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专利号: 202210035829X
申请人: 康硕(山西)低应力制造系统技术研究院有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 机床;其他类目中不包括的金属加工
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.Fe‑Al‑Fe过渡接头电弧3D打印用焊接材料,其特征在于,包括Fe‑Al侧药芯焊丝和Al‑Fe侧药芯焊丝;

所述Fe‑Al侧药芯焊丝,包括药芯和焊皮,其中药芯按质量百分比由以下组分组成:Mg粉30~40%,Zn粉30~40%,Sc粉3~5%,Zr粉3~5%,其余为Al粉,以上组分质量百分比之和为100%;

所述Al‑Fe侧药芯焊丝,包括药芯和焊皮,其中药芯按质量百分比由以下组分组成:Ag粉30~40%,Cr粉20~30%,Mn粉20~30%,Er粉3~5%,其余为Cu粉,以上组分质量百分比之和为100%;

所述Fe‑Al侧药芯焊丝,焊皮为纯铝带,所述Al‑Fe侧药芯焊丝,焊皮为纯铜带;Fe‑Al侧药芯焊丝的填充量控制在20~25wt%;Al‑Fe侧药芯焊丝的填充量控制在22~27wt%。

2.根据权利要求1所述的Fe‑Al‑Fe过渡接头电弧3D打印用焊接材料,其特征在于,Fe‑Al侧药芯焊丝焊皮的厚度0.3mm,宽度7mm。

3.根据权利要求1所述的Fe‑Al‑Fe过渡接头电弧3D打印用焊接材料,其特征在于,Al‑Fe侧药芯焊丝焊皮的厚度0.3mm,宽度7mm。

4.根据权利要求1所述的Fe‑Al‑Fe过渡接头电弧3D打印用焊接材料,其特征在于,Fe‑Al侧药芯焊丝的具体步骤如下:步骤1:按质量百分比分别称取药粉:Mg粉30~40%,Zn粉30~40%,Sc粉3~5%,Zr粉3~5%,其余为Al粉,以上组分质量百分比之和为100%;

步骤2:将步骤1称取的药粉,将其置于真空加热炉内加热,加热温度为100‑150℃,保温时间为1‑3h,去除药粉中的结晶水;烘干后的药粉放置于混粉机中进行充分的混合,混合时间为1‑3h;

步骤3:采用纯铝带为焊皮,采用酒精去除纯铝带表面的油脂,通过药芯焊丝拉丝设备把步骤2制备得到的药粉包裹在纯铝带内,第一道拉拔模具孔径为2.6mm;其中,焊皮厚度

0.3mm,宽度7mm;

步骤4:第一道工序拉拔完毕后,将模具孔径依次减少,最终获得直径1.2mm的药芯焊丝;

步骤5:药芯焊丝拉拔完毕后,经绕丝机缠绕在焊丝盘上,最终密封在药芯焊丝真空包装袋内待用。

5.根据权利要求1所述的Fe‑Al‑Fe过渡接头电弧3D打印用焊接材料,其特征在于,Al‑Fe侧药芯焊丝的具体步骤如下:步骤1:按质量百分比分别称取药粉:Ag粉30~40%,Cr粉20~30%,Mn粉20~30%,Er粉3~5%,其余为Cu粉,以上组分质量百分比之和为100%;

步骤2:将步骤1称取的药粉,将其置于真空加热炉内加热,加热温度为150‑200℃,保温时间为2‑4h,去除药粉中的结晶水;烘干后的药粉放置于混粉机中进行充分的混合,混合时间为1‑3h;

步骤3:采用纯铜带为焊皮,采用酒精去除纯铜带表面的油脂,通过药芯焊丝拉丝设备把步骤2制备得到的药粉包裹在纯铜带内,第一道拉拔模具孔径为2.6mm;其中,焊皮厚度

0.3mm,宽度7mm;

步骤4:第一道工序拉拔完毕后,将模具孔径依次减少,最终获得直径1.2mm的药芯焊丝;

步骤5:药芯焊丝拉拔完毕后,经绕丝机缠绕在焊丝盘上,最终密封在药芯焊丝真空包装袋内待用。

6.Fe‑Al‑Fe过渡接头电弧3D打印用焊接方法,其特征在于,采用如权利要求1‑5任意一项所述的焊接材料用于制备Fe‑Al‑Fe过渡接头,具体步骤如下:(1)采用ER50‑6焊丝在钢基板上进行Fe层的3D打印,采用CMT模式,焊接电流为180‑

250A,Fe层厚度为60~80mm;

(2)采用Fe‑Al侧药芯焊丝在上述Fe层上进行堆焊,采用CMT模式,焊接电流为150‑

180A,Fe‑Al过渡层厚度为1~3mm;

(3)采用ER4043焊丝在上述Fe‑Al过渡层上进行Al层的3D打印,采用CMT‑mix模式,焊接电流为150‑180A,Al层厚度为20~40mm;

(4)采用Al‑Fe侧药芯焊丝在上述Al层上进行堆焊,采用CMT模式,焊接电流为180‑

200A,Al‑Fe过渡层厚度为1~3mm;

(5)采用ER50‑6焊丝在上述Al‑Fe过渡层上进行3D打印,该层分两步进行:第一步采用CMT‑cycle模式,焊接电流为100‑150A,焊接厚度为10~20mm;第二步,在上述第一步中制备得到的Fe层基础上,采用CMT模式,焊接电流为180‑250A,焊接厚度为50~60mm。