CN101824567A

CN101824567A - 一种铝镁合金焊丝及其制备方法

Info

Publication number: CN101824567A
Application number: CN 201010180763
Authority: CN
Inventors: 邹铁生
Original assignee: GUILIN YINJIAN WELDING MATERIALS CO Ltd
Current assignee: GUILIN YINJIAN WELDING MATERIALS CO Ltd
Priority date: 2010-05-21
Filing date: 2010-05-21
Publication date: 2010-09-08

Abstract

本发明公开了一种铝镁合金焊丝及其制备方法。按重量百分比计，该焊丝的组成为：镁4.5～5.5，铬0.05～0.20，锰0.05～0.20，钛0.06～0.20，铍0.0001～0.0003，钇0.03～0.15，铝余量。其制备方法为：将铝锭加入燃气反射炉熔化后，加镁锭，熔化后加打渣剂去渣，再加入AlCr10、Mn99、AlTi10、AlBE3和AlY10，35～35分钟后，在氩气保护状态下加精炼剂精炼，静置30分钟后水平连铸成铝合金盘条；之后经多次拉拔，加工成不同规格的连续盘状焊丝。与现有技术相比，本发明制备方法简单，操作易控，熔炼时挥发氧化烧损现象少；所得焊丝的焊缝韧性、强度和热抗裂性能好。

Description

一种铝镁合金焊丝及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种铝镁合金焊丝及其制备方法，属于金属材料制备技术领域。

背景技术

目前在铝合金熔化焊接领域，非热处理强化铝镁系合金焊丝是使用最为广泛的一种，约占整个铝合金填充材料使用量的50％以上，其典型牌号为ER5356。ER5356合金焊丝的优点是强度适中，抗热裂性能与耐腐蚀性能相对完好。但现有的如ER5356铝镁合金焊丝在焊接过程中镁和锌等元素挥发氧化烧损严重而使接头强度明显低于母材强度，已不能满足中高强度铝合金焊接接头高强度要求，尤其是对于厚板焊接和焊接以后不能进行热处理的大型部件，迫切需要抗热裂和抗应力腐蚀性能更佳的高强度铝合金焊丝，以满足更多工程部件的连接强度与可靠性需要。国家知识产权局2009年3月11日公开的公开号为CN101380703的发明专利，公开了一种多元微合金化含钪铝镁系合金焊丝及其制备方法，其组成成分和重量百分比为：镁4.0～6.0、锌0～1.0、锰0.4～1.0、锆0.05～0.2、钪0.10～0.40、铒和/或钇0.10～0.40、铝余量。应用该发明的Al-Mg焊丝可使焊缝组织具有较高的热稳定性、抗热裂性能有较大程度的增强、焊接接头强韧性能优良，较好的克服了现有ER5356铝镁合金焊丝焊接接头强度不够的不足。但该发明所述焊丝的成分较复杂，添加的稀土元素不仅种类较多，而且其用量也较大，生产成本较高，其在制备过程中的挥发氧化烧损现象仍然较严重。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种铝镁合金焊丝及其制备方法。本发明铝镁合金焊丝的制备方法简单，生产成本低，在熔炼过程中的挥发氧化烧损现象明显减少，所得焊丝可使焊缝组织具备较高的热稳定性、较强的抗热裂性能和焊接强度。

为解决上述技术问题，本发明所述铝镁合金焊丝，按重量百分比计，该焊丝的组成为：

镁4.5～5.5，铬0.05～0.20，锰0.05～0.20，钛0.06～0.20，铍0.0001～0.0003，钇0.03～0.15，铝余量。本发明通过在原有五系铝镁焊丝中加入一定比例的稀土钇，在焊丝焊缝中可降低夹杂物面密度，并使夹杂物细化，且由于合金中含有镁，而镁能激化稀土钇的变质作用，从而提高焊缝韧性、强度和热抗裂性能；本领域人员知道，焊丝配方中的镁含量愈高，则氧化膜致密性愈差，在熔炼过程，镁的烧损和合金的吸气性增加，从而形成氧化夹渣，本发明在配方中添加极少量的铍，由于铍的扩散至熔体表面生成致密的氧化膜，减少了合金的烧损和污染，因而可达到降低原料用量的目的，进而减少生产成本。在本配方中，应可以理解为还包含一些由原料带入的杂质，一般情况下，杂质的种类及含量应在以下范围内：硅≤0.25，铁≤0.40，铜≤0.10，锌≤0.10。

本发明所述焊丝各组分的重量百分比优选为：

镁5.0～5.5，铬0.10～0.15，锰0.10～0.15，钛0.10～0.15，铍0.0002～0.0003，钇0.08～0.12，铝余量。

本发明还将提供上述铝镁合金焊丝的制备方法，它包括以下步骤：

1)原料配制：铝和镁以纯金属形式加入，合金元素铬、锰、钛、铍和钇均以铝基中间合金加入；

2)合金熔炼：将铝锭加入燃气反射炉中，熔化后，加入镁锭(Mg99.95)，熔化后加打渣剂搅拌、去渣，然后加入AlCr10、Mn99、AlTi10、AlBE3和AlY10中间合金，35～35分钟后，在氩气保护状态下加精炼剂进行精炼，精炼后静置30分钟后，水平连铸成铝合金盘条；

3)加工成形：铝合金盘条经多次拉拢，加工成不同规格的连续盘状焊丝。

上述方法中，

步骤2)中，所述打渣剂为型号为ZS-AZ的铝除渣剂，所述精炼剂为型号为ZS-AJ的铝精炼剂。所述打渣剂和精炼剂的加入量为现有技术中的常规加入量。

步骤2)中，氩气压力为0.5～0.8MPa。

与现有技术相比，本发明的优点在于：制备方法简单，操作易控；焊丝的化学组成简单，仅在配方中加入少量的稀土钇，即可在焊丝中降低夹杂物面密度，并使夹杂物细化，从而提高焊缝韧性、强度和热抗裂性能；另外，通过添加极少量的铍，使得在熔炼过程中的挥发氧化烧损现象明显减少，因而可达到降低原料用量的目的，进而降低产品的生产成本。

具体实施方式

下面以实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于这些实施例。

实施例1

一、铝镁合金焊丝的组成按重量百分比计为：

镁5.5％，铬0.10％，锰0.15％，钛0.06％，铍0.0003％，钇0.03％，铝余量。

二、制备方法：

2)合金熔炼：将铝锭加入燃气反射炉中，熔化后，加入镁锭，熔化后加打渣剂ZS-AZ(四川兰德高科技产业有限公司)搅拌、去渣，然后加入AlCr10、Mn99、AlTi10、AlBE3和AlY10中间合金，35～35分钟后，在氩气保护状态下加精炼剂ZS-AJ(四川兰德高科技产业有限公司)进行精炼，精炼后静置30分钟后，水平连铸成直径为Φ6.5cm的铝合金盘条；

3)加工成形：合金盘条拉制成直径Φ5.2cm时进行退火，然后经拉制、精刮、抛光、清洗、烘干、精绕上盘，即得。

实施例2

一、铝镁合金焊丝的组成按重量百分比计为：

镁5.0％，铬0.05％，锰0.20％，钛0.15％，铍0.0002％，钇0.08％，铝余量。

二、制备方法：同实施例1。

实施例3

一、铝镁合金焊丝的组成按重量百分比计为：

镁4.5％，铬0.20％，锰0.10％，钛0.20％，铍0.0001％，钇0.12％，铝余量。

二、制备方法：同实施例1。

实施例4

一、铝镁合金焊丝的组成按重量百分比计为：

镁5.0％，铬0.15％，锰0.05％，钛0.10％，铍0.00025％，钇0.15％，铝余量。

二、制备方法：同实施例1。

实验例1

采用本发明上述四个实施例所制得的焊丝和对比焊丝ER5356用氩弧焊焊接方法，焊接以厚度为20mm的LF5板材和厚度6.5mm的LF5板材作试板，焊接接头的性能如下述表1所示：

表1：

由上述表格中的数据可知，本发明焊丝焊接接头的力学性能明显优于对比焊丝ER5653。

Claims

1.一种铝镁合金焊丝，其特征在于：按重量百分比计，该焊丝的组成为：

镁4.5～5.5，铬0.05～0.20，锰0.05～0.20，钛0.06～0.20，铍0.0001～0.0003，钇0.03～0.15，铝余量。

2.根据权利要求1所述的铝镁合金焊丝，其特征在于：各组分的重量百分比为：

3.权利要求1所述的铝镁合金焊丝的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

2)合金熔炼：将铝锭加入燃气反射炉中，熔化后，加入镁锭，熔化后加打渣剂搅拌、去渣，然后加入AlCr10、Mn99、AlTi10、AlBE3和AlY10中间合金，35～35分钟后，在氩气保护状态下加精炼剂进行精炼，精炼后静置30分钟后，水平连铸成铝合金盘条；

3)加工成形：铝合金盘条经多次拉拔，加工成不同规格的连续盘状焊丝。

4.根据权利要求3所述的铝镁合金焊丝的制备方法，其特征在于：步骤2)中，所述打渣剂为型号为ZS-AZ的铝除渣剂，所述精炼剂为型号为ZS-AJ的铝精炼剂。

5.根据权利要求3所述的铝镁合金焊丝的制备方法，其特征在于：步骤2)中，氩气压力为0.5～0.8MPa。