[發明專利]一種用于鋁合金車體氣保焊的鋁-鎂合金焊絲及其制備方法

無效

• 申請號: 201310353116.9
• 申請日: 2013-08-14
• 公開（公告）號: CN103451496A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 陽家盛
• 申請（專利權）人: 桂林市慶通有色金屬工藝材料開發有限公司
• 主分類號: C22C21/06
• 分類號: C22C21/06;C22C1/02;C22C1/06;B23K35/24;B23K35/40
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標事務所有限責任公司 45112
• 代理人: 劉梅芳

技術領域

本發明屬于鋁合金氣體保護電弧焊焊接材料技術領域，具體涉及一種用于鋁合金車體氣保焊的鋁-鎂合金焊絲及其制備方法。

背景技術

近年來，隨著我國汽車產業政策的調整和新能源政策、低碳環保政策的實施，以及軌道車輛高速高效交通的發展，采用高強度、高韌性、耐腐蝕鋁合金替代鋼材，同時采用薄壁復雜斷面鋁型材和薄板沖壓鋁結構件作為車體材料，已經成為實現車體輕量化的主要途徑。由于車體制造是以焊接為主導工藝的產業，鋁合金車體制造業的發展深度促進了鋁焊接技術的快速發展，同時推動了我國鋁焊材產業結構調整，以穩健的步伐從焊接大國向焊接強國邁進。

目前鋁合金車體覆蓋件和沖壓件的用材多數采用5000系的Al-Mg合金，具體牌號如5083防銹鋁等，車體鋁型材以6000系的Al-Mg-Si合金為主，其中汽車用的小型鋁型材多采用6063鍛鋁，而軌道車輛用的斷面尺寸達到300mm以上的大型鋁型材則多采用6005鍛鋁；對重載的鋁型材、覆蓋件和鈑金件也常用7000系的Al-Zn?-Mg合金，如7005超硬鋁等。?

目前國內用于焊接鋁-鎂合金母材的焊材是傳統的鋁-鎂合金焊絲，主要有ER5356、ER5183等。傳統鋁-鎂合金焊絲早在上世紀70年代就已經定型并一直沿用至今，其化學成分設計比較簡單，沒有利用近些年發展起來的多元復合微合金強韌化理論，特別是稀土等高效能的微量合金元素沒有得到充分利用，焊絲的機械、理化等綜合性能不高，特別是工藝性能更加落后。傳統鋁-鎂焊絲細化晶粒作用較弱，不能抑制焊絲、特別是焊縫金屬晶粒粗大的傾向，接頭強度普遍偏低；傳統鋁-鎂焊絲缺乏自動排除焊縫熔體金屬中氫氣、夾雜的能力，凈化晶粒界面效果差，焊縫金屬雜質多；傳統鋁-鎂焊絲沒有自動降低溶體金屬表面張力的作用，流動性較差，焊縫裂紋傾向大。傳統鋁-鎂焊絲與母材融合性差，不適應低能量輸入的電弧焊工藝技術，而低能量輸入的電弧焊技術是解決傳統弧焊所有技術問題的關鍵，如母材變形超差、熱影響區強度過低、裂紋、氣孔、夾雜等缺陷過多、金屬蒸發和發塵量過大等問題。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種用于鋁合金車體氣保焊的鋁-鎂合金焊絲及其制備方法，本發明提供了一種高性能，工藝優異，接頭性能穩定良好的鋁-鎂合金焊絲。

實現本發明目的的技術方案是：

一種用于鋁合金車體氣保焊的鋁-鎂合金焊絲，鋁-鎂合金焊絲的化學成分的重量份為：Al：92-97份；Mg：3-6份；Mn：0.5-1.0份；Cr：0.10-0.35份；Ti：0.05-0.25份；Zr：0.05-0.25份；Ce：0.01-0.1份。

一種用于鋁合金車體氣保焊的鋁-鎂合金焊絲的制備方法，具體包括如下步驟：?

1)鋁-鎂焊絲合金的熔煉和精煉：

將已在400℃預熱4小時的配比量工業純鋁（鋁錠）投入石墨坩鍋電阻爐，?在850～880℃加熱至鋁錠軟化時，撒入鋁-鎂合金熔煉專用熔劑干粉覆蓋，熔化后調整溫度至700-740℃，在坩堝內鋁液面上通入干燥N₂進行排氧，然后按配比量通過石墨鐘罩分兩批加入Al-Mn、Al-Mg、Al-Cr、Al-Ti、Al-Zr、Al-Ce等中間合金碎塊，石墨鐘罩在離坩堝底部約150mm的深處來回移動，直至熔化。中間合金完全熔化后，以石英棒攪拌3-4min，進行精煉。精煉時采用“SNIF”無氫氣泡浮游精煉工藝，即通過一個可以垂直升降、旋轉的、帶石墨噴頭的精煉管，從坩堝底部向合金熔體中吹入“Ar₂+C₂Cl₆”氣固體混合精煉劑，精煉熔體5～15min，靜置10min后扒凈熔渣，得到純凈的鋁-鎂合金熔體待用。所述鋁-鎂合金專用熔劑為常規選擇，具體可以是氟化鈣（CaF₂）20%和光鹵石（MgCl.KC）80%。加入量為加入時坩鍋熔煉爐中爐料總重量的3～5%；精煉劑六氯乙烷由帶壓力的氬氣從熔體底部吹入，所述氬氣的通入壓力為3～5KPa；六氯乙烷的重量為熔體重量的0.2～0.3%；

步驟二：鋁-鎂合金焊絲拉絲桿坯的連鑄連軋

通過開啟安裝于精煉爐底部的石英堵閥，將步驟一精煉完成的鋁-鎂合金熔體在氮氣保護下排出爐外，流經導流槽進入澆鑄包，穩定地澆入連續鑄造機的結晶輪腔，鑄成截面尺寸為（15+10.5）×9的梯形鑄坯條料；鑄坯經過輥剪機剪除飛邊后，即進入連軋機，經過四道次的連續輥軋，得到直徑ф8mm的粗拉線坯。

步驟三：拉絲