[發明專利]一種高強度鋁合金焊絲制備工藝

有效

• 申請號: 202110946425.1
• 申請日: 2021-08-18
• 公開（公告）號: CN113649415B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 白清領;陸偉;繆姚軍;周峰;單小龍;繆小林;徐海波
• 申請（專利權）人: 江蘇中天科技股份有限公司;上海中天鋁線有限公司
• 主分類號: B21B1/46
• 分類號: B21B1/46;B21C1/02;B08B3/12;C22C1/03;C22C1/06;B22D11/06;B22D11/119;C22C21/06;C22C21/08
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 程曉

本發明公開了一種高強度鋁合金焊絲及其制備工藝。該制備方法包括：鋁液熔煉、爐內精煉、在線精煉、連續鑄造、連續軋制、焊絲拉拔、刮削、超聲波清洗和真空包裝；在線精煉過程控制鋁液中氫含量≤0.1ml/100g，通過電磁過濾裝置在線過濾，有效去除鋁液中尺寸1μm以上夾雜，大幅提高了鋁液的純凈度，確保合金內部組織均勻致密，改善了拉拔過程的斷絲問題，減少焊縫中夾雜和氣孔缺陷的形成，鑄造過程采用液位自動控制系統，結晶輪分區獨立冷卻，確保鑄態合金的冶金組織均勻穩定，利用該方法制備的高強度鋁合金焊絲力學性能穩定、組織均勻致密、表面質量高，適用于自動化焊接工藝。

技術領域

本發明涉及鋁合金焊絲加工技術領域，具體而言，涉及一種高品質高強度鋁合金焊絲的制備工藝。

背景技術

當前鋁合金材料在汽車輕量化、軌道交通、船舶等領域的應用日益廣泛，同時鋁合金結構件之間的焊接也普遍采用自動化焊接技術。這就對焊絲的質量品質提出了更高的要求，一方面要保證焊縫的強度，減少或避免焊縫中出現裂紋紋、夾雜及氣孔等缺陷；另一方面也要求焊絲具有良好的表面質量和剛度，確保送絲順利。

目前我國使用非常廣泛的適用于自動化焊接的高強度鋁合金焊絲主要依賴進口，國內生產高強度鋁合金焊絲方面仍處在起步階段，制備工藝尚不成熟。

國內生產高品質鋁合金焊絲主要有兩種工藝手段：鑄造-擠壓工藝和連鑄連軋工藝，其中鑄造-擠壓工藝相對比較成熟，但是在生產大盤長焊絲時效率極低、能耗成本高；連鑄連軋工藝主要用于生產中低強度鋁合金焊絲，在生產高強度鋁合金焊絲時存在軋制成形困難、拉拔斷線、表面質量差等問題，難以實現穩定制備高品質鋁合金焊絲的要求。究其原因，鋁合金焊絲的性能和質量取決于鋁合金熔體的冶煉和凈化技術水平，同時也取決于鋁合金焊絲的成形加工和表面處理工藝。但目前國內現有工藝水平有限，所制備的鋁合金焊絲氫含量和夾雜含量較高，市場上的眾多鋁合金焊絲很難滿足科技發展對其性能的要求。

鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高強度鋁合金焊絲及其制備方法，利用該制備方法得到的高強度鋁合金焊絲力學性能穩定、組織均勻致密、表面質量高，適用于自動化焊接工藝。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：

一種高強度鋁合金焊絲的制備工藝，包括：鋁液熔煉、爐內精煉、在線精煉、連續鑄造、連續軋制、焊絲拉拔、刮削、超聲波清洗和真空包裝；具體步驟如下：

（1）鋁液熔煉：向熔煉爐中加入純度≥99.7%鋁錠、鋁鐵合金、鋁錳合金、鋁鉻合金、鋁鈦合金，加熱熔化后進行攪拌、扒渣，將定量的金屬鎂錠放入不銹鋼框中，然后將不銹鋼框沒入到鋁液內部進行攪拌，使鎂錠完全熔化；待爐料全部熔化后進行充分攪拌，使熔體溫度和合金成分均勻；

（2）爐內精煉：將熔煉爐中的熔體轉注至保溫爐，利用移動式旋轉噴吹裝置向爐內噴入高純氮氣和顆粒精煉劑對熔體進行精煉處理，隨后將熔體表面浮渣扒除，控制熔體中氫含量＜0.3ml/100g，在熔體表面均勻撒上一層無鈉覆蓋劑，保溫靜置；

（3）在線精煉：通過流槽從保溫爐對熔體進行放流，采用雙室雙轉子旋轉噴吹式除氣箱對熔體進行在線除氣，以95%N₂+5%Cl₂混合氣體為除氣介質，轉子轉速為400~500r/min，經過在線除氣處理后的熔體中氫含量≤0.1ml/100g，采用電磁過濾裝置對熔體進行在線過濾，以有效去除熔體內粒徑大于1μm的夾雜物，去除率為90%以上；

（4）連續鑄造：熔體通過流槽流入澆鑄系統，采用輪式結晶器對熔體進行連續鑄造，所述輪式結晶器具有分區獨立冷卻系統，熔體在輪式結晶器內冷卻，凝固形成鑄坯；