔，多从坡口表面处理，焊丝纯净度及表面质量控制等方面入 手。然而，由于产生该缺陷的根本原因是如前述铸件基体含气量高，因此 相关研究收效甚微，现无有效技术解决该问题。
根据以上分析，决定采用焊剂解决该问题，因为适当的焊剂可起到精 炼作用，从而将气体带出熔池，避免或减少气孔缺陷。
现有的氩弧焊剂，美国、日本、英国、苏联等进行了大量研究，开发 了以氟化物和氯化物为主的钨极氩弧焊焊剂涂层系列，但这些研究成果和 相关专利技术旨在提高钨极氩弧的熔深，因为常规的氩弧焊单道焊熔深有
限(约3mm)，厚板焊接时需开坡口进行多层多道焊，焊接过程繁琐、成本限制了该工艺方法的应用范围，因此这些焊接从这些 方面进行改进，达到降低成本，提高焊接质量，扩展氩弧焊的应用范围。 这些焊剂起不到精炼作用，更无法用于铝铸件补焊来达到消除或者减少焊 区气孔缺陷的目的。
铝合金气焊具有精炼作用，有消除或减少悍接气孔缺陷作用。但由于 气焊热量不集中，焊铝合金时易产生热裂缺陷，而且焊区力学性能也不理 想，因此采用该方法焊接将虽可有消除气孔缺陷的作用，但会因为带来如 上一些其他问题而得不偿失，所以目前无论是结构件还是铸件补焊，均已 较少采用。采用气焊补焊铝铸件也未见报道。而该焊剂是针对气焊方法设 计，无法应用于氩弧焊。
发明内容
本发明的目的是提供了一种用于消除铝铸件补焊气孔缺陷的氩弧焊焊剂。
本项发明是针对前述铝铸件补焊线性气孔问题，结合气焊方法、钨极 氩弧焊剂的相关研究成果，并参考铝合金熔体精炼相关理论和精炼剂研究 成果，开发了一种新型钨极氩弧焊剂，采用该焊剂并配合相应的氩弧焊工 艺，可达到消除或减少铝铸件补焊区域气孔缺陷的目的。
本发明提供了 一种用于消除铝铸件补焊气孔缺陷的氩弧焊焊剂，其特 征在于所述的用于消除铝铸件补焊气孔缺陷的氩弧焊焊剂的组成成分如 下NaF、 Na3AlF6和KCl共占总质量的95X到99X，其余为NaCl和/ 或LiCl;
其中NaF、 Na3AlF6和KCl的质量比例为，NaF: Na3AlF6: KC1-1: (1.5-3.5): (3.8-6.5)。
所述的用于消除铝铸件补焊气孔缺陷的氩弧焊焊剂整体为白色粉末状态。
使用本发明所述的用于消除铝铸件补焊气孔缺陷的氩弧焊焊剂的氩弧
焊的具体操作工艺如下
根据铸件原始缺陷合理开设坡口，保证四壁光亮，无毛刺、油污、污 垢等。焊前采用丙酮将焊区清洗干净，并根据铸件形状、壁厚等条件进行 预热。将焊丝洗刷干净。将事先用水调好的糊状溶剂均匀地涂覆于坡口表 面，或用焊丝一端煨热后沾取适量干焊剂立即实施焊接。焊后立即用热水 将焊区表面熔剂残渣清洗干净。如为多层焊，每层之间应先清理干净熔剂， 再进行下层施焊。
原理分析熔剂中所含物质在焊接高温过程中，能与A1发生反应或者 自挥发，生成Cl2气或者卤化物气泡。同时，采用熔剂后可减少熔化金属的 表面张力和粘度。因此，所生成的气泡可较为容易地将原基体中逸出的氢 气带出补焊区，而不再残留于补焊区域形成气孔缺陷。这些熔剂组成物所 产生的熔渣熔点低，密度小，极易浮于熔池表面，熔渣上浮过程中也可以
吸附一部分气泡。同时，熔融的Na3AlF6能显著提高溶剂吸附氧化物和夹杂, 不但可起到较强的除气效果，也有利于分离除渣，因此采用该补焊工艺技 术可消除或者有效减少补焊区气孔缺陷。本发明的优点原有气焊方法虽可起到精炼除气作用，但由于气焊的 热量不集中等缺点，采用其补焊铝合金铸件，焊后易产生热裂、未熔合等 缺陷，更严重的是，补焊区域力学性能大大降低。原有的钨极氩弧焊剂不 具有精炼除气作用。采用该焊剂，解决了上述问题，既消除了所述的气孔 缺陷，又保证了铸件其他方面的质量，解决了铝铸件补焊的一个难题。
下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明 图l为未使用本发明方法的焊接探伤图； 图2为使用本发明方法的焊接探伤图。
具体实施例方式
实施例1
某铝合金舱体铸件，材质为ZL114A,补焊处壁厚17mm，坡口尺寸 40X30X10mm。首先采用正常氩弧悍，未用焊剂，X光探伤显示沿原基体坡 口弧面处存在大片密集线性气孔。返修时，采用本发明焊剂，其成分配比 为 NaF: Na3AlF6: KC1=1: 1.5: 6.5,其余为NaCl, NaCl占总质量的 1%。具体操作在原补焊区域重新开设坡口，将线形气孔缺陷清除干净， 坡口四壁表面光亮、显金属光泽、无毛刺，坡口尺寸45X35X12mm，用 丙酮将坡口清洗干净，无污垢、油污，将铸件补焊处局部加热，保持在60-80 °C，采用的焊丝直径为^1.6mm，加热焊丝端头，沾取干燥的焊剂，实施补200810010269.2 焊，焊接电流110-160A,焊接速度20-25m/h，钨极直径^3.2mm，氩 气流量14-20L/min，分三层补焊完成。焊后经探伤，补焊区域无线性气孔 存在。
实施例2
某铝合金壳体铸件，材质为ZL205A,补焊处壁厚40mm，坡口尺寸 65X45X25mm。同实施例一，首先采用正常氩弧焊，未用焊剂，X光探伤显 示沿原基体坡口弧面处存在大片密集线性气孔。返修时，采用该发明焊剂， 其成分配比为NaF: Na3AlF6: KC1-1: 2.1: 5.8，其余为LiCl， LiCl占总
质量的5%。具体操作在原补焊区域重新开设坡口，将线形气孔缺陷清除
干净，坡口四壁表面光亮、显金属光泽、无毛刺，坡口尺寸70X48X28ram， 用丙酮将坡口清洗干净，无污垢、油污，将铸件补焊处局部加热，保持在 90-110°C，采用的焊丝直径为03mm，加热焊丝端头，沾取干燥的焊剂，实 施补焊，焊接电流200-250A,焊接速度15-18m/h，钨极直径^4.8mm， 氩气流量24-28L/min，分三层补焊完成。焊后经探伤，补焊区域无线性气 孔存在。
实施例3
某铝合金壳体铸件，材质为ZL114A，补焊处壁厚60mm，坡口尺寸 55X35X32mm。同实施例一，首先采用正常氩弧焊，未用焊剂，X光探伤显
示沿原基体坡口弧面处存在大片密集线性气孔。返修时，采用该发明焊剂， 其成分配比为NaF: Na3AlF6: KC1=1: 2.7: 4.6，其余为NaCl和LiCl， NaCl和LiCl占总质量的3X。具体操作在原补焊区域重新开设坡口，将 线形气孔缺陷清除干净，坡口四壁表面光亮、显金属光泽、无毛刺，坡口尺寸60X42X34mm，用丙酮将坡口清洗干净，无污垢、油污，将铸件补 焊处局部加热，保持在120-14CTC,采用的焊丝直径为04mm，加热焊丝端 头，沾取干燥的焊剂，实施补焊，焊接电流270-320A,焊接速度12-15m/h， 钨极直径04.8mm,氩气流量80-卯L/min,分三层补焊完成。焊后经探 伤，补焊区域无线性气孔存在。 实施例4
某铝合金箱体铸件，材质为ZL114A，补焊处壁厚80mm,坡口尺寸 70X55X41mm。同实施例一，首先采用正常氩弧焊，未用焊剂，X光探伤显 示沿原基体坡口弧面处存在大片密集线性气孔。返修时，采用该发明焊剂， 其成分配比为NaF: Na3AlF6: KC1=1: 3.3: 4.4，其余为LiCl, LiCl占总 质量的4%。具体操作在原补焊区域重新开设坡口，将线形气孔缺陷清除
干净，坡口四壁表面光亮、显金属光泽、无毛刺，坡口尺寸74X57X44rara， 用丙酮将坡口清洗干净，无污垢、油污，将铸件补焊处局部加热，保持在 130-150。C,采用的焊丝直径为04mm，加热焊丝端头，沾取干燥的焊剂， 实施补焊，焊接电流270-320A,焊接速度12-15m/h，钨极直径^6.4mm， 氩气流量100-110L/min，分四层补焊完成。焊后经探伤，补焊区域无线性 气孔存在。 实施例5
某铝合金锥型铸件，材质为ZL205A，补焊处壁厚90mm,坡口尺寸 102X67X52mm。同实施例一，首先采用正常氩弧焊，未用焊剂，X光探伤 显示沿原基体坡口弧面处存在大片密集线性气孔。返修时，采用该发明焊 剂，其成分配比为NaF: Na3AlF6: KC1-1: 3.5: 3.8，其余为NaCl， NaCl占总质量的2%。具体操作在原补焊区域重新开设坡口，将线形气孔缺陷 清除干净，坡口四壁表面光亮、显金属光泽、无毛刺，坡口尺寸105X71
X54皿，用丙酮将坡口清洗干净，无污垢、油污，将铸件补焊处局部加热， 保持在140-16(TC,采用的焊丝直径为06mm，加热焊丝端头，沾取干燥的 焊剂，实施补焊，焊接电流320-380A,焊接速度8-10m/h，钨极直径 08.0mm，氩气流量80-90L/min，分五层补焊完成。焊后经探伤，补焊区 域无线性气孔存在。
权利要求
1、一种用于消除铝铸件补焊气孔缺陷的氩弧焊焊剂，其特征在于所述的用于消除铝铸件补焊气孔缺陷的氩弧焊焊剂的组成成分如下NaF、Na3AlF6和KCl共占总质量的95％到99％，其余为NaCl和/或LiCl；其中NaF、Na3AlF6和KCl的质量比例为，NaFNa3AlF6KCl＝1(1.5-3.5)(3.8-6.5)。
2、按照权利要求1所述的用于消除铝铸件补焊气孔缺陷的氩弧焊焊剂， 其特征在于所述的用于消除铝铸件补焊气孔缺陷的氩弧焊焊剂整体为白色粉末状态。
全文摘要
一种用于消除铝铸件补焊气孔缺陷的氩弧焊焊剂，组成成分如下NaF、Na<sub>3</sub>AlF<sub>6</sub>和KCl共占总质量的95％到99％，其余为NaCl和/或LiCl；其中NaF、Na<sub>3</sub>AlF<sub>6</sub>和KCl的质量比例为，NaF∶Na<sub>3</sub>AlF<sub>6</sub>∶KCl＝1∶(1.5-3.5)∶(3.8-6.5)。是能起到消除铝铸件补焊密集线形气孔的绝对因素。本发明的优点原有的钨极氩弧焊剂不具有精炼除气作用。采用该焊剂，解决了上述问题，既消除了所述的气孔缺陷，又保证了铸件其他方面的质量，解决了铝铸件补焊的一个难题。
文档编号B23K35/362GK101497156SQ200810010269
公开日2009年8月5日 申请日期2008年1月29日 优先权日2008年1月29日
发明者冯志军, 宋国金, 李宇飞, 虎 翟, 闫卫平 申请人:沈阳铸造研究所