[發明專利]一種高強度鋁合金焊絲及其制備方法

有效

• 申請號: 200910244555.X
• 申請日: 2009-12-30
• 公開（公告）號: CN102114579A
• 公開（公告）日: 2011-07-06
• 發明（設計）人: 張國清;陳曉宇
• 申請（專利權）人: 北京有色金屬與稀土應用研究所
• 主分類號: B23K35/28
• 分類號: B23K35/28;B23K35/40
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 朱麗華

技術領域

本發明屬國防工業領域，尤其涉及一種高強度鋁合金焊絲及其制備方法。

背景技術

鋁由于具有比重小、抗腐蝕性好、導電性及導熱性高等優良性能，在航天工業中大量地應用；目前，我們國家火箭箭體采用的材料是10號鍛鋁，這種材料雖然質輕，強度高，且價格低，但是，與現有鋁合金焊絲材料焊接品質不好，所以歐美國家都沒有采用。

由于對國防工業航天用的運載裝置的建造有著極其的嚴格要求，在保證強度的前提下，焊接箱體后要求焊縫與母材基本特性需保持一致，才能保證箭體注入燃料到發射后的整個過程順利成功。所以亟需有更優質且具有符合運載裝置母材基本特性的焊接材料問世。

發明內容

本發明的目的是提供一種具有高強度的鋁合金焊絲，其能夠保證焊接后跟母材的熔接性好及硬度一致，焊接品質佳，以滿足航天用運載裝置箱體的焊接。

本發明的另一目的是提供一種工藝簡單的制作高強度鋁合金焊絲的方法。

為實現上述目的，本發明采取以下設計方案：

一種高強度鋁合金焊絲，其材料組成成份和重量百分比含量為：

Cu：????2.5~3.5％

Si：????2.2~3.2％

Ti：????0.1~0.25％

Zr：????0.1~0.25％

Mn：????0.1~0.2％

Al：????余量

本發明中關鍵是高強度鋁合金焊絲與運載裝置箱體焊接后二者能牢固結合，其結合性能優劣，在很大程度上取決于該鋁合金焊絲的性能。首先鋁合金焊絲與運載裝置箱體(LD10)應良好匹配，而鋁合金焊絲的性能首先取決于材料組成，控制鋁合金焊絲的材料組成，可以保持與高強度鋁合金焊絲與運載裝置箱體的性能相吻合。

一種制備高強度鋁合金焊絲的方法，該方法包括下述步驟：

1)以純鋁錠、銅錠、海綿鈦、海綿鋯、多晶硅、電解錳為原料，備料；

2)將上述原料分別利用中或高頻感應電爐、黏土石墨坩堝熔煉、鑄錠，制備出Al-Cu₅₀、Al-Mn₁₀、Al-Si₃₀、Al-Ti₁₀、Al-Zr₁₀中間合金；

3)按照成分配比將存鋁錠放入石墨坩堝中，升溫，待鋁錠全部熔化后，依次按成分配比加入Al-Mn₁₀、Al-Cu₅₀、Al-Ti₁₀、Al-Zr₁₀中間合金，熔化；

4)待中間合金全部熔清后，升溫至800℃，保溫15分鐘，用石墨罩將六氯乙烷壓入合金液底部攪拌進行脫氣、造渣，六氯乙烷用量為爐量的0.3~0.4％，扒渣完畢，撒少許精煉劑后，除去表面浮渣。繼續升溫至820~850℃，充分攪拌，出爐；

5)出爐過程中，中頻感應爐開始傾爐時，使鋁合金熔體流入中間包中，并注意中間包高度；

6)開始拉鑄，制成高強度鋁合金鑄錠；

7)隨后將鑄錠提出，將合格的鑄錠鋸成段、扒皮；

8)放入擠壓機中，加熱溫度為330~380℃，擠壓；

9)進拔絲機中拔絲，在拉拔過程中退火，達規格直徑即獲得高強度鋁合金焊絲。

要保證本發明高強度鋁合金焊絲與運載裝置箱體焊接后的牢固結合，同時還會受處理工藝條件影響，只有通過有效的工藝控制，才能獲得理想的焊絲。

本發明的優點是：

1、材質輕，性能穩定，組織細化，從而保證焊接強度高。

2、焊接強度好，耐疲勞性強，可滿足與運載裝置箱體母材基體特性共存的要求；

3、特殊工藝的控制，以降低鋁合金焊絲的雜質含量，提高了其韌性。

具體實施方式

本發明制備高強度鋁合金焊絲的具體方法：

一、原材料的選用

Al：T₁、T₂。≥99.6％。

Cu：Cu-4。電解銅。≥99.5％。

Mn：電解錳。

Ti：海綿鈦。

Zr：海綿鋯。

Si：多晶硅。

二、中間合金制備

1.Al-Cu₅₀中間合金的熔煉

1)設備：150公斤中頻感應爐

2)模具：水冷板模：250*440*30mm

3)配料：每爐按100公斤配料。

4)操作：