本發(fā)明涉及焊絲技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種稀土改性鋁合金焊絲及其制備方法。

背景技術(shù)：

隨著焊接技術(shù)的發(fā)展，鋁及鋁合金焊接結(jié)構(gòu)己廣泛應(yīng)用于民用及軍工領(lǐng)域，如各種化工容器、交通工具、艦船、飛機(jī)、宇宙探測(cè)器、火箭等。其中，焊絲為影響焊縫金屬組織、成分、固-液相線溫度、焊縫的耐腐蝕性、近縫區(qū)母材的熱裂性及力學(xué)性能的重要因素。鋁合金焊絲內(nèi)部質(zhì)量很大程度上取決于原鋁材的質(zhì)量。在鋁合金焊絲的制備過(guò)程中，鋁合金熔煉除氣效果不佳，將會(huì)使鋁合金焊絲氫含量偏高，致使在焊接過(guò)程中生成較多的氣孔，同時(shí)鋁合金具有熱膨脹系數(shù)大的缺陷，焊縫處易產(chǎn)生裂紋，從而限制了鋁合金焊絲的應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于背景技術(shù)存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種稀土改性鋁合金焊絲及其制備方法，得到的焊絲組織致密，表面光滑，焊接性能穩(wěn)定，焊接接頭的硬度和拉伸強(qiáng)度高，抗開(kāi)裂性能好。

本發(fā)明提出的一種稀土改性鋁合金焊絲，其成分按重量百分比包括：Mg：3.2-5.3％、Ti：0.12-0.2％、Cr：0.1-0.3％、Mn：0.1-0.2％、Sc：0.08-0.2％、Er：0.1-0.2％、Mo：0.8-1.7％、W：1-2％、V：0.2-1％、Bi：0.01-0.05％、Zr：0.25-0.35％、Ag：0.1-0.25％、Be：0.5-1.8％、Co：0.2-0.8％、Ca：0.3-1.5％、Fe+Si≤0.28％、Zn≤0.20％，其它雜質(zhì)元素單個(gè)含量≤0.05％、其它雜質(zhì)元素總含量≤0.15％，余量為Al。

優(yōu)選地，其成分中，Ti和Zr的重量百分比滿足以下關(guān)系式：0.42％≤Ti+Zr≤0.5％。

優(yōu)選地，其成分中，Mg、Sc、Er、Ti的重量百分比滿足以下關(guān)系式：4.2％≤Mg+0.33×Sc+0.33×Er+0.33×Ti≤4.7％。

優(yōu)選地，其成分中，Cr、Mo、W、V的重量百分比滿足以下關(guān)系式：3.5％≤Cr+Mo+0.5×W+V≤3.9％。

優(yōu)選地，其成分按重量百分比包括：Mg：4.1％、Ti：0.18％、Cr：0.16％、Mn：0.15％、Sc：0.2％、Er：0.15％、Mo：1.6％、W：1.92％、V：0.85％、Bi：0.03％、Zr：0.28％、Ag：0.2％、Be：1.2％、Co：0.55％、Ca：0.9％、Fe：0.18％、Si：0.1％、Zn：0.10％，其它雜質(zhì)元素單個(gè)含量≤0.05％、其它雜質(zhì)元素總含量≤0.15％，余量為Al。

本發(fā)明還提出的一種所述稀土改性鋁合金焊絲的制備方法，包括熔煉、精煉、鑄造、均勻化、擠壓、拉制和表面處理；其中，在熔煉過(guò)程中包括加入熔煉液總重量0.1-0.2％的精煉劑。

優(yōu)選地，所述精煉劑其原料按重量份包括：氯化鉀20-50份、氯化鈉20-50份、氟鋁酸鉀5-15份、碳酸鉀2-5份、硫酸鋇1-5份、氯化鈣2-10份、氟化鑭1-5份、氟化鈰0.5-3份、葉蠟石1-5份、硅藻土3-5份、冰晶石3-8份、六氟乙烷1-2份。

優(yōu)選地，在均勻化過(guò)程中，均勻化的溫度為475-485℃，均勻化的時(shí)間為30-38h；將均勻化的溫度控制在475-485℃，均勻化的時(shí)間控制在30-38h，使體系中的枝晶逐漸消失，非平衡相也逐漸回溶到合金基體中，顯著改善了焊絲的綜合性能。

優(yōu)選地，在拉制前，還包括去應(yīng)力退火，其中，去應(yīng)力退火溫度為350-370℃，時(shí)間為60-80h；在拉制前進(jìn)行了去應(yīng)力退火，并將去應(yīng)力退火溫度控制在350-370℃，時(shí)間控制在60-80h，充分消除加工硬化效應(yīng)的同時(shí)又避免了晶粒過(guò)于長(zhǎng)大而不利于拉伸。

本發(fā)明所述稀土改性鋁合金焊絲，其成分中加入了Ti和Zr，在焊縫中形成了Al₃Ti和Al₃Zr，促進(jìn)了焊縫組織的細(xì)化，在優(yōu)選方式中，將Ti和Zr的含量控制在0.42％≤Ti+Zr≤0.5％的范圍，在焊縫中除形成Al₃Ti和Al₃Zr外還形成了Al₃(Ti,Zr)相粒子充當(dāng)焊縫的形核核心，進(jìn)一步促進(jìn)了組織細(xì)化，使焊縫組織最為細(xì)小，對(duì)焊縫細(xì)化效果最好，接頭強(qiáng)度和塑性最高；在體系中添加了微量的Mg、Sc、Er和Ti，顯著細(xì)化了組織，在焊縫中形成了Al₃Sc、Al₃Er、Al₃Ti和AlMg強(qiáng)化析出相，在優(yōu)選方式中，通過(guò)將Mg、Sc、Er和Ti的重量百分比控制在4.2％≤Mg+0.33×Sc+0.33×Er+0.33×Ti≤4.7％的范圍內(nèi)，使焊絲施焊后的焊接接頭焊縫區(qū)的等軸晶組織細(xì)小且分布均勻，熔合區(qū)的柱狀晶生長(zhǎng)區(qū)域變窄，接頭組織過(guò)渡平緩，方向性減弱，焊接接頭的硬度、抗拉強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度均顯著提高，使焊縫的焊接性能良好，抗開(kāi)裂性能優(yōu)異；在體系中加入了Cr、Mo、W和V，并控制了的重量百分比在3.5％≤Cr+Mo+0.5×W+V≤3.9％的范圍內(nèi)，顯著提高了焊接接頭的硬度和韌性；在體系中加入了Mn，并合理控制了其在體系中的比例，使其與體系中的Zr、Cr配合，在保證焊縫組織得到細(xì)晶強(qiáng)化的同時(shí)提高了Al₃Zr等初晶相的彌散相強(qiáng)化作用，提高了焊接接頭的強(qiáng)度系數(shù)；同時(shí)加入了Ag元素，并給出了一個(gè)合理的Ag含量范圍，顯著提高焊接接頭的抗拉強(qiáng)度、塑性和焊接系數(shù)；添加微量的Bi，與Sc、Er配合后，降低了鋁合金焊絲的表面張力，增加了其潤(rùn)濕性和鋪展性，減少焊接漏點(diǎn)發(fā)生率，同時(shí)能進(jìn)一步降低鋁液的含氫量，抑制氫氣孔的形成，提高了焊縫的致密性。

具體實(shí)施方式

下面，通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例1

本發(fā)明提出的一種稀土改性鋁合金焊絲，其成分按重量百分比包括：Mg：5.3％、Ti：0.12％、Cr：0.3％、Mn：0.1％、Sc：0.2％、Er：0.1％、Mo：1.7％、W：1％、V：1％、Bi：0.01％、Zr：0.35％、Ag：0.1％、Be：1.8％、Co：0.2％、Ca：1.5％、Fe+Si≤0.28％、Zn≤0.20％，其它雜質(zhì)元素單個(gè)含量≤0.05％、其它雜質(zhì)元素總含量≤0.15％，余量為Al。

本發(fā)明提出的一種所述稀土改性鋁合金焊絲的制備方法，包括熔煉、精煉、鑄造、均勻化、擠壓、拉制和表面處理；其中，在熔煉過(guò)程中包括加入熔煉液總重量0.2％的精煉劑。

實(shí)施例2

本發(fā)明提出的一種稀土改性鋁合金焊絲，其成分按重量百分比包括：Mg：3.2％、Ti：0.2％、Cr：0.1％、Mn：0.2％、Sc：0.08％、Er：0.2％、Mo：0.8％、W：2％、V：0.2％、Bi：0.05％、Zr：0.25％、Ag：0.25％、Be：0.5％、Co：0.8％、Ca：0.3％、Fe+Si≤0.28％、Zn≤0.20％，其它雜質(zhì)元素單個(gè)含量≤0.05％、其它雜質(zhì)元素總含量≤0.15％，余量為Al。

本發(fā)明提出的一種所述稀土改性鋁合金焊絲的制備方法，包括熔煉、精煉、鑄造、均勻化、擠壓、拉制和表面處理；其中，在熔煉過(guò)程中包括加入熔煉液總重量0.1％的精煉劑。

實(shí)施例3

本發(fā)明提出的一種稀土改性鋁合金焊絲，其成分按重量百分比包括：Mg：4.3％、Ti：0.16％、Cr：0.18％、Mn：0.1％、Sc：0.17％、Er：0.12％、Mo：1.5％、W：1.8％、V：1％、Bi：0.032％、Zr：0.27％、Ag：0.16％、Be：1.1％、Co：0.3％、Ca：0.6％、Fe：0.12％、Si：0.08％、Zn：0.20％，其它雜質(zhì)元素單個(gè)含量≤0.05％、其它雜質(zhì)元素總含量≤0.15％，余量為Al。

本發(fā)明提出的一種所述稀土改性鋁合金焊絲的制備方法，包括熔煉、精煉、鑄造、均勻化、擠壓、拉制和表面處理；其中，在熔煉過(guò)程中包括加入熔煉液總重量0.11％的精煉劑；

所述精煉劑其原料按重量份包括：氯化鉀50份、氯化鈉20份、氟鋁酸鉀15份、碳酸鉀2份、硫酸鋇5份、氯化鈣2份、氟化鑭5份、氟化鈰0.5份、葉蠟石5份、硅藻土3份、冰晶石3份、六氟乙烷2份；

在均勻化過(guò)程中，均勻化的溫度為475℃，均勻化的時(shí)間為38h；

在拉制前，還包括去應(yīng)力退火，去應(yīng)力退火溫度為350℃，時(shí)間為80h。

實(shí)施例4

本發(fā)明提出的一種稀土改性鋁合金焊絲，其成分按重量百分比包括：Mg：4.25％、Ti：0.13％、Cr：0.24％、Mn：0.16％、Sc：0.09％、Er：0.18％、Mo：1.6％、W：2％、V：0.9％、Bi：0.02％、Zr：0.31％、Ag：0.21％、Be：0.68％、Co：0.68％、Ca：1.3％、Fe：0.06％、Si：0.06％、Zn：0.08％，其它雜質(zhì)元素單個(gè)含量≤0.05％、其它雜質(zhì)元素總含量≤0.15％，余量為Al。

本發(fā)明提出的一種所述稀土改性鋁合金焊絲的制備方法，包括熔煉、精煉、鑄造、均勻化、擠壓、拉制和表面處理；其中，在熔煉過(guò)程中包括加入熔煉液總重量0.18％的精煉劑；

所述精煉劑其原料按重量份包括：氯化鉀20份、氯化鈉50份、氟鋁酸鉀5份、碳酸鉀5份、硫酸鋇1份、氯化鈣10份、氟化鑭1份、氟化鈰3份、葉蠟石1份、硅藻土5份、冰晶石8份、六氟乙烷1份；

在均勻化過(guò)程中，均勻化的溫度為485℃，均勻化的時(shí)間為30h；

在拉制前，還包括去應(yīng)力退火，去應(yīng)力退火溫度為370℃，時(shí)間為60h。

實(shí)施例5

本發(fā)明提出的一種稀土改性鋁合金焊絲，其成分按重量百分比包括：Mg：4.1％、Ti：0.18％、Cr：0.16％、Mn：0.15％、Sc：0.2％、Er：0.15％、Mo：1.6％、W：1.92％、V：0.85％、Bi：0.03％、Zr：0.28％、Ag：0.2％、Be：1.2％、Co：0.55％、Ca：0.9％、Fe：0.18％、Si：0.1％、Zn：0.10％，其它雜質(zhì)元素單個(gè)含量≤0.05％、其它雜質(zhì)元素總含量≤0.15％，余量為Al。

本發(fā)明提出的一種所述稀土改性鋁合金焊絲的制備方法，包括熔煉、精煉、鑄造、均勻化、擠壓、拉制和表面處理；其中，在熔煉過(guò)程中包括加入熔煉液總重量0.15％的精煉劑；

所述精煉劑其原料按重量份包括：氯化鉀38份、氯化鈉40份、氟鋁酸鉀12份、碳酸鉀3.2份、硫酸鋇4份、氯化鈣8份、氟化鑭4份、氟化鈰2份、葉蠟石3.8份、硅藻土4份、冰晶石5份、六氟乙烷1.8份；

在均勻化過(guò)程中，均勻化的溫度為480℃，均勻化的時(shí)間為35h；

拉制前，還包括去應(yīng)力退火，去應(yīng)力退火溫度為360℃，時(shí)間為70h。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。