簧状药芯钎料的制备方法及其专用设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及焊接材料领域，尤其是涉及一种簧状药芯钎料的制备方法，本发明还涉及上述制备方法中的专用设备。
【背景技术】
[0002]传统的钎焊工艺钎焊时，通常使用实心钎料，加热工件时用钎料粘钎剂或加热前预先将钎剂涂覆在工件上。由于预先涂覆钎剂的过程增加了一次焊前操作，不仅增加了工序和操作时间，同时在钎焊工艺中还增加了一个变量，从而影响了焊接的一致性和质量的稳定性。另外该种钎焊工艺复杂、生产效率低、不易准确控制钎剂的用量。故钎料和钎剂分开使用的添加方法一直影响着生产效率和焊缝质量。
[0003]钢药芯焊丝主要是采用轧制加拉拔的成形方式，通常是用钢带作为包覆层，将药芯组分包裹其中。具体制备时是将钢带轧成U形，再向U形槽中加入混合好的药芯焊剂，然后再经过拉拔、热处理、表面处理等工艺过程，最终制成药芯焊丝。但是这种工艺方法存在着焊剂填充不均匀，焊丝内局部空芯，焊剂吸潮，不易轧制、成品率低，制造工艺复杂，设备昂贵，成本高等缺点；加入焊剂时，由于焊剂组成物自身的比重、粒度差异等因素造成混合粉不容易混合均匀，极易受机械振动而互相分离(重的下沉，轻的上浮)，出现所谓的药粉分离现象，使药芯焊剂中的成分不均匀。
[0004]目前，药芯钎料领域内关于药芯铝钎料的相关报道最多，应用也最广泛；其中，有缝药芯铝钎料生产工艺原理类似钢药芯焊丝生产工艺，同样不可避免的具有钢药芯焊丝的工艺缺陷。无缝药芯铝钎料又存在生产效率低、质量不稳定等缺点。国内暂无药芯银和铜钎料制造技术的应用，但已有相关专利发表。专利CN102513726A就公开了一种银基药芯钎料的制造方法，它是将液态钎剂填充在管状钎料内，但此种方法不能连续生产，效率较低，难以大规模推广应用。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种自动化程度高、成本低且能够连续生产的簧状药芯钎料的制备方法，本发明还提供在该制备方法中使用的专用设备。
[0006]为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案:
本发明所述的簧状药芯钎料的制备方法，它包括以下步骤:
第一步，将钎剂配制成膏状备用；
第二步，将钎料丝绕制成弹簧状空心结构；
第三步，将第一步配制的膏状钎剂注入弹簧状空心结构的钎料芯部，干燥后即可得到簧状药芯钎料成品。
[0007]所述第二步中弹簧状空心结构钎料的节距等于钎料丝的直径。
[0008]本发明所述的用于制备簧状药芯钎料的专用设备，它包括机架，以及设置在所述机架上的制簧顶刀和钎剂注射嘴，所述钎剂注射嘴水平设置在所述制簧顶刀的下方；所述制簧顶刀右侧的机架上设置有送丝轮组；对应与制簧顶刀和钎剂注射嘴位置的机架外设置有传送架，所述传送架上设置的传送带的进料口与所述钎剂注射嘴相衔接，在所述传送带出料口处的传送架上设置有簧状钎料收集轮。
[0009]为保证钎剂充填的准确计量，所述钎剂注射嘴通过过料通道与膏状钎剂储存箱相连通，在所述过料通道上依次设置有抽液泵、控制阀和流量计。
[0010]为提高钎料成品的干燥效率，所述传送架上设置有簧状钎料烘干装置。
[0011 ] 所述制簧顶刀为带有过丝卡槽的卡板，在其出丝口的下方机架上设置有挡丝块。
[0012]在本发明中，假设钎料丝的直径为d (mm)，卷绕成的钎料簧的中径为D (mm)，送丝速率Vl (mm/s)，收集速率V2 (mm/s)，芯部钎剂充填的流量Q (ml/s)，则簧状药芯钎料生产装置的参数设置理论计算公式如下:
送丝与收集速率比V1/V2=jt XD/d(I)
单位长钎料簧内钎剂的体积与容积V= XD2/4- JT2X dXD/8 (2)
芯部钎剂充填的流量Q=VXV2X 1.0X 10_3(3)
本发明的优点在于实现了焊剂的方便、快捷、定量、高效的预加入，结构简单，使用方便。有效降低了焊剂的使用量，并大大减轻了钎焊过程的劳动强度和环境污染。自动化程度高，成本低，生产效率高，适用范围广，性能稳定可靠；生产出的焊丝质量好，成品率高。
【附图说明】
[0013]图1是本发明的结构示意图。
[0014]图2是图1中的A部放大图。
[0015]图3是与钎剂注射嘴相连通的管路连接图。
【具体实施方式】
[0016]如图1、2所示，本发明所述的用于制备簧状药芯钎料的专用设备，包括机架I和设置在机架I上的制簧顶刀2和钎剂注射嘴3，钎剂注射嘴3水平设置在制簧顶刀2的下方(制簧顶刀2可采用带有过丝卡槽的卡板，在其出丝口的下方机架上设置有挡丝块14);制簧顶刀2右侧的机架I上设置有送丝轮组4 ;对应与制簧顶刀和钎剂注射嘴位置的机架外设置有传送架5，传送架5上设置的传送带6的进料口与钎剂注射嘴3相衔接，在传送带6出料口处的传送架5上设置有簧状钎料收集轮7 ;在传送架6上设置有簧状钎料烘干装置13。
[0017]为保证准确计量充填进去的钎剂量，钎剂注射嘴3通过过料通道8与膏状钎剂储存箱9相连通，在过料通道8上依次设置有抽液泵10、控制阀11和流量计12，如图3所示。
[0018]采用上述专用设备制备簧状药芯钎料的方法包括以下步骤:
第一步，将钎剂配制成膏状放入膏状钎剂储存箱9中，配制时，可将钎剂、低碳残留的粘结剂等材料按比例称重混合后置于容器内，加入溶剂和增韧剂制成膏状；
第二步，将选定直径的钎料丝从送丝轮组4引至制簧顶刀2处，钎料丝被制簧顶刀2挤压成弹簧状的空心结构的钎料簧，钎料簧的节距等于钎料丝的直径；
第三步，将第一步配制的膏状钎剂通过钎剂注射嘴3注入钎料簧的芯部，经传送带6输送至烘干装置13内快速烘干后，卷绕在簧状钎料收集轮7上被收集起来。
[0019]下面通过几个具体实施例对本发明做更加详细的说明。
[0020]实施例1:
采用图1、2所示的专用设备生产簧状药芯钎料的方法包括以下步骤:1)将QJ308铜钎剂、二乙二醇单乙基醚醋酸酯、有机粘接剂(燃烧后碳残留在1ppm以下)和增韧剂按一定重量比例配制的钎剂膏置于膏状钎剂储存箱9中待用；2)将直径0.8mm的丝状BCu58Zn38Mn4钎料从送丝轮组4引至制簧顶刀2处；3)在数控屏15上输入钎料簧和钎料丝的直径分别为2.0mm和0.7mm (不作说明的钎料簧直径默认为钎料簧的中径);4)设置芯部钎剂充填的流量为2.8X10_2ml/s ;5)设置烘干系统温度为110°C，风速0.5m/s ;6)启动设备，送丝、制簧、芯部钎剂填充，经传送带7送入烘干装置15烘干后，被簧状钎料收集轮8。其中，钎料簧的收集速率为20.0mm/s，钎料送丝速率为179.5mm/s，制得的簧状药芯钎料中钎剂所占比例为9.1%。
[0021]实施例2:
采用图1、2所示的专用设备生产簧状药芯钎料的方法包括以下步骤:1)将QJ103焊剂、碳酸二甲酯和有机粘接剂(燃烧后碳残留在1ppm以下)按一定重量比例配制的钎剂膏置于膏状钎剂储存箱9中待用；2)将直径0.4mm的丝状钎料从送丝轮组4引至制簧顶刀2处；3)在数控屏15上输入钎料簧和钎料丝的直径分别为3.0mm和0.4mm (不作说明的钎料簧直径默认为钎料簧的中径);4)设置芯部钎剂充填的流量为16.8X 10_2ml/s ;5)设置烘干系统温度为100°C，风速0.6m/s ；6)启动设备，送丝、制簧、芯部钎剂填充，经传送带7送入烘干装置15烘干后，被簧状钎料收集轮8。其中，钎料簧的收集速率为30.0mm/s，钎料送丝速率为706.9mm/s，制得的簧状药芯钎料中钎剂所占比例为29.5%。
[0022]实施例3:
采用图1、2所示的专用设备生产簧状药芯钎料的方法包括以下步骤:1)将QJ308焊剂、丙酮、增韧剂和有机粘接剂(燃烧后碳残留在1ppm以下)按一定重量比例配制的钎剂膏置于膏状钎剂储存箱9中待用；2)将直径0.5mm的丝状钎料从送丝轮组4引至制簧顶刀2处；3)在数控屏15上输入钎料簧和钎料丝的直径分别为2.5mm和0.5mm (不作说明的钎料簧直径默认为钎料簧的中径)；4)设置芯部钎剂充填的流量为8.4X 10_2ml/s ;5)设置烘干系统温度为120°C，风速0.6m/s ；6)启动设备，送丝、制簧、芯部钎剂填充，经传送带7送入烘干装置15烘干后，被簧状钎料收集轮8。其中，钎料簧的收集速率为25.0mm/s，钎料送丝速率为392.7mm/s，制得的簧状药芯钎料中钎剂所占比例为20.1%。
【主权项】
1.一种簧状药芯钎料的制备方法，其特征在于:它包括以下步骤: 第一步，将钎剂配制成膏状备用； 第二步，将钎料丝绕制成弹簧状空心结构； 第三步，将第一步配制的膏状钎剂注入弹簧状空心结构的钎料芯部，干燥后即可得到簧状药芯钎料成品。
2.根据权利要求1所述的簧状药芯钎料的制备方法，其特征在于:所述第二步中弹簧状空心结构钎料的节距等于钎料丝的直径。
3.一种用于制备权利要求1的簧状药芯钎料的专用设备，其特征在于:它包括机架(1)，以及设置在所述机架(I)上的制簧顶刀(2)和钎剂注射嘴(3)，所述钎剂注射嘴(3)水平设置在所述制簧顶刀(2)的下方；所述制簧顶刀(2)右侧的机架(I)上设置有送丝轮组(4);对应与制簧顶刀和钎剂注射嘴位置的机架外设置有传送架(5)，所述传送架(5)上设置的传送带(6)的进料口与所述钎剂注射嘴(3)相衔接，在所述传送带(6)出料口处的传送架(5 )上设置有簧状钎料收集轮(7 )。
4.根据权利要求3所述的用于制备簧状药芯钎料的设备，其特征在于:所述钎剂注射嘴(3 )通过过料通道(8 )与膏状钎剂储存箱(9 )相连通，在所述过料通道(8 )上依次设置有抽液泵(1 )、控制阀(11)和流量计(12 )。
5.根据权利要求3所述的用于制备簧状药芯钎料的设备，其特征在于:所述传送架(6)上设置有簧状钎料烘干装置(13)。
6.根据权利要求3所述的用于制备簧状药芯钎料的设备，其特征在于:所述制簧顶刀(2)为带有过丝卡槽的卡板，在其出丝口的下方机架上设置有挡丝块(14)。
【专利摘要】本发明公开了一种簧状药芯钎料的制备方法，并提供在该制备方法中使用的专用设备。其制备方法为：将钎剂配制成膏状；将钎料丝绕制成弹簧状空心结构；将配制的膏状钎剂注入弹簧状空心结构的钎料芯部，干燥后即可得到簧状药芯钎料成品。其专用设备包括机架，以及设在机架上的制簧顶刀和钎剂注射嘴，钎剂注射嘴水平设置在制簧顶刀的下方；制簧顶刀右侧的机架上设置有送丝轮组；对应与制簧顶刀和钎剂注射嘴位置的机架外设置有传送架，传送架上设置的传送带的进料口与钎剂注射嘴相衔接，在传送带出料口处的传送架上设置有簧状钎料收集轮。本发明实现了焊剂方便、快捷、定量、高效的预加入，设备结构简单，自动化程度高，生产效率高，成品率高。
【IPC分类】B23K35-40
【公开号】CN104708235
【申请号】CN201510064227
【发明人】龙伟民, 吕登峰, 钟素娟, 马佳, 沈元勋, 鲍丽, 张青科, 董显, 王星星
【申请人】郑州机械研究所
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2015年2月9日