CN103158075A - 一种具有表层纳米晶的铝合金焊丝及其制备方法 - Google Patents

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刘德顺
胡忠举
崔大田
何宽芳
黄浩
邓抗宗
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Abstract

本发明公开了一种具有表层纳米晶的铝合金焊丝及其制备方法，用直径为0.1mm-2mm的钢丸对铝合金焊丝进行表面抛丸处理，抛丸时间为10分钟-2小时。通过对铝合金焊丝表面进行抛丸处理，使得焊料晶粒显著细化，在表面形成了一层纳米晶，焊丝熔化温度区间变窄，即焊料的固相线和液相线的温度差减小。熔化温度区间越小，在焊接过程中，焊料合金具备更加优良的流动性和焊接接头组织。

Description

一种具有表层纳米晶的铝合金焊丝及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种焊丝及其制备方法，具体是一种具有表层纳米晶的铝合金焊丝及其制备方法。
背景技术
高强铝合金具有密度小、强度高、加工性能好等优点，应用范围广泛。铝合金焊丝是铝合金焊接所必需的填充材料，是决定焊缝质量的重要因素之一，在航空航天铝合金焊接生产中占有重要地位。高强铝合金焊接强度低，成为高强铝合金更广泛应用的瓶颈，如：广泛应用于飞机蒙皮、火箭、舰船等的结构件和两栖装甲突击车、空投空降车等装甲材料的2519铝合金，其焊接强度一般为母材的60-80％。合适的焊丝不仅可以改善焊接时的热裂倾向，还可弥补焊接过程中的元素烧损，并在一定程度上改善焊接接头的性能。工业上铝合金焊丝生产流程为：熔铸-挤压(轧制)-扒皮-拉拔(多次)-退火(多次)。国内铝合金焊丝的晶粒度一般为2～3级，国外焊丝的晶粒度为10级，焊丝晶粒越细，焊丝的性能越好，表面光亮化越容易取得好的效果。为此，采用新技术开发细晶焊丝是铝合金焊丝的发展方向。采用纳米技术不仅可以获得细晶焊丝，而且可以获得细晶焊缝，提高焊缝的强度和塑性。但采用工业上常规的焊丝生产流程难以得到纳米晶铝合金焊丝，因此如何在常规工业生产的铝合金焊丝的基础上，获得纳米晶铝合金焊丝是目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的上述不足，而提供一种制备具有表层纳米晶的铝合金焊丝的方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：用直径为0.1mm-2mm的钢丸对铝合金焊丝进行表面抛丸处理，抛丸时间为10分钟-2小时。
本发明还提供了通过上述方法制备的具有表层纳米晶的铝合金焊丝。
本发明通过对铝合金焊丝表面进行抛丸处理，使得焊料晶粒显著细化，在表面形成了一层纳米晶，焊丝熔化温度区间变窄，即焊料的固相线和液相线的温度差减小。熔化温度区间越小，在焊接过程中，焊料合金具备更加优良的流动性和焊接接头组织。
附图说明
图1是对比实施例1处理的焊缝晶粒组织图。
图2是实施例2处理的焊缝晶粒组织图。
图3是对比实施例1焊接接头拉伸断口照片。
图4是实施例2焊接接头拉伸断口照片。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明所述的具有表层纳米晶的铝合金焊丝及其制备方法作进一步的描述。
对比实施例1
本实施例中使用厚度为5mm的2519装甲铝合金，板材的尺寸为200×150×5mm(其中轧制方向的长度150mm)，焊丝为φ1.6mm的ER2319焊丝。对焊丝进行焊前清理，采用TIG焊接方法，焊接接头平均抗拉强度为288MPa，延伸率为4.6％，图3为拉伸后的断口扫描。
实施例1
本实施例中使用厚度为5mm的2519装甲铝合金，板材的尺寸为200×150×5mm(其中轧制方向的长度150mm)，焊丝为φ1.6mm的ER2319焊丝，在QZR-1200华夏抛丸机中进行表面纳米化，钢丸直径为0.1mm，抛丸时间为20分钟，对焊丝进行焊前清理，采用TIG焊接方法，焊接接头平均抗拉强度为301MPa，延伸率为5.1％。
实施例2
本实施例中使用厚度为5mm的2519装甲铝合金，板材的尺寸为200×150×5mm(其中轧制方向的长度150mm)，焊丝为φ1.6mm的ER2319焊丝，在QZR-1200华夏抛丸机中进行表面纳米化，钢丸直径为0.1mm，抛丸时间为40分钟，对焊丝进行焊前清理，采用TIG焊接方法，焊接接头平均抗拉强度为319MPa，延伸率为5.7％，图4为拉伸后的断口扫描，断口韧窝多，由大韧窝和小的连接撕裂峰所组成。
对比实施例2：
实施例中使用厚度为5mm的7A52装甲铝合金，板材的尺寸为200×150×5mm(其中轧制方向的长度150mm)，焊丝为φ3mm的ER5356焊丝。对焊丝进行焊前清理，采用TIG焊接方法，焊接接头平均抗拉强度为251MPa，延伸率为4.2％。
实施例3：
实施例中使用厚度为5mm的7A52装甲铝合金，板材的尺寸为200×150×5mm(其中轧制方向的长度150mm)，焊丝为φ3mm的ER5356焊丝，在QZR-1200华夏抛丸机中进行表面纳米化，钢丸直径为1mm，抛丸时间为2小时，对焊丝进行焊前清理，采用TIG焊接方法，焊接接头平均抗拉强度为278MPa，延伸率为4.9％。
图1为不经表面处理焊丝的2519铝合金焊缝晶粒组织图，图2为经过表面处理焊丝的2519铝合金焊缝晶粒组织图，从图中可以看出经过表面处理的焊丝，焊缝的晶粒组织比较细小。

Claims (2)

1.一种制备具有表层纳米晶的铝合金焊丝的方法，其特征在于：用直径为0.1mm-2mm的钢丸对铝合金焊丝进行表面抛丸处理，抛丸时间为10分钟-2小时。
2.一种根据权利要求1所述方法制备的铝合金焊丝。
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