CN101733591B - 一种光亮铝合金焊丝的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光亮铝合金焊丝的制造方法，它包括配料、熔炼、铸造、刮削、拉制、退火、清洗步骤，所述退火是在在惰性气体保护环境下，加热至300-490℃，保持30-90分钟后，先进行强风冷却，待温度降到230-280℃时，喷水冷却至室温出炉。本发明是具有二个特点：一是采用电加热强循环导流，在惰性气体保护下、强冷却的退火，遏止了镁铝合金镁的表面氧化，省略了现有退火后的刮削来消除焊丝表面的氧化膜。二是在惰性气体保护下、强冷却退火可有效的防止了高镁铝合金硬脆相的析出，从而改善合金组织，提高焊丝质量及提高焊丝工艺塑性，减少焊丝在焊接过程中的断丝几率。

Description

一种光亮铝合金焊丝的制造方法
技术领域
本发明涉及一种铝合金焊丝及其制造方法，更具体说是一种光亮铝合金焊丝的制造方法。
背景技术
随着铁路运输车辆轻量化、高速化的发展，现高速列车车厢已逐渐用铝合金型材、板材代替钢板或不锈钢板，对于相应的长板特别是超长铝合金规格的型材，需要采用先进的自动化焊接。
现用铝合金焊丝一般采用铝镁系合金焊丝，中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会2008年4月16日发布的“铝及铝合金焊丝”国家标准(GB/T10858-2008)第3页中，公开的了数个型号的铝合金焊丝的化学成分，如型号为SA15356[化学成分代号AlMg5Cr(A)]的铝合金焊丝的化学成分(质量分数)％为：Si：0.25、Fe：0.40、Cu：0.10、Mn0.05-0.20、Mg：4.5-5.5、Cr：0.05-0.2Zn、：0.10、Ti：0.06-0.2、：Be0.0003、：其它元素单个：0.05、其它元素合计：0.15、其余量为Al。
现有高速列车用铝合金焊丝制造方法一般是连铸连轧成的φ9.5mm毛坯，再进行多次拉拔，最终刮丝、清洗而成。具体步骤为：
1.配料：新铝用量不低于50％，Mg以纯金属形式加入，Ti、Mn、Cr以中间合金形式加入，配入微量保护元素，防止Mg过量烧损；
2.熔炼：熔炼温度在690～760℃；
3.铸轧：铸造温度控制在700～750℃，采用连铸连轧成的φ9.5mm毛坯，在连铸连轧过程中包括了铸造、毛坯刮削和挤压的步骤。刮削的厚度为2mm左右；
4.拉制：采用双模拉制，拉制到焊丝需要的直径规格，如拉制φ1.6mm左右或φ1.2mm左右，；
5.退火：一般加温到300-390℃，保持1小时左右，冷却后完成；
6.刮削：对退火后的焊丝进行表面的刮削，消除因退火而产生的焊丝表面的氧化膜；
7.清洗：采用超声波清洗。
上述铝合金焊丝制造方法中，拉制、退火可以是一次，但是一般为二次以上。
上述铝合金焊丝都需要在拉制过程中，需要一次或多次退火，现在都是采用普通退火炉进行。由于采用普通炉退炉进行退火，在退火过程中冷却较慢，这样一方面由于铝镁均为活泼金属，在空气中冷却正常使其表面氧化，现有的手段通过刮削来消除焊丝表面的氧化膜，而对焊丝表面的刮削会产生大量的铝合金碎屑，影响成品率，既造成铝合金焊丝生产成本的上升，又降低的生产速度。另一方面，在空气中正常冷却还容易产生高镁铝合金硬脆相的析出，从而影响合金组织，影响焊丝工艺塑性，增加了焊接过程中的断丝几率。
发明内容
本发明拟解决的问题是提供一种光亮铝合金焊丝的制造方法，使其能够省略退火后的刮削工艺，提高成品率，既降低铝合金焊丝生产成本，又提高的生产速度。同时还可避免高镁铝合金硬脆相的析出，提高焊丝工艺塑性，减小焊接过程中的断丝几率。
为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种光亮铝合金焊丝的制造方法，它包括配料、熔炼、铸造、刮削、拉制、退火、清洗步骤，所述退火是在在惰性气体保护环境下，加热至300-490℃，保持30-90分钟后，先进行强风冷却，待温度降到230-280℃时，喷水冷却至室温出炉。
上述光亮铝合金焊丝的制造方法，所述惰性气体是氮气或氩气。
与现有技术相比，本发明是具有二个特点：一是采用电加热强循环导流，在惰性气体保护下、强冷却的退火，其优点是增加惰性气体保护，遏止了镁铝合金镁的表面氧化，使退火后的焊丝表面光亮，省略了现有退火后的刮削来消除焊丝表面的氧化膜，试验证明，采用本发明的方法省略铝合金焊丝退火后的表面刮削，每吨焊丝可减少50千克刮削产生的铝合金碎屑，也就是可提高焊丝的成品率5％，既节约了铝合金焊丝生产成本，又提高了生产速度。二是在惰性气体保护下、强冷却退火可有效的防止了高镁铝合金硬脆相的析出，从而改善合金组织，提高焊丝质量及提高焊丝工艺塑性，减少焊丝在焊接过程中的断丝几率。
这里需要说明的是：在现有铜材的生产中，可能已涉及类似的惰性气体保护、喷水冷却的方式，但如前一段落所述其目的和意义不同。
具体实施方式
本发明亮铝合金焊丝的制造方法，与现有连铸连轧过程中一样，对铸造后的毛坯表面进行刮削处理，保证了焊丝的产品质量。对焊丝毛坯表面进行刮削处理是非常必要的，这是由于在连续铸轧生产的高镁铝合金线毛料表面存在大量氧化膜、夹杂、偏析等缺陷，如不进行刮削处理，在进一步的加工变形中无法消除其缺陷。
本发明的光亮铝合金焊丝的制造方法包括配料-熔炼-铸造-挤压-拉制-退火-清洗步骤。
1、配料：新铝用量不低于50％，如60％、70％、75％。Mg以纯金属形式加入，Ti、Mn、Cr以中间合金形式加入，配入微量保护元素，防止Mg过量烧损。
2、熔炼：炼温度在720～760℃，可以是720℃、760℃、730℃、740℃。
3、铸造：铸造温度控制在710～750℃(如710℃、750℃、730℃)，水压控制在0.05-0.1Mpa，如0.05Mpa、0.07Mpa、0.09Mpa、0.10Mpa。
4、刮削：对焊丝毛坯进行表面刮削，其厚度为2mm左右。
5、挤压：挤压温度控制在380-450℃之间(如380℃、400℃、450℃)，挤压速度控制在0.7～1.0米/分钟(如0.7米/分钟、0.8米/分钟、0.9米/分钟、1.0米/分钟)。
6、拉制：双模拉伸，拉制到φ6～φ8mm。
6、退火：在惰性气体氮气或氩气的保护环境下，加热至300-490℃(如300℃、350℃、400℃、450℃、490℃)，保持30-90分钟后，保持可以30分钟、50分钟、70分钟、90分钟，先进行强风冷却，待温度降到220-280℃时(可以是220℃、250℃、280℃)，喷水冷却至室温出炉。
7、温度控制在300-450℃，保温时间30～90分钟，快速冷却。
8、拉制：采用8模大拉机拉制，拉制到φ3～φ5mm。
9、退火：在惰性气体氮气或氩气的保护环境下，加热至300-490℃(如300℃、350℃、400℃、450℃、490℃)，保持30-90分钟后，保持可以30分钟、50分钟、70分钟、90分钟，先进行强风冷却，待温度降到220-280℃时(可以是220℃、250℃、280℃)，喷水冷却至室温出炉。
10、拉制：采用10～13模拉丝机拉制，拉制到φ1.6mm或φ1.2mm焊丝。
11、清洗：采用超声波清洗。
这里需要强调的是上述步骤中的拉制、退火可以是一次，也可以是二次以上。
其中，电加热强循环导流、惰性气体保护、快速冷却的退火炉结构的特点是：系统由一个内罩、一个加热罩、一个冷却罩、和一个专门输送惰性气体的系统、相应的电控系统组成。过程都有惰性气体保护，加热完毕后，吊走加热罩，换上冷却罩，先进行风冷，待温度降到220-280度时，喷水冷却至适合的温度出炉。

Claims (2)

1.一种光亮铝合金焊丝的制造方法，它包括配料、熔炼、铸造、刮削、拉制、退火、清洗步骤，其特征在于所述退火是在惰性气体保护环境下，加热至300-490℃，保持30-90分钟后，先进行强风冷却，待温度降到220-280℃时，喷水冷却至室温出炉。
2.根据权利要求1所述的光亮铝合金焊丝的制造方法，其特征在于所述惰性气体是氮气或氩气。
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