CN102941423A - 一种铝合金焊丝的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铝合金焊丝的制备方法，属于铝合金技术领域。高性能铝合金焊丝的制造方法如下：①冷连轧；②拉拔；③刮削；④水箱拉拔；⑤光亮化处理；⑥超声波清洗；⑦热风烘干。本发明的特点是采用冷连轧方式代替部分拉拔工序，将铝合金盘条一次性轧制到特定线径后，进行后续加工，不仅缩减拉拔道次，减少退火道次，提高了生产过程的自动化能力，而且大大提高材料利用率，降低生产损耗、劳动强度，减少人员定额，缩减生产成本；将传统的水箱拉拔后进行刮削工序，调整为先进行刮削后水箱拉拔的工艺，在大线径时对焊丝进行刮削，更早的将焊丝表面的氧化皮除掉，且大线径时焊丝强度高不易断丝，焊丝表面质量及质量的稳定性会大幅度提高。

Description

一种铝合金焊丝的制备方法

技术领域

本发明属于铝合金技术领域，公开了一种铝合金焊丝的制备方法。

背景技术

对于专业的铝合金焊丝，国产铝合金焊丝无论是在内在品质还是在使用性能上，都与国外产品有着差距。目前，国内大多铝焊丝生产企业目前仍采用化学方法对铝合金焊丝表面进行光亮化处理，这些工艺不仅对焊丝表面造成一定程度的腐蚀，而且焊丝表面的厚重氧化皮无法得到彻底清除，焊丝表面质量差，极易吸潮并继续氧化。在进行焊接时，飞溅严重、易掉屑堵塞导电嘴、电弧不稳定等，焊接工艺性及焊缝质量差，从而影响焊接接头性能和焊接件的质量。

国外一些工业发达国家：如美国、意大利、法国等国家多采用精度极高的设备，使其铝合金焊丝具有优异的品质。其缺点是对设备的精度要求高；前期加工中采用连拉工艺，使其内部组织结构，材料的抗拉强度差于采用轧制工艺；其后续的表面处理技术采用定径模具，使得在水箱拉拔过程中焊丝表面形成的一层氧化膜及在前几道工序加工过程中形成的毛刺、油污和缺陷被定径模具压入焊丝，而影响焊缝的性能；烘干采用空气吹干方式，极难彻底干燥焊丝，焊接后焊缝气孔多。另外，国内、外生产铝及铝合金焊丝水箱湿拉机采用拉拔油作为拉拔液，其缺点是焊丝表面油污在后续处理过程中极难彻底清除掉，影响焊丝的品质和焊缝的性能。

发明内容

本发明的目的是提供解决焊丝对高精度拉拔设备的过度依赖，提高焊丝内外品质及解决焊接过程中易掉屑堵塞导电嘴、电弧不稳定、飞溅严重等影响焊接工艺性及焊缝质量差的问题的一种铝合金焊丝的制备方法。

本发明的目的是由以下方式实现的：

一种铝合金焊丝的制备方法，其特征是：

（1）、先利用冷轧机将φ5.5～φ10.5mm铝合金盘条进行冷轧，铝合金盘条总压缩率Q最大为80%；

（2）、在单拉机上将冷轧后的铝合金线材进行2道次拉拔，每道次压缩率q为上一道次直径的25～55%；

（3）、利用刮削机对合金丝进行刮削，刮削速度为5～20m/s；

（4）、刮削完的合金焊丝在水箱湿拉机备上进行精拉拔，采用LB-52水基拉拔液，通过8～11道次拉拔模的拉拔，每道次压缩率q为15～18%；

（5）、光亮化处理：焊丝经水箱湿拉机拉拔后，利用刮削模具对合金丝表面进行光亮化处理，使焊丝表面粗糙度为Ra≦0.2μm，

（6）、光亮化之后的铝合金焊丝先进行在线超声波碱洗，再进行酸洗，其中碱槽pH=10～14，酸槽pH=1～5；

（7）、进行热风烘干后，绕线包装。

本发明的优点是：

降低对对高精度拉拔设备的依赖性，用冷轧制工艺代替部分拉拔工艺，缩减拉拔道次及退火道次，有利于细化材料晶粒，优化内部组织结构，提高材料的抗拉强度，而且冷连轧的铝合金线材产品尺寸精确，圆度误差一般不超过O.01-0.03mm或更小，完全可以符合高精度公差的要求；铝合金线材表面质量优越，具有很好的力学性能和工艺性能；可实现高速轧制和全连续轧制，具有很高的生产率。先进行刮削后水箱拉拔的工艺，在大线径时对焊丝进行刮削，更早的将焊丝表面的厚重氧化皮除掉，避免在水箱拉拔时将厚重的氧化皮压入焊丝基体，造成焊丝夹渣、划伤及断丝等问题；且在大线径刮削时，焊丝抗拉强度高不易刮断焊丝；水箱湿拉机备上进行精拉拔，采用LB-52水基拉拔液，而非油性拉拔液，极易清洗且不会污染焊丝，使得焊丝表面质量及质量的稳定性大幅度提高；酸碱洗除掉焊丝表面的油污同时在焊丝表面生成一层极薄、致密的钝化层，阻止焊丝进一步氧化、吸潮；超声波的空化及原位高频谐振作用，能够使焊丝表面的油污、气泡压溃及时脱落，清洗效果优异。烘干采用热风吹干方式，彻底干燥焊丝，避免焊接后焊缝出现气孔。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明工艺进一步的补充与说明。这些实施例只是说明性的并且不应该解释为限制本发明。

表一，JB/T 56098-1999铝及铝合金焊丝质量等级指标。

表二  GB/T10858-2008 铝及铝合金焊丝化学成分

实施例1

对 φ1.6的ER5183铝合金焊丝的制备方法如下：

（1）、先利用冷轧机将φ10.5mm铝合金盘条进行冷轧，一次性轧到φ4.0mm；

（2）、 冷轧后φ4.0mm的铝合金线材在单拉机上进行2道次拉拔，拉拔至φ2.4mm；

（3）、利用刮削机对合金丝进行刮削，刮削速度为14m/s；

（4）、刮削完的合金焊丝在水箱湿拉机上进行精拉拔，采用LB-52水基拉拔液，每道次的平均压缩率为17％，通过8道次拉拔模拉拔，拉拔至φ1.68mm；

（5）、利用φ1.6mm刮削模具对φ1.68mm合金丝表面进行光亮化处理，其粗糙度为Ra= 0.1μm；

（6）、进行在线超声波碱洗和酸洗，超声波清洗槽中碱槽pH=10～14，酸槽pH=1～5；

（7）、进行热风烘干，绕线包装。

对上述 ER5183铝合金焊丝质量检验

首先对所述φ1.6的ER5183铝合金焊丝外在质量进行检验，检验结果见表三；对其内在质量进行检验评价，结果见表四。焊接设备采用法国萨浮SAFMIG 330/480 TRI型半自动焊机；焊接试板基体金属采用T73状态铝合金板材7075，板厚8mm，开V形破口，经除油和清除氧化膜处理；ER5183铝合金焊丝直径为φ1.6，焊接电流260～320A，氩气流量16～20L/min。

表三 ER5183铝合金焊丝外在质量检验

表四 ER5183铝合金焊丝内在质量检验项目

对上述焊丝进行质量评价：

依据JB/T 56098-1999铝及铝合金焊丝质量分等对φ1.6的ER5183铝合金焊丝外在质量进行质量评价，结果为外在质量（分数）为96（≥95），平均根次合格率%为95（≥95），外观形状均匀、整齐、光亮、美观；内在质量检定后，化学成分分析符合，焊丝力学性能满足使用要求，焊丝回弹角为10°（≥8°），焊丝翘距为8mm（≤10mm）。因此，依据对ER5183铝合金焊丝外在质量及内在质量检验，可判定φ1.6的ER5183铝合金焊丝为优等品。

实施例2

本发明对 φ1.6的ER5556铝合金焊丝的制备方法如下：

（1）、先利用冷轧机将φ9.5mm铝合金盘条进行冷轧，一次性轧到φ4.0mm；

(2)、冷轧后φ4.0mm的铝合金线材在单拉机上进行2道次拉拔，拉拔至φ2.4mm；

(3)、利用刮削机对合金丝进行刮削，依据ER5556型号的铝合金线材调整刮削速度为15m/s；

(4)、刮削完的合金焊丝要在水箱湿拉机上进行精拉拔，采用LB-52水基拉拔液，通过10道拉拔模拉拔至φ1.68mm；

(5)、利用φ1.6mm刮削模具对φ1.68mm合金丝表面进行光亮化处理，其粗糙度为Ra= 0.1μm；

(6)、进行在线超声波碱洗和酸洗，超声波清洗槽中碱槽pH=10～14，酸槽pH=1～5；

(7)、进行热风烘干后，绕线包装。

对上述铝合金焊丝质量检验

首先对φ1.6的ER5556铝合金焊丝外在质量进行检验，检验结果见表五；对其内在质量进行检验评价，结果见表六。焊接设备采用法国萨浮SAFMIG 330/480 TRI型半自动焊机；焊接试板基体金属采用T73状态铝合金板材7075，板厚8mm，开V形破口，经除油和清除氧化膜处理；ER5556铝合金焊丝直径为φ1.6，焊接电流260～320A，氩气流量16～20L/min。

表五 ER5556铝合金焊丝外在质量检验

表六 ER5556铝合金焊丝内在质量检验项目

对上述焊丝进行质量评价：

依据JB/T 56098-1999铝及铝合金焊丝质量分等对φ1.6的ER5556铝合金焊丝外在质量进行质量评价，结果为外在质量（分数）为95（≥95），平均根次合格率%为95.5（≥95），外观形状均匀、整齐、光亮、美观；内在质量检定后，化学成分分析符合，焊丝力学性能满足使用要求，焊丝回弹角为9°（≥8°），焊丝翘距为8mm（≤10mm）。因此，依据对ER5556铝合金焊丝外在质量及内在质量检验，可判定φ1.6的ER5556铝合金焊丝为优等品。

实施例3

本发明对 φ1.6的ER5356铝合金焊丝的制备方法如下：

（1）、先利用冷轧机将φ9.5mm铝合金盘条进行冷轧，一次性轧到φ4.0mm；

（2）、冷轧后φ4.0mm的铝合金线材在单拉机上进行2道次拉拔，拉拔至φ2.4mm；

（3）、利用刮削机对合金丝进行刮削，依据ER5356型号的铝合金线材调整刮削速度为13m/s；

（4）、刮削完的合金焊丝要在水箱湿拉机上进行精拉拔，采用LB-52水基拉拔液，通过10道拉拔模拉拔至φ1.68mm；

（5）、利用φ1.6mm刮削模具对φ1.68mm合金丝表面进行光亮化处理，其粗糙度为Ra= 0.1μm；

（6）、进行在线超声波碱洗和酸洗，超声波清洗槽中碱槽pH=10～14，酸槽pH=1～5；

（7）、进行热风烘干后，绕线包装。

对上述铝合金焊丝质量检验

首先对φ1.6的ER5356铝合金焊丝外在质量进行检验，检验结果见表七；对其内在质量进行检验评价，结果见表八。焊接设备采用法国萨浮SAFMIG 330/480 TRI型半自动焊机；焊接试板基体金属采用T73状态铝合金板材7075，板厚8mm，开V形破口，经除油和清除氧化膜处理；ER5356铝合金焊丝直径为φ1.6，焊接电流260～320A，氩气流量16～20L/min。

表七 ER5356铝合金焊丝外在质量检验

表八 ER5356铝合金焊丝内在质量检验项目

对上述焊丝进行质量评价：

依据JB/T 56098-1999铝及铝合金焊丝质量分等对φ1.6的ER5356铝合金焊丝外在质量进行质量评价，结果为外在质量（分数）为96（≥95），平均根次合格率%为97（≥95），外观形状均匀、整齐、光亮、美观；内在质量检定后，化学成分分析符合，焊丝力学性能满足使用要求，焊丝回弹角为9°（≥8°），焊丝翘距为8mm（≤10mm）。因此，依据对ER5356铝合金焊丝外在质量及内在质量检验，可判定φ1.6的ER5356铝合金焊丝为优等品。

实施例4

本发明对 φ1.6的ER4043铝合金焊丝的制备方法如下：

（1）、先利用冷轧机将φ9.5mm铝合金盘条进行冷轧，一次性轧到φ4.0mm；

（2）、冷轧后φ4.0mm的铝合金线材在单拉机上进行2道次拉拔，拉拔至φ2.4mm；

（3）、利用刮削机对合金丝进行刮削，依据ER4043型号的铝合金线材调整刮削速度为6m/s；

（4）、刮削完的合金焊丝要在水箱湿拉机上进行精拉拔，采用LB-52水基拉拔液，通过9道拉拔模拉拔至φ1.68mm；

（5）、利用φ1.6mm刮削模具对φ1.68mm合金丝表面进行光亮化处理，其粗糙度为Ra= 0.1μm；

（6）、进行在线超声波碱洗和酸洗，超声波清洗槽中碱槽pH=10～14，酸槽pH=1～5；

（7）、进行热风烘干后，绕线包装。

对上述铝合金焊丝质量检验

首先对φ1.6的ER4043铝合金焊丝外在质量进行检验，检验结果见表九；对其内在质量进行检验评价，结果见表十。焊接设备采用法国萨浮SAFMIG330/480 TRI型半自动焊机；焊接试板基体金属采用T4状态铝合金板材6061，板厚8mm，开V形破口，经除油和清除氧化膜处理；ER4043铝合金焊丝直径为φ1.6，焊接电流260～320A，氩气流量16～20L/min。

表九 ER4043铝合金焊丝外在质量检验

表十 ER4043铝合金焊丝内在质量检验项目

对上述焊丝进行质量评价：

依据JB/T 56098-1999铝及铝合金焊丝质量分等对φ1.6的ER4043铝合金焊丝外在质量进行质量评价，结果为外在质量（分数）为97（≥95），平均根次合格率%为95（≥95），外观形状均匀、整齐、光亮、美观；内在质量检定后，化学成分分析符合，焊丝力学性能满足使用要求，焊丝回弹角为10°（≥8°），焊丝翘距为7mm（≤10mm）。因此，依据对ER4043铝合金焊丝外在质量及内在质量检验，可判定φ1.6的ER4043铝合金焊丝为优等品。

实施例5

本发明对 φ1.6的ER2319铝合金焊丝的制备方法如下：

（1）、先利用冷轧机将φ9.5mm铝合金盘条进行冷轧，一次性轧到φ4.0mm；

（2）、冷轧后φ4.0mm的铝合金线材在单拉机上进行2道次拉拔，拉拔至φ2.4mm；

（3）、利用刮削机对合金丝进行刮削，依据ER2319型号的铝合金线材调整刮削速度为9m/s；

（4）、刮削完的合金焊丝要在水箱湿拉机上进行精拉拔，采用LB-52水基拉拔液，通过10道拉拔模拉拔至φ1.68mm；

（5）、利用φ1.6mm刮削模具对φ1.68mm合金丝表面进行光亮化处理，其粗糙度为Ra= 0.1μm；

（6）、进行在线超声波碱洗和酸洗，超声波清洗槽中碱槽pH=10～14，酸槽pH=1～5；

（7）、进行热风烘干后，绕线包装。

对上述铝合金焊丝质量检验

首先对φ1.6的ER2319铝合金焊丝外在质量进行检验，检验结果见表十一；对其内在质量进行检验评价，结果见表十二。焊接设备采用法国萨浮SAFMIG330/480 TRI型半自动焊机；焊接试板基体金属采用T4状态铝合金板材2014，板厚8mm，开V形破口，经除油和清除氧化膜处理；ER2319铝合金焊丝直径为φ1.6，焊接电流260～320A，氩气流量16～20L/min。

表十一 ER2319铝合金焊丝外在质量检验

表十二 ER2319铝合金焊丝内在质量检验项目

对上述焊丝进行质量评价：

依据JB/T 56098-1999铝及铝合金焊丝质量分等对φ1.6的ER2319铝合金焊丝外在质量进行质量评价，结果为外在质量（分数）为96（≥95），平均根次合格率%为96（≥95），外观形状均匀、整齐、光亮、美观；内在质量检定后，化学成分分析符合，焊丝力学性能满足使用要求，焊丝回弹角为11°（≥8°），焊丝翘距为6mm（≤10mm）。因此，依据对ER2319铝合金焊丝外在质量及内在质量检验，可判定φ1.6的ER2319铝合金焊丝为优等品。

Claims (1)

1.一种铝合金焊丝的制备方法，其特征是：

（1）、先利用冷轧机将φ5.5～φ10.5mm铝合金盘条进行冷轧，铝合金盘条总压缩率Q最大为80%；

（2）、在单拉机上将冷轧后的铝合金线材进行2道次拉拔，每道次压缩率q为上一道次直径的25～55%；

（3）、利用刮削机对步骤2的合金丝进行刮削，刮削速度为5～20m/s；

（4）、刮削完的合金丝在水箱湿拉机备上进行精拉拔，采用LB-52水基拉拔液，通过8～11道次拉拔模的拉拔，每道次压缩率q为15～18%；

（5）、光亮化处理：焊丝经水箱湿拉机拉拔后，利用刮削模具对合金丝表面进行光亮化处理，使焊丝表面粗糙度为Ra≦0.2μm；

（6）、光亮化之后的铝合金焊丝先进行在线超声波碱洗，再进行酸洗，其中碱槽pH=10～14，酸槽pH=1～5；

（7）、进行热风烘干后，绕线包装。