[發明專利]一種提高鋁鎂系合金薄板攪拌摩擦焊接頭強度的方法

有效

• 申請號: 202110708408.4
• 申請日: 2021-06-25
• 公開（公告）號: CN113427116B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 鄧英;朱鑫文;楊子昂;劉正輝
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12;B23K20/24;B23P15/00;C22C1/02;C22C21/06;C22F1/047
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 蔣太煒

本發明涉及一種提高鋁鎂系合金薄板攪拌摩擦焊接頭強度的方法；屬于金屬材料焊接技術領域。本發明以含Sc和Zr的鋁鎂合金鑄錠為處理對象，對鑄錠在280?440℃進行均勻化處理；均勻化處理后，依次經熱軋、冷軋，冷軋板經穩定化退火后，經壓光、矯正得到成品板材，然后對成品板材采用攪拌摩擦焊接，得到焊接后的產品。焊接產品無需后續熱處理，即可保證基體和焊接頭具有良好的力學性能。本發明制備工藝簡單可控，所得產品性能優良，便于工業化應用。

技術領域

本發明涉及一種提高鋁鎂系合金薄板攪拌摩擦焊接頭強度的方法；屬于金屬材料焊接技術領域。

背景技術

鋁鎂系合金具有比強度高、可焊性好等優點，常被用作艦船和航天器荷重焊接構件。攪拌摩擦焊技術是一種新型的半固態連接技術，可以實現鋁板的高質量連接。然而，與其他焊接方法類似，板材經攪拌摩擦焊接后焊件的強度仍明顯低于母材。

目前，現有文獻無有效提高熱處理不可強化鋁鎂系合金攪拌摩擦焊板材強度的方法。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供一種提高鋁鎂系合金薄板攪拌摩擦焊接頭強度的新方法，通過本發明所設計的方法，使得鋁鎂系合金薄板焊接件中焊接頭的強度得到大幅提升。

本發明一種提高鋁鎂系合金薄板攪拌摩擦焊接頭強度的方法，以含Sc和Zr的鋁鎂合金鑄錠為處理對象，對鑄錠在280-440℃進行均勻化處理；均勻化處理后，依次經熱軋、冷軋，冷軋板經穩定化退火后，經壓光、矯正得到成品板材，然后對成品板材采用攪拌摩擦焊接，得到焊接后的產品。本發明焊接后的產品，不需后續處理即可具有優異的力學性能，尤其是焊接接頭的強度遠遠優于現有技術所得產品對應部位的強度。

作為優選方案之一，本發明一種提高鋁鎂系合金薄板攪拌摩擦焊接頭強度的方法；所述含Sc和Zr的鋁鎂合金鑄錠中，Mg的含量為5.5-6.1wt.％、Mn0.3-0.45wt.％、Sc0.25wt.％、Zr0.12wt.％。

作為進一步的優選方案，本發明一種提高鋁鎂系合金薄板攪拌摩擦焊接頭強度的方法；所述含Sc和Zr的鋁鎂合金鑄錠，以質量百分比計，由下述組分組成：

Mg5.5-6.1％、Mn0.3-0.45％、Sc 0.25％、Zr0.12％、Cu0.05％、Zn0.05％、Ti0.03％、Si0.08％、Fe0.1％、余量為Al。

作為更進一步的優選方案，本發明一種提高鋁鎂系合金薄板攪拌摩擦焊接頭強度的方法；所述含Sc和Zr的鋁鎂合金鑄錠，以質量百分比計，由下述組分組成：

Mg6.1％、Mn0.4％、Sc 0.25％、Zr0.12％、Cu0.05％、Zn0.05％、Ti0.03％、Si0.08％、Fe0.1％、余量為Al。

本發明中含Sc和Zr的鋁鎂合金鑄錠的制備方法可以是常規方法。作為優選鑄錠的制備方法為：按設計組分配置合金原料，在熔煉爐中熔煉，鋁元素、鎂元素分別以純鋁、純鎂加入，其他合金元素分別以Al-8.5％Mn、Al-4.48％Zr、Al-2％Sc和Al-4％Ti中間合金的形式加入。熔體精煉除氣后進行半連續鑄造成扁錠。

作為優選方案之一，本發明一種提高鋁鎂系合金薄板攪拌摩擦焊接頭強度的方法；對鑄錠在280-350℃進行均勻化處理。

作為進一步的優選方案之一，本發明一種提高鋁鎂系合金薄板攪拌摩擦焊接頭強度的方法；對鑄錠在300-350℃進行均勻化處理。

作為更進一步的優選方案之一，本發明一種提高鋁鎂系合金薄板攪拌摩擦焊接頭強度的方法；對鑄錠在300℃進行均勻化處理。

作為優選方案之一，本發明一種提高鋁鎂系合金薄板攪拌摩擦焊接頭強度的方法；均勻化處理的時間為6-10小時。更進一步優選為8小時。