摘要：本文简要回顾了国内外药芯焊丝的发展历程，简介了药芯铝焊丝的制造技术及其应用情况。借助钢基药芯焊丝的制造原理研究了铝基药芯焊丝的制造工艺。提出了药芯铝焊丝的几种制造方法，研究了药芯铝焊丝制造工艺的特点。研究结果表明：适宜于药芯铝焊丝的制造技术是连铸——挤压——辊拔——精拔——超精刮——层绕法，其中，基于层流流变条件下的等温挤压是制造药芯铝焊丝的关键技术。
关键词：药芯铝焊丝 等温挤压 层流流变 辊模拉拔
0 前言
铝及其合金在工业生产和社会生活中的应用日益广泛，由于比重小、导电导热性好、铸造性和机械加工性优良，铝在现代工业材料中的重要作用不可替代。与黑色金属相比，铝的焊接比较困难。铝的焊接工艺性差主要表现在氧化膜难去除。
二十世纪六十年代初期，乌克兰巴顿电焊研究所在焊接钛合金时发明了活性焊剂。在钛合金和不锈钢的氩弧焊中，活性焊剂的主要作用是压缩电弧，而不是对熔池产生化学作用，但是在铝的焊接中，可以利用焊剂活性的还原和蒸发作用破碎和还原铝的氧化膜。药芯铝焊丝就是基于这种原理提出的，在药芯铝焊丝中，焊丝本身含有某些活性元素，这些元素能起到焊剂作用。
还原剂与Al2O3反应后的产物是AlCl3和AlxFy ，AlCl3可以转变为气体蒸发掉，AlCl3蒸发过程中同时破碎Al2O3 薄膜；AlxFy是复合盐，流动性好，密度小于铝，浮于焊缝表面和边缘，色泽呈浅灰色。
使用药芯铝焊丝焊接铝合金可以节约能源、提高生产效率，尤其在提高焊缝质量方面成效显著。基于药芯铝焊丝的TIG正极性焊接工艺，与传统的交流TIG焊相比有很多优点，比如焊缝外观平整、光滑、熔深深、夹渣少、几乎无气孔等特点。
1 药芯铝焊丝的几种制造技术
药芯铝焊丝的制造可以借鉴钢药芯焊丝的制造方法，钢药芯焊丝的制造过程包含轧制、拔丝、后处理和层绕等几道工序。
用粉末冶金的原理进行机械合金化的制造工艺是将还原粉、铝粉、其他添加金属粉充分混合，在一定温度下对混合金属粉加压，使其形成有一定强度的粉锭，在可控气氛中保温、加压使粉锭形成“钎焊锭”，最终挤压成材并用滚模拉丝的方法减径。图1是Al-10Si型药芯铝焊丝的金相照片，细小的椭圆或圆形黑点是初晶硅，大面积的黑斑是活化剂，其余是铝硅固溶体。
无缝药芯焊丝的原材料为成盘的钢管。管状焊条法制造药芯焊丝是先把药芯粉末混匀，烧结成烧结焊剂形态，然后填入钢管（φ16～25mm）中通过振动使药芯填实，再经轧制、粗拔、退火、细拔、镀铜、层绕等工序制出成品。研究过程中曾经试验过这种方法，将还原剂与合金粉装入铝管中，轧制—拉拔—扩散退火，最终形成管状焊条。其主要问题是生产效率低，药粉填充系数不稳定。
铸造挤压法是将还原粉加入铝合金铸锭中，充分压实后形成药芯锭。第一步把钎料制成多孔性的铸造毛坯，然后把蜂窝状坯料浸入活性焊剂溶液中，使溶液浸入坯料中的空隙，铸锭冷却后再进行挤压。这种方法的工艺关键在于活性焊剂的预处理和添加工艺。
层流挤压法是利用连续铸锭和等温挤压技术制造药芯焊丝。连铸技术可以获得组织均匀、成分稳定的 “莲藕”铸锭，等温挤压技术可以获得填充系数稳定的药芯焊丝毛坯。
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