專利名稱：一種多元微合金化含鈧鋁鎂系合金焊絲及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于鋁-鋅-鎂(Al-Zn-Mg)系高強鋁合金和鋁-鎂(Al-Mg)系鋁合金熔化焊的多元微合金化含鈧鋁鎂(A1-Mg)系合 金焊絲及其制備方法。
背景技術：
Al-Zn-Mg系鋁合金是典型的中高強可熱處理強化合金，具有良好 的焊接性能、塑性和加工性能，是建筑、地面車輛、航空航天與軍用 設施裝備的主要輕質(zhì)結(jié)構材料，其用量呈逐年上升的趨勢，如25mm 山地高炮的大部分構件均采用Al-Zn-Mg系合金(7A52合金)制造，新 式渡河橋梁裝備主要采用中強可焊Al-Zn-Mg系合金(7005合金)焊 接而成。
目前在鋁合金熔化焊接領域，非熱處理強化鋁鎂系合金焊絲是使 用最為廣泛的一種，約占整個鋁合金填充材料使用量的50%以上，其 典型牌號為ER5356。 ER5356合金焊絲的優(yōu)點是強度適中、抗熱裂性能 與耐腐蝕性能相對較好。但隨著Al-Zn-Mg系中高強度鋁合金性能的不 斷改善和連接部件可靠性要求的提高，傳統(tǒng)的A1-Mg合金焊絲如 ER5356已不能滿足中高強度鋁合金焊接接頭的強度要求，尤其是對于 厚板焊接和焊接以后不能進行熱處理的大型部件，迫切需要抗熱裂和 抗應力腐蝕性能更佳的高強度鋁合金焊絲，以滿足更多工程部件的連 接強度與可靠性需要。
在對鋁合金性能提升研究中，發(fā)現(xiàn)鈧(Sc)是迄今為止最為有效的 合金元素。鈧成為鋁合金強有力的晶粒細化劑和有效的再結(jié)晶抑制劑， 對合金的結(jié)構和性能產(chǎn)生明顯的影響，適量鈧的加入使得鋁合金的強 度、硬度、焊接性能、耐腐蝕性能等得到很大提高。其強化機理為
鈧在鋁合金中除少量固溶外，大部分以Al3Sc顆粒形式析出，即鑄造 初生Al3Sc和熱加工次生Al3Sc.前者與鋁基體具有相同的晶格類型和 極低的共格錯配度，成為有效的非均質(zhì)晶核，細化合金鑄態(tài)晶粒組織， 提高合金強度；后者通過位錯釘扎和亞晶界的阻止進一步提高強度和 抑制合金再結(jié)晶，使合金在熱加工或退火處理狀態(tài)均能保持穩(wěn)定的非 再結(jié)晶組織，從而保持其優(yōu)良的強韌性能。
在鋁合金中添加Sc，要想獲得足夠理想的晶粒細化效果，Sc含量 存在一個臨界濃度。要求在鋁合金中必須添加Sc含量到過共晶成分 (大于0.55y。Sc),才能使合金熔體結(jié)晶時析出初生ALSc相，成為非均 質(zhì)核心。并且Al3Sc粒子還存在著易于團聚粗化的趨勢，其熱穩(wěn)定性 尚顯不足。雖然A1-Sc體系共晶成分己經(jīng)很低，但由于Sc價格昂貴， 合金成本將大幅度增加，因此嚴重影響了含鈧鋁合金的研究、開發(fā)和 應用。
采用其他過渡族元素或稀土元素Zr， Ti等與Sc復合的實驗和思想， 能有效解決粗化和成本問題。鈧與其它元素的復合添加不僅保持了單 獨加鈧時的有益作用，而且能提高粒子熱穩(wěn)定性，Al3Sc相可使AhSc 相演變形成AL(Sc， Zr)復合粒子，進一步降低同鋁,體的錯配度。含鈧 鋁鎂系合金的復合微合金化研究也得到了良好的^果。在A1-5Mg合金 中對采用Sc和鋯(Zr)復合微合金化進行研究，可顯著提高合金的強 度，其抗拉強度和規(guī)定非比例延伸強度增量分別達到84MPa和91MPa。
近年來人們發(fā)現(xiàn)將稀土元素鉺(Er)加入到Al-Zn-Mg合金中能顯 著細化合金晶粒，大幅度提高合金強度，抑制再結(jié)晶；Er在鋁合金中 形成的細小彌散相Al3Er與Al3Sc結(jié)構相同，晶格常數(shù)接近，其細化、 強化作用顯著。
對于7系Al-Zn-Mg鋁合金焊接，目前國內(nèi)主要采用同質(zhì)或異質(zhì)焊 絲。對于常見的焊絲材料A卜Mg和Al-Si來講，應用于7系母材焊接時 應避免高含量的硅存在，因而宜采用A1-Mg體系作為焊接材料。但同質(zhì) 焊絲和傳統(tǒng)的Al-Mg系鋁合金焊絲在焊接過程中鎂和鋅等元素揮發(fā)氧 化燒損嚴重而使接頭強度明顯低于母材強度。對于具有越來越高的使
用要求的鋁合金材料，其對焊接質(zhì)量的要求也在逐步提高，尤其對要求 強度下的焊接熱裂和應力腐蝕敏感性有較高的要求。目前可供備選的
焊絲(如ER5356)明顯不足以為Al-Zn-Mg系和Al-Mg系鋁合金提供良 好的焊接匹配性，工程上對高性能焊絲材料的需求十分迫切。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是提供一種可滿足Al-Zn-Mg系高強度鋁合金 和Al-Mg系鋁合金工程化焊接用的具有較高強度的Al-Mg合金焊絲， 該焊絲合金的獨特之處在于，低含量合金化元素條件下可獲得更加優(yōu) 異的組織性能和擴大的焊接工藝窗口，可降低焊縫合金焊接熱裂傾向 性，焊后可獲得較高的接頭強度，且具有優(yōu)良的耐海洋大氣應力腐蝕的 性能，可用于大型厚壁鋁合金部件的焊接。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取如下的技術方案
一種多元微合金化含鈧鋁鎂系合金焊絲，其組成成分和重量百分 比(wt.%)為鎂(Mg) 4. 0 6. 0、鋅(Zn) 0 1.0、錳(Mn) 0. 4 1. 0、鋯(Zr) 0. 05 0. 2、鈧(Sc) 0. 10 0. 40、鉺(Er)和/或憶(Yb) 0. 10 0. 40、鋁(Al)余量。
一種優(yōu)選技術方案，其特征在于所述鈧的含量為0. 15 0.2。
一種優(yōu)選技術方案，其特征在于所述多元微合金化含鈧鋁鎂系
合金焊絲焊絲合金成分中鈦的含量《0. 005重量％。 本發(fā)明成分設計依據(jù)如下
依據(jù)多年來人們對含鈧鋁合金基礎研究的已有成果，將對鋁合金 的性能的基礎研究轉(zhuǎn)移到面向焊接應用的新型Al-Mg系焊絲材料的開 發(fā)上來，實現(xiàn)鋁合金焊絲對鋁合金焊接質(zhì)量的新提升。在復合微合金化 的基礎上，采用鈧(Sc)鋯(Zr)復合添加，首先獲得具有一定程度的 細化組織和優(yōu)良綜合性能的悍絲基體合金；在此基礎上，將成本低廉、 具有較好細化效果和抗腐蝕性的稀土元素鉺(Er)和釔(Yb)引入，形成 鈧(Sc)鋯(Zr)鉺(Er)或釔(Yb)的三元或四元復合，以期形成同鋁 基體更加匹配的復合粒子，增大異質(zhì)形核的密度和析出強化的作用，同
時也可以進一步降低同等合金化效果下的微合金化元素臨界成分，降
低焊絲成本，提高焊接接頭的耐蝕性；考慮到鈦(Ti)和鉺(Er)或釔(Yb) 共存時會生成粗大的非共格顆粒相，將傳統(tǒng)焊絲中的Ti剔除出去，這 樣可以進一步增加復合粒子的形核能力，并釋放更多的鈧(Sc)、鉺(Er) 和釔(Yb)以產(chǎn)生更多的初生和次生粒子；錳(Mn)元素作為焊絲常用 元素而采用，可以提高合金的強度和抗腐蝕性能；引入一定量的鋅(Zn)， 對于Al-Zn-Mg系母材焊接，可以起到一定的元素補充作用，使母材同 焊縫合金實現(xiàn)化學成分上的連續(xù)過渡；通過優(yōu)化的復合微合金化實現(xiàn) 的細晶強化，提高中高含量鎂(Mg)的Al-Mg系合金強度的同時，也可以 避免因高含量鎂的固溶強化帶來的應力腐蝕傾向。通過晶粒均勻細化， 細晶強化和析出強化，來實現(xiàn)焊接材料的低熱裂傾向，低應力腐蝕傾向， 高抗腐蝕性能，高焊接接頭強度和塑性以及良好的表明光潔度，以克服 常規(guī)A1-Mg焊絲(5356合金)的相應弱點，并進一步提升含鈧鋁合金 焊絲的焊接性能。
本發(fā)明的另一目的是提供一種多元微合金化含鈧鋁鎂系合金焊絲 的制備方法。
本發(fā)明的上述目的是通過以下技術方案達到的，并保證含鎂鋁合 金焊絲的成分控制精度和低氫低氧化物夾雜
(1) 原料配制鋁(A1)、鎂(Mg)、鋅(Zn)以純金屬形式加入，合 金元素錳(Mn)、鈧(Sc)、鋯(Zr)、鉺(Er)和/或釔(Yb)均以Al基中間 合金形式加入；
(2) 合金熔煉采用真空感應爐、在預抽真空并充氬氣保護條件 下進行合金澆鑄；熔煉時待金屬料(純鋁及其中間合金Al-10Mn、 A1-2Sc、 A1-4Zr、 A1-10Er和A1-10Yb)全部熔化后升至780。C后，金 屬鎂和鋅用鋁箔包覆后最后壓入；為充分熔解中間合金中已有的粗大 金屬間化合物粒子，提高除氫的效果并兼顧防止鎂過度揮發(fā)，熔煉溫度 定為750°C 800°C;熔煉時間20分鐘；澆注溫度為73(TC;
或者采用電阻爐熔煉，在覆蓋劑(10y。CaF2 + 67y。MgCl + 15y。CaCl2或 MgF2)保護下進行熔化、熔體凈化，經(jīng)脫氣和扒渣后澆鑄成合金錠。
(3)加工成形對合金鑄錠切頭去皮，經(jīng)均勻化退火后熱擠壓成 細徑(《4>10)盤條，加熱溫度420 45(TC，通過多道次拉拔(含中 間退火)加工成一定規(guī)格尺寸的連續(xù)盤狀焊絲。
使用本發(fā)明的Sc、 Zr、 Er多元復合微合金化Al-Mg系合金焊絲熔 化焊接Al-Zn-Mg系合金和Al-Mg系合金，焊縫合金獲得了細小均一的 組織，焊接接頭熱裂傾向明顯下降，抗腐蝕性能優(yōu)良，具有綜合力學性 能。采用本發(fā)明的多元復合微合金化A1-Mg焊絲焊接(手工氬弧焊和 自動氬弧焊焊接)7A52(A1-Zn-Mg系)厚板鋁合金(S 二20 60mm)， 獲得了各項優(yōu)良的實驗結(jié)果(l)在無焊后熱處理的情況下，焊接接頭 抗拉強度(無余高)可達340 450MPa，與同條件下采用傳統(tǒng)A1-Mg焊 絲(ER5356)的接頭相比，接頭抗拉強度提高80 120MPa，延伸率可 提高30% 50%; (2)焊接熱裂紋的產(chǎn)生傾向較小。按照國標采用魚骨 試樣和十字試樣評價，焊接裂紋傾向系數(shù)K,〈8呢，近縫區(qū)液化裂紋傾向 系數(shù)K^O; (3)焊縫組織顯著均勻細化且具有較高的熱穩(wěn)定性。焊縫組 織為均一細小的球狀等軸晶粒，晶粒度可達20^un，熔合區(qū)向焊縫區(qū)的 過渡無明顯的柱狀晶區(qū)存在，合金中存在大量的細小AL(Sc，Zr)， Al3(Sc，Zr,Er)及Al3(Sc， Zr， Yb)質(zhì)點，這些粒子產(chǎn)生了很強的析出強 化作用。退火狀態(tài)下這些粒子和焊縫合金晶粒均具有很好的熱穩(wěn)定性； (4)焊接接頭具有優(yōu)良的耐海洋大氣應力腐蝕的性能。采用模擬海水鹽 霧腐蝕實驗和應力腐蝕對比實驗，經(jīng)96小時考核，9個試樣中僅有3個 有裂紋，低倍金相組織對比無明顯變化。
本發(fā)明提供的Al-Mg焊絲，細化了焊縫熔化區(qū)的晶粒，使熔合區(qū)形 成細小等軸晶層，凝固時熔池熔體具有良好的流動性和補縮能力，阻止 裂紋的形核和擴展，從而顯著降低焊接裂紋傾向性。固溶強化，細晶強 化和析出強化作用，使焊接接頭獲得了較高的抗拉強度和良好的塑性。
錳，鈧和鉺和/或釔的存在，以及其復合合金化所致的元素分布均勻和 晶粒細化，是焊縫合金具有優(yōu)良耐腐蝕性的原因。因此，使用本發(fā)明的
Al-Mg焊絲施焊的焊接接頭不僅具有高的強度而且還有高的抗應力腐 蝕穩(wěn)定性。
本發(fā)明為提高焊縫金屬的純凈度，對焊絲的原材料以及熔煉、擠 壓、拉拔等工序均進行了嚴格控制，如采用高純金屬及其中間合金原 料，優(yōu)選真空、氬氣保護熔鑄以提高焊絲的純凈度，為有效防止焊接 氣孔等缺陷和脆性化合物相的產(chǎn)生提供了堅實的基礎。因此雖然由于 焊接中基體合金元素的稀釋，焊縫中Sc、 Zr等合金元素降低，但按照 本發(fā)明所設計成分也能夠保證焊縫金屬的強度使之與母材相當，從而 實現(xiàn)提高接頭強韌性能的目的。
下面通過具體實施方式
對本發(fā)明做進一步說明，但并不意味著對 本發(fā)明保護的限制。
具體實施例方式
實施例1
一種多元微合金化含鈧鋁鎂系合金焊絲，其化學成分(wt%)為 鎂(Mg) 4.5、錳(Mn) 0.4、鋅(Zn) 0.5、鋯(Zr) 0.05、鈧(Sc) 0.12、鉺(Er) 0.10、 f乙(Yb)O. 10、鋁(Al)余量。
制備
(1) 原料配制鋁(A1)、鎂(Mg)、鋅(Zn)以純金屬形式加入，合 金元素錳(Mn)、鈧(Sc)、鋯(Zr)、鉺(Er)、釔(Yb)均以Al基中間合金 形式加入；
(2) 合金熔煉采用真空感應爐、在預熱爐料預抽真空并充氬保 護條件下進行合金熔煉，熔煉時待金屬料(純鋁及其中間合金 Al-10Mn、 Al-2Sc、 A1-4Zr、 Al-10Er和A1-10Yb)全部烙化，再升溫 至78(TC后，金屬鎂和鋅用鋁箔包覆后最后壓入；為充分熔解中間合 金中已有的粗大金屬間化合物粒子，提高除氫的效果并兼顧防止鎂過 度揮發(fā)，熔煉溫度定為75(TC;熔煉時間20分鐘；澆鑄溫度為73(TC;
澆鑄成4)120mm合金錠；
(3) 加工成形對合金鑄錠切頭去皮，經(jīng)45(TC均勻化退火后熱 擠壓成細徑(《4) IO)盤條，加熱溫度420 450°C ，擠壓成三根4> 9. 5mm 細棒，再退火、拉拔為4)1.6mm的連續(xù)盤狀焊絲；
(4) 連續(xù)焊絲經(jīng)除油、清洗、烘干、重新繞盤后用于手工焊或者 自動焊。
實施例2
一種多元微合金化含鈧鋁鎂系合金焊絲，其化學成分(wt%)為 鎂(Mg) 5.0、錳(Mn) 0.6、鋅(Zn) 0.8、鋯(Zr) 0.17、鈧(Sc) 0.35、鉺(Er) 0.20、釔(Yb)O. 10、鋁(Al)余量。
制備
(1) 原料配制鋁(A1)、鎂(Mg)、鋅(Zn)以純金屬形式加入，合 金元素錳(Mn)、鈧(Sc)、鋯(Zr)、鉺(Er)、釔(Yb)均以Al基中間合金 形式加入；
(2) 合金熔煉采用電阻爐熔煉，在覆蓋劑(10%CaF2 + 67%MgCl + 15%CaCl2或MgF2)保護下進行熔化和熔體凈化，經(jīng)脫氣和扒渣后澆 鑄成4) 120mm合金錠；
(3) 加工成形對合金鑄錠切頭去皮，經(jīng)450。C均勻化退火后熱 擠壓成細徑(《小IO)盤條，加熱溫度420 45(TC ，擠壓成三根* 9. 5腿 細棒，再退火、拉拔為4)1.6mm的連續(xù)盤狀悍絲；
(4) 連續(xù)焊絲經(jīng)除油、清洗、烘干、重新繞盤后用于手工焊或者 自動焊。
實施例3
一種多元微合金化含鈧鋁鎂系合金焊絲，其化學成分(wt%)為 鎂(Mg) 5.5、錳(Mn) 0.7、鋅(Zn) 1.0、鋯(Zr) 0.20、鈧(Sc) 0.4、鉺(Er) 0.2、釔(Yb)O. 2、鋁(Al)余量。
(1)原料配制鋁(A1)、鎂(Mg)、鋅(Zn)以純金屬形式加入，合
金元素錳(Mn)、鈧(Sc)、鋯(Zr)、鉺(Er)、釔(Yb)均以Al基中間合金 形式加入；
(2) 合金熔煉采用電阻爐熔煉，在覆蓋劑(10%0&^ + 67%"§(:1 + 15%CaCl2或MgF》保護下進行熔化、成分調(diào)整和熔體凈化，經(jīng)脫氣和 扒渣后澆鑄成合金錠；熔煉時金屬鎂最后添加，即待金屬料全部熔化 后升至某一溫度后，純鎂用鋁箔包覆后壓入；澆鑄成cbl20mm合金錠；
(3) 加工成形對合金鑄錠切頭去皮，經(jīng)45(TC均勻化退火后熱 擠壓成細徑(《4> IO)盤條，加熱溫度420 450°C ，擠壓成三根4) 9. 5畫 細棒，再退火、拉拔為小1.6mm的連續(xù)盤狀焊絲；
(4) 連續(xù)焊絲經(jīng)除油、清洗、烘干、重新繞盤后用于手工焊或者 自動焊。
實施例4
其化學成分(wt%)為鎂(Mg) 5.5、錳(Mn) 0.65、鋅(Zn) 0.8、鋯(Zr) 0.10、鈧(Sc) 0.20、鉺(Er) 0.15、釔(Yb)O. 20、鋁 (Al)余量。 制備
(1) 原料配制鋁(A1)、鎂(Mg)、鋅(Zn)以純金屬形式加入，合 金元素錳(Mn)、鈧(Sc)、鋯(Zr)、鉺(Er)、釔(Yb)均以Al基中間合金 形式加入；
(2) 合金熔煉采用真空感應爐、在預抽真空并充氬氣保護條件 下進行合金澆鑄；熔煉時待金屬料(純鋁及其中間合金A1-10Mn、 A1-2Sc、 Al-4Zr、 A1-10Er和A1-10Yb)全部熔化后升至78(TC后，金 屬鎂和鋅用鋁箔包覆后最后壓入；為充分熔解中間合金中已有的粗大 金屬間化合物粒子，提高除氫的效果并兼顧防止鎂過度揮發(fā)，熔煉溫度 定為800。C;熔煉時間20分鐘；澆鑄溫度為730。C;澆鑄成(J)120mm 合金錠；
(3) 加工成形對合金鑄錠切頭去皮，經(jīng)450'C均勻化退火后熱
擠壓成細徑(《々IO)盤條，加熱溫度420 450°C ，擠壓成三根4) 9. 5固 細棒，再退火、拉拔為ci)1.6inm的連續(xù)盤狀焊絲；
(4)連續(xù)焊絲經(jīng)除油、清洗、烘干、重新繞盤后用于手工焊或者 自動焊。
實施例5
其化學成分(wt%)為鎂(Mg) 5.8、錳(Mn) 0.55、鋅(Zn) 0.7、鋯(Zr) 0.12、銃(Sc) 0.25、鉺(Er) 0.30、鋁(Al)余量。 制備
(1) 原料配制鋁(A1)、鎂(Mg)、鋅(Zn)以純金屬形式加入，合 金元素錳(Mn)、鈧(Sc)、鋯(Zr)均以Al基中間合金形式加入；
(2) 合金熔煉采用電阻爐熔煉，在專用覆蓋劑保護下進行熔化、 成分調(diào)整和熔體凈化，經(jīng)脫氣和扒渣后澆鑄成合金錠；熔煉時金屬鎂 最后添加，即待金屬料全部熔化后升至某一溫度后，純鎂用鋁箔包覆 后壓入；澆鑄成4)120mm合金錠；
(3) 加工成形對合金鑄錠切頭去皮，經(jīng)45(TC均勻化退火后熱 擠壓成細徑(《4) IO)盤條，加熱溫度420 450°C ，擠壓成三根4> 9. 5mm 細棒，再退火、拉拔為小1.6mm的連續(xù)盤狀焊絲；
(4) 連續(xù)焊絲經(jīng)除油、清洗、烘干、重新繞盤后用于手工焊或者 自動焊。
實施例6
其化學成分(wt%)為鎂(Mg) 6.0、錳(Mn) 0.60、鋅(Zn) 0、 鋯(Zr) 0.15、鈧(Sc) 0.30、憶(Yb)0.3、鋁(Al)余量。 制備
(1) 原料配制鋁(A1)、鎂(Mg)、鋅(Zn)以純金屬形式加入，合 金元素錳(Mn)、鈧(Sc)、鋯(Zr)、釔(Yb)均以Al基中間合金形式加入；
(2) 合金熔煉采用真空感應爐、在預抽真空并充氬氣保護條件 下進行合金澆鑄；熔煉時待金屬料(純鋁及其中間合金A1-10Mn、
A1-2Sc、 A1-4Zr和A1-lOYb)全部熔化后升至780。C后，金屬鎂和鋅 用鋁箔包覆后最后壓入；為充分熔解中間合金中已有的粗大金屬間化 合物粒子，提高除氫的效果并兼顧防止鎂過度揮發(fā)，保溫溫度定為750 °C;熔煉時間20分鐘；澆鑄溫度為730。C;澆鑄成4)120mm合金錠；
(3) 加工成形對合金鑄錠切頭去皮，經(jīng)450。C均勻化退火后熱 擠壓成細徑(《4> IO)盤條，加熱溫度420 450°C ，擠壓成三根4> 9. 5腿 細棒，再退火、拉拔為cl)1.6mm的連續(xù)盤狀焊絲；
(4) 連續(xù)焊絲經(jīng)除油、請洗、烘干、重新繞盤后用于手工焊或者 自動焊。
采用上述多元復合微合金化Al-Mg焊絲焊接(手工氬弧焊和自動 氬弧焊焊接)7A52(A1-Zn-Mg系)厚板鋁合金(S =20 60mm)，獲得 了各項優(yōu)良的實驗結(jié)果
(1) 在無焊后熱處理的情況下，焊接接頭抗拉強度(無余高)可達 340 450MPa，與同條件下采用傳統(tǒng)A1-Mg焊絲(ER5356)的接頭相比， 接頭抗拉強度提高80 120MPa，延伸率可提高30% 50%;
(2) 焊接熱裂紋的產(chǎn)生傾向較小。按照國標采用魚骨試樣和十字試 樣評價，焊接裂紋傾向系數(shù)Ki〈8呢，近縫區(qū)液化裂紋傾向系數(shù)KfO;
(3) 焊縫組織顯著均勻細化且具有較高的熱穩(wěn)定性。焊縫組織為均 一細小的球狀等軸晶粒，晶粒度可達20拜，熔合區(qū)向焊縫區(qū)的過渡無 明顯的柱狀晶區(qū)存在。
(4) 焊接接頭具有優(yōu)良的耐海洋大氣應力腐蝕的性能。采用模擬海 水鹽霧腐蝕實驗和應力腐蝕對比實驗，經(jīng)96小時考核，9個試樣中僅有 3個有裂紋，低倍金相組織對比無明顯變化。
權利要求
1、一種多元微合金化含鈧鋁鎂系合金焊絲，其組成成分和重量百分比為鎂4.0～6.0、鋅0～1.0、錳0.4～1.0、鋯0.05～0.2、鈧0.10～0.40、鉺和/或釔0.10～0.40、鋁余量。
2、 根據(jù)權利要求1所述的多元微合金化含鈧鋁鎂系合金焊絲，其特 征在于所述鈧的含量為0. 15 0.2。
3、 根據(jù)權利要求1所述的多元微合金化含鈧鋁鎂系合金焊絲，其特 征在于所述多元微合金化含鈧鋁鎂系合金焊絲焊絲合金成分中鈦的 含量《0. 005重量％。
4、 一種權利要求l所述的合金焊絲的制備方法，其步驟如下(1) 原料配制鋁(A1)、鎂(Mg)、鋅(Zn)以純金屬形式加入，合 金元素錳(Mn)、鈧(Sc)、鋯(Zr)、鉺(Er)和/或釔(Yb)均以Al基中間 合金形式加入；(2) 合金熔煉采用真空感應爐、在預抽真空并充氬氣保護條件下進行合金澆鑄； 熔煉時待金屬料(純鋁及其中間合金Al-10Mn、 Al-2Sc、 Al-4Zr、 A1-10Er和A1-10Yb)全部熔化后升至78(TC后，金屬鎂和鋅用鋁箔包 覆后最后壓入；為充分熔解中間合金中已有的粗大金屬間化合物粒子， 提高除氫的效果并兼顧防止鎂過度揮發(fā)，熔煉溫度定為750°C 800°C;熔煉時間20分鐘；澆鑄溫度為73(TC;或者采用電阻爐熔煉，在覆蓋劑10。/。CaF2 + 67y。MgCl + 15y。CaCl2或 MgF2的保護下進行熔化和熔體凈化，經(jīng)脫氣和扒渣后澆鑄成合金錠；(3)加工成形對合金鑄錠切頭去皮，經(jīng)均勻化退火后熱擠壓成直徑《4)10的盤條，加熱溫度420 450°C，通過多道次拉拔，含中間退 火，加工成一定規(guī)格尺寸的連續(xù)盤狀焊絲。
5、 根據(jù)權利要求4所述的合金焊絲的制備方法，其特征在于所述 采用真空感應爐熔煉時，預抽真空后回充氬氣壓力不低于0. 7atm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多元微合金化含鈧鋁鎂系合金焊絲及其制備方法，其組成成分和重量百分比為鎂4.0～6.0、鋅0～1.0、錳0.4～1.0、鋯0.05～0.2、鈧0.10～0.40、鉺和/或釔0.10～0.40、鋁余量。應用本發(fā)明的Al-Mg焊絲(1)焊縫組織均勻細化成球狀晶粒且具有較高的熱穩(wěn)定性；(2)抗熱裂性能明顯增強；(3)焊接接頭強韌性能優(yōu)良；(4)焊接接頭具有優(yōu)良的耐海洋大氣應力腐蝕的性能；(5)焊接工藝窗口得以擴大。
文檔編號C22C1/03GK101380703SQ20071012138
公開日2009年3月11日 申請日期2007年9月5日 優(yōu)先權日2007年9月5日
發(fā)明者劉恩克, 駿 徐, 楊福寶, 石力開 申請人:北京有色金屬研究總院