CN106862796A - 一种铝铜合金接地材料焊接用焊丝及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铝铜合金接地材料焊接用焊丝及其制备方法，该焊丝的质量百分比组成为：硅1%～3%，铜1%～3%，铁≤0.3%，锆0.001‑0.05%，稀土0.001%～0.5%，余量为铝。本发明的铝铜合金接地材料用焊丝可实现铝铜合金接地材料的焊接，焊缝区组织细密，成分与母材相近，电位差小，具有较好的耐土壤腐蚀性能。

Description

一种铝铜合金接地材料焊接用焊丝及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种焊接材料，特别是用于铝铜合金接地材料焊接的铝合金焊丝及其制备方法。

背景技术

变电站接地网是维护电力系统安全可靠运行、保证人员和设备安全的关键构件。接地网用铝铜合金材料是目前较为理想的接地网材料，其具有以下优点：能够承受强大的接地电流；对于变电站所处地区的土壤环境具有良好的耐腐蚀性，满足对接地网使用寿命的要求等。GB50169-2006《电器装置安装工程接地装置施工及验收规范》中3.41规定接地体(线)的连接应采用焊接，焊接必须牢固无虚焊。由于铝合金材料本身的物理特性与其他金属不同，例如比热容、电导率、热导率比钢大，焊接时的热输入将向母材迅速流失，需采用高度集中的热源，使得铝铜合金材料的焊接相比于其他合金材料(比如钢)具有很大的焊接难度。

针对铝铜合金接地材料的焊接，采用的是常规的Al-Si系焊丝和Al-Cu系焊丝，其中，Al-Si系焊丝是指ER4047、ER4043，Al-Cu系焊丝是指ER2319、ER4145，采用这些焊丝对铝铜合金接地材料进行焊接，尽管接头的力学性能均能满足要求，但由于焊丝的成分与母材不匹配，使得接头成分、组织与母材差异较大，导致接头区域的耐腐蚀性差。在复杂的土壤环境中，焊接接头耐蚀性不好会导致接地网中断，这会给电力系统的安全运行造成很大的威胁和安全隐患，所以要求接地网焊接接头具有良好的耐土壤腐蚀性能。

综上所述，现有技术中对于铝铜合金接地材料焊接用焊丝形成焊接接头后存在的耐土壤腐蚀性差的问题，尚缺乏有效的解决方案。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明提供一种铝铜合金接地材料焊接用焊丝，采用该焊丝焊接的铝铜合金接头焊缝组织细密、成分与母材相近、耐土壤腐蚀性能好。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供了一种铝铜合金接地材料焊接用焊丝，其质量百分比组成为：硅1％～3％，铜1％～3％，铁≤0.3％，锆0.001-0.05％，稀土0.001％～0.5％，余量为铝。

优选的，所述的稀土为镧、铈、钕、钇中的至少一种。

为进一步提高铝铜合金接头焊缝组织细密性和耐土壤腐蚀性，优选的，所述铝铜合金接地材料焊接用焊丝，其质量百分比组成为：硅1％～1.5％，铜2.5％～3％，铁0.1-0.3％，锆0.002-0.003％，稀土0.05％～0.08％，余量为铝。

从制备得到的焊接接头的耐土壤腐蚀性和具有较优异的力学性能来讲，尤其是突出其耐土壤腐蚀性，最优选的，所述铝铜合金接地材料焊接用焊丝，其各组分质量百分比为：硅1.5％，铜2.5％，铁0.3％，锆0.002％，稀土0.08％，余量为铝。

优选的，所述铝铜合金接地材料，其质量百分比组成为：铜Cu3～5％，剩余为铝。

进一步，其还包含稀土0.1～0.3％，以及不可避免的杂质铁和硅，其中铁≤0.5％，Si≤0.2％。

本发明还提供一种铝铜合金接地材料焊接用焊丝的制备方法，包括以下步骤：

将铝锭加热熔化，按比例加入其它各原材料的母合金，当原料在熔池里充分熔化，进行扒渣搅拌，然后取样检测调整成分，精炼，再浇注成棒状铝合金铸锭；

采用热挤压工艺对棒状铝合金铸锭进行挤压，加工成铝合金线坯；

采用拉制工艺将铝合金线坯拉制成一定规格的铝铜合金接地材料焊接用焊丝。

优选的，所述浇注温度为680～730℃。

优选的，所述热挤压工艺中的加热温度为440～460℃。采用此温度对浇注后形成的合金的各项力学性能影响较小，保证后续焊缝接头的耐腐蚀性能。

为了便于热挤压工艺的进行，优选的，浇注成直径为110mm的棒状铝合金铸锭，浇注成特定直径的棒状铝合金铸锭有利于热挤压工艺的顺利进行。

为了更为容易的生产出不同规格的铝铜合金接地材料焊接用焊丝，优选的，加工成直径为12mm的铝合金线坯。

优选的，所述一定规格的的铝铜合金接地材料焊接用焊丝的直径为1.0mm或1.2mm或1.6mm。

本发明还提供一种采用铝铜合金接地材料焊接用焊丝的焊接方法，包括采用上述铝铜合金接地材料焊接用焊丝进行熔化极脉冲氩弧焊的过程，所述熔化极脉冲氩弧焊的工艺参数为：焊接电压为20～25V，焊接电流为120～140A，气体流量为10～15L/min。

在本发明中，可以主要控制熔化极脉冲氩弧焊的焊接电压、焊接电流为和气体流量，为了能够保证焊接接头组织细密以及与基体具有良好的结合力，经过工艺参数优化，所述焊接电压为21V，焊接电流为140A，气体流量为12L/min。

除了焊丝的元素成分和其配比以外，影响焊缝接头的力学性能和耐腐蚀性能的因素还包括焊接方法，焊接方法包括焊接的种类以及其工艺参数。本发明针对该焊丝组分，筛选优化得到采用熔化极脉冲氩弧焊能够得到理想性能的焊缝接头，其可有效控制熔滴过渡和熔池尺寸，有效的控制热输入量，从而改善焊缝接头的性能，进而获得耐腐蚀性能优异的焊缝接头。

本发明还提供一种焊缝金属，该焊缝金属由上述任一项技术方案所述的铝铜合金接地材料焊接用焊丝经过上述任一项技术方案所述的焊接方法，进行焊接后得到。该焊缝金属具有突出的耐土壤腐蚀性能。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的铝铜合金接地材料用焊丝采用与被焊接金属成分相近的基体元素，减小了焊缝与母材的成分差异，获得耐土壤腐蚀性能良好的焊接接头。同时焊丝中加入了稀土元素，稀土元素起到了细化焊缝晶粒的作用，使焊缝组织细密，增加了接头的耐腐蚀性能。

与现有技术比较，本发明的铝铜合金接地材料用焊丝可实现铝铜合金接地材料的焊接，焊缝区组织细密，成分与母材相近，电位差小，具有优异的耐土壤腐蚀性能。

本发明中的焊丝成本低廉，而且其制备方法简单易行。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤和/或它们的组合。

本发明实施中所使用的材料介绍：

铝铜合金(AlCu4.5RE)，其各组分质量百分比为：Cu3～5％、RE0.1～0.3％、Fe≤0.5％、Si≤0.2％，剩余为铝。

Al-Si系ER4047，其各组分质量百分比为：Si 12％、Mg≤0.10％、Fe≤0.80％、Cu≤0.03％、Zn≤0.20％、Mn≤0.15％，Al余量。

Al-Cu系ER2319，其各组分质量百分比为：Cu5.8-6.8％、Mg0.2-0.4％、Si 0.2％、Fe 0.3％、

V 0.05-0.15％、Zr 0.1-0.2％、Zn 0.10％、Mn 0.2-0.4％、Ti 0.1-0.2％，Al余量。

本发明所用原料，对其来源没有特别限制，可通过商业途径进行购买。

本发明对所有原料的纯度没有特别限制，以本领域技术人员熟知的纯度即可。

正如背景技术中所介绍的，现有技术中的铝铜合金接地材料焊接用焊丝存在耐土壤腐蚀性差的问题，为了解决如上的技术问题，本发明的第一个方面，提出了一种铝铜合金接地材料焊接用焊丝，其质量百分比组成为：硅1％～3％，铜1％～3％，铁≤0.3％，锆0.001-0.05％，稀土0.001％～0.5％，余量为铝。

在本发明中，所述硅的质量百分比含量优选根据目标焊缝合金抗热裂纹性能、以及铜、铁、锆和稀土的含量综合判定而定。所述焊丝中的硅的质量百分含量优选为1％～3％，更优选为1％～1.5％，最优选为1.5％；本发明对硅的纯度没有特别的限制，以本领域技术人员熟知的用于制备焊丝的纯度即可。

本发明将硅引入铝铜合金接地材料焊接用焊丝中，能够显著提高焊缝的抗热裂纹性能。在本发明焊丝中硅的百分含量为1％～3％，过高或过低都会影响焊缝接头的性能。高于3％，易造成焊缝金属夹渣，降低耐蚀性；低于1％，改善熔池中金属流动性的效果不明显，焊缝热裂倾向大。

在本发明中，所述铜的质量百分比含量优选为1％～3％，更优选为2.5％～3％，最优选为2.5％；本发明对铜的来源没有特别限定，与本领域技术人员熟知的方法制备或市售的即可；本发明对铜的纯度没有特别限制，以本领域技术人员熟知的用于制备焊丝的纯度即可。

本发明将铜引入铝铜合金接地材料焊接用焊丝中，主要是为了与母材成分匹配，确保焊接接头成分与母材成分相近，母材与焊接接头表面电势相近，提高焊接接头的耐土壤腐蚀性能。在本发明焊丝中铜的百分含量为1％～3％，低于1％的话，耐蚀性效果提高不明显，高于3％的话，易在晶界出现第二相偏析，出现晶间腐蚀。

在本发明中，所述铁的质量百分含量优选根据目标焊缝的强度和塑性进行添加。所述焊丝中铁的质量百分含量优选为小于等于0.3％，更优选为0.1-0.3％，最优选为铁0.3％。本发明对铁的来源没有特别限定，以本领域技术人员熟知的方法制备或市售的即可；本发明对铁的纯度没有特别限制，以本领域技术人员熟知的用于制备焊丝的纯度即可。

铁有较强的固溶强化效果，本发明将Fe引入铝铜合金接地材料焊接用焊丝中，会增加目标焊缝的韧性，同时会缩小目标焊缝与基体材料热膨胀系数之间的差值，有助于降低目标焊缝的裂纹敏感性。在本发明焊丝中铁的含量为≤0.3％，超过0.3％时将降低目标焊缝的强度和塑性。

在本发明中，所述锆的质量百分含量优选根据细化晶粒和目标焊缝耐蚀性的综合效果而定。所述焊丝中的锆的质量百分含量优选为0.001-0.05％，更优选为0.1-0.3％，最优选为0.002％。本发明对锆的来源没有特别限定，以本领域技术人员熟知的方法制备或市售的即可；本发明对锆的纯度没有特别限制，以本领域技术人员熟知的用于制备焊丝的纯度即可。

本发明将锆作为微量元素引入铝铜合金接地材料焊接用焊丝中，作为变质剂，可阻碍再结晶过程，细化再结晶晶粒。在本发明焊丝中锆的质量百分含量为0.001-0.05％，含量过高则易形成第二相(所述第二相是指材料中不同于基体相的所有其他相的统称)，降低焊缝的耐腐蚀性能，过低则细化晶粒效果不明显。

在本发明中，所述稀土的质量百分含量优选根据细化目标焊缝晶粒和耐蚀性的综合效果而定。所述焊丝中的稀土的质量百分含量优选为0.001-0.5％，更优选为0.05％～0.08％，最优选为0.008％。本发明的稀土元素优选为镧、铈、钕、钇中的至少一种。本发明对稀土的来源没有特别限定，以本领域技术人员熟知的方法制备或市售的即可；本发明对稀土的纯度没有特别限制，以本领域技术人员熟知的用于制备焊丝的纯度即可。

本发明将稀土作为微量元素引入铝铜合金接地材料焊接用焊丝中，起到了细化焊缝晶粒的作用，使焊缝组织细密，增加了接头的耐腐蚀性能。在本发明焊丝中稀土的质量百分含量为0.001％～0.5％，高于0.5％，易出现稀土元素的富集，形成化合物，降低细化晶粒的作用；低于0.001％，细化焊缝晶粒的效果也不明显；二者均不利于接头的耐腐蚀性能。

本发明的焊丝采用与被焊金属相同的基体元素，减少了焊接时成分和组织的不连续性，尽量消除表面电势的差异，再通过调整所添加的合金元素含量，确保其具有良好的可焊性、细密的组织、良好的力学和耐土壤腐蚀性能。

合理的铝铜合金接地材料焊接用焊丝的元素成分和配比可以提高焊缝接头的耐腐蚀性能和力学性能。本发明制备焊丝的主要原则是：选取与被焊接金属成分(铝铜合金接地材料)相近的基体元素，最大程度的减小焊缝与母材的成分差异，在此基础上，再通过调整优化各个元素种类和配比，使形成的焊缝接头以Al-Cu固溶组织为主，具有优异的耐土壤腐蚀性能和良好的力学性能，解决了现有技术中对于铝铜合金接地材料焊接用焊丝形成焊接接头后存在的耐土壤腐蚀性差的问题。本发明基于对多种元素以及配比进行筛选优化，得到的突出的耐土壤腐蚀性能的技术效果，对于本领域技术人员来说是突出意料的技术效果，应用在接地网中铝铜合金接地材料的焊接具有重要的意义。

本发明的铝铜合金接地材料焊接用焊丝主要是针对铝铜合金接地材料进行应用，所述铝铜合金接地材料其质量百分比组成为：铜Cu3～5％，剩余为铝。更优选的，其还包含稀土0.1～0.3％，以及不可避免的杂质铁和硅，其中铁≤0.5％，Si≤0.2％。本发明的焊丝与所述铝铜合金接地材料形成的目标焊缝，具有优异的耐土壤腐蚀性能和良好的力学性能，解决了现有技术中对于铝铜合金接地材料焊接用焊丝形成焊接接头后存在的耐土壤腐蚀性差的问题。

本发明的第二个方面，提供了一种铝铜合金接地材料焊接用焊丝的制备方法，包括以下步骤：

将铝锭加热熔化，按比例加入其它各原材料的母合金，当原料在熔池里充分熔化，进行扒渣搅拌，然后取样检测调整成分，精炼，再浇注成棒状铝合金铸锭；

采用热挤压工艺对棒状铝合金铸锭进行挤压，加工成铝合金线坯；

采用拉制工艺将铝合金线坯拉制成一定规格的铝铜合金接地材料焊接用焊丝。

在本发明中，所述浇注温度为680～730℃。

在本发明中，所述热挤压工艺中的加热温度为440～460℃。采用此温度对浇注后形成的合金的各项力学性能影响较小，保证后续焊缝接头的耐腐蚀性能。

在本发明中，为了便于热挤压工艺的进行，浇注成直径为110mm的棒状铝合金铸锭，浇注成特定直径的棒状铝合金铸锭有利于热挤压工艺的顺利进行。

在本发明中，为了更为容易的生产出不同规格的铝铜合金接地材料焊接用焊丝，加工成直径为12mm的铝合金线坯。

在本发明中，所述一定规格的铝铜合金接地材料焊接用焊丝可以具有大于等于1毫米(mm)的直径。在一些实施例中，焊丝可以具有1mm、1.2mm或1.6mm的直径，或者具有在由前述的任意一对值所界定的任何范围之内的直径。例如，在某些实施例中，焊丝可以具有从大约1mm到大约1.6mm的直径，并且更具体地，可以具有从大约1.2mm到大约1.6mm的直径。

本发明的第三个方面，提供了一种采用铝铜合金接地材料焊接用焊丝的焊接方法，包括采用上述铝铜合金接地材料焊接用焊丝进行熔化极脉冲氩弧焊的过程，所述熔化极脉冲氩弧焊的工艺参数为：焊接电压为20～25V，焊接电流为120～140A，气体流量为10～15L/min。

在本发明中，可以主要控制熔化极脉冲氩弧焊的焊接电压、焊接电流为和气体流量，为了能够保证焊接接头组织细密以及与基体具有良好的结合力，经过工艺参数优化，所述焊接电压为21V，焊接电流为140A，气体流量为12L/min。

本发明对所述焊接的其他工艺条件没有特别限制，以本领域技术人员熟知的焊接条件即可；本发明对所述焊接的设备没有特别限制，以本领域技术人员熟知的熔化极脉冲氩弧焊设备即可。

该焊接方法结合本发明的铝铜合金接地材料焊接用焊丝，使得铝铜合金接地材料与焊丝的焊接更加容易操作，对焊接操作者和工艺条件要求较低。

本发明的第四个方面，还提供了一种焊缝金属或焊缝接头，该焊缝金属由上述任一项技术方案所述的铝铜合金接地材料焊接用焊丝经过上述任一项技术方案所述的焊接方法，进行焊接后得到。

本发明对上述焊接方法得到的焊缝金属进行性能测试，试验结果表明，本发明提供的焊缝金属的耐蚀性性能显著突出，获得的焊缝金属的腐蚀失重较小，同时还具有较优异的力学性能。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本发明的技术方案，以下将结合具体的实施例与对比例详细说明本发明的技术方案。

实施例1

一种铝铜合金接地材料焊接用焊丝，其各组分质量百分比为：硅1％，铜3％，铁0.1％，锆0.003％，稀土0.05％，余量为铝。其中，所述稀土为镧。

所述铝铜合金接地材料焊接用焊丝的制备方法，包括以下步骤：

首先熔炼铝铜稀土合金铸锭。将铝锭放入炉中加热，待铝锭熔化后，按以上比例加入其它各原材料的母合金，当炉料在熔池里充分熔化，进行扒渣搅拌，然后取样检测调整成分，精炼，出炉浇注成直径为110mm的棒状铝铜稀土合金铸锭，浇注温度为690℃。然后将棒状铝铜稀土合金铸锭采用反相挤压法热挤压成直径12mm的铝合金线坯，挤压筒加热温度为440～450℃，采用拉制工艺将铝合金线坯拉制成直径为1.6mm的铝合金焊丝。

将该成分的焊丝用于铝铜合金(AlCu4.5RE)接地材料的焊接，焊接方法采用熔化极脉冲氩弧焊，焊接电压为21V，焊接电流为140A，气体流量为12L/min。焊接后，与采用Al-Si系ER4047和Al-Cu系ER2319焊丝获得的相同尺寸的焊接接头一起在pH值为9的碱性土壤中进行加速腐蚀试验。经过240小时的高温、高含水量加速试验，测量三种接头的腐蚀失重。该成分焊丝获得焊接接头的腐蚀失重平均值为56.5mg，ER4047获得的焊接接头腐蚀失重为83.2mg，ER2319获得的焊接接头腐蚀失重为80.8mg。

实施例2

一种铝铜合金接地材料焊接用焊丝，其各组分质量百分比为：硅1.5％，铜2.5％，铁0.3％，锆0.002％，稀土0.08％，余量为铝。其中，所述稀土为铈。

所述铝铜合金接地材料焊接用焊丝的制备方法，包括以下步骤：

首先熔炼铝铜稀土合金铸锭。将铝锭放入炉中加热，待铝锭熔化后，按以上比例加入其它各原材料的母合金，当炉料在熔池里充分熔化，进行扒渣搅拌，然后取样检测调整成分，精炼，出炉浇注成直径为110mm的棒状铝合金铸锭，浇注温度为690℃。然后将铝铜稀土合金铸锭采用反相挤压法热挤压成直径12mm的铝合金线坯，挤压筒加热温度为440～450℃，采用拉制工艺将铝合金线坯拉制成直径为1.2mm的铝合金焊丝。

对比例1

一种铝铜合金接地材料焊接用焊丝，其各组分质量百分比为：硅4％，铜2.5％，铁0.3％，锆0.002％，稀土0.08％，余量为铝。其中，所述稀土为铈。

制备方法同实施例2。

对比例2

一种铝铜合金接地材料焊接用焊丝，其各组分质量百分比为：硅0.5％，铜2.5％，铁0.3％，锆0.002％，稀土0.08％，余量为铝。其中，所述稀土为铈。

制备方法同实施例2。

对比例3

一种铝铜合金接地材料焊接用焊丝，其各组分质量百分比为：硅1.5％，铜4％，铁0.3％，锆0.002％，稀土0.08％，余量为铝。其中，所述稀土为铈。

制备方法同实施例2。

对比例4

一种铝铜合金接地材料焊接用焊丝，其各组分质量百分比为：硅1.5％，铜0.5％，铁0.3％，锆0.002％，稀土0.08％，余量为铝。其中，所述稀土为铈。

制备方法同实施例2。

对比例5

一种铝铜合金接地材料焊接用焊丝，其各组分质量百分比为：硅1.5％，铜2.5％，铁0.6％，锆0.002％，稀土0.08％，余量为铝。其中，所述稀土为铈。

制备方法同实施例2。

对比例6

一种铝铜合金接地材料焊接用焊丝，其各组分质量百分比为：硅1.5％，铜2.5％，铁0.8％，锆0.07％，稀土0.08％，余量为铝。其中，所述稀土为铈。

制备方法同实施例2。

对比例7

一种铝铜合金接地材料焊接用焊丝，其各组分质量百分比为：硅1.5％，铜2.5％，铁0.3％，锆0.05％，稀土0.7％，余量为铝。其中，所述稀土为铈。

制备方法同实施例2。

对比例8

一种铝铜合金接地材料焊接用焊丝，其各组分质量百分比为：硅1.5％，铜2.5％，Mg0.3％，铁0.3％，锆0.05％，稀土0.08％，余量为铝。其中，所述稀土为铈。

制备方法同实施例2。

将该成分的焊丝用于铝铜合金(AlCu4.5RE)接地材料的焊接，焊接方法采用熔化极脉冲氩弧焊，焊接电压为21V，焊接电流为120A，气体流量为12L/min。焊接后，与采用Al-Si系ER4047、Al-Cu系ER2319和对比例1～8中的焊丝获得的相同尺寸的焊接接头一起在pH值为9的碱性土壤中进行加速腐蚀试验。经过240小时的高温、高含水量加速试验，测量以上接头的腐蚀失重，检测结果见表1。

表1焊接接头的性能

焊接接头的抗拉强度试验按GB/T 228.1的规定进行，夹具之间的样品长度不宜低于500mm。焊接接头的抗弯强度试验方法参照GB/T 232的规定进行。

在进行摸索铝铜合金接地材料焊接用焊丝的成分和配比时，本发明人进行了大量的实验和分析，经过试验验证，不合适的元素和各元素配比得到的焊丝，其相应的焊缝接头的性能差别显著，结果见表1。这说明本发明经过对各个元素种类以及配比的优化，在保证较好的力学性能(焊接接头抗拉强度不低于150MPa，试样弯曲外表面无肉眼可见裂纹)的前提下，得到了耐腐蚀性效果突出的焊丝组合物。

实施例3

一种铝铜合金接地材料焊接用焊丝，其各组分质量百分比为：硅2％，铜2％，铁0.3％，锆0.01％，稀土0.12％，余量为铝。其中，所述稀土为钕。

所述铝铜合金接地材料焊接用焊丝的制备方法，包括以下步骤：

首先熔炼铝铜稀土合金铸锭。将铝锭放入炉中加热，待铝锭熔化后，按以上比例加入其它各原材料的母合金，当炉料在熔池里充分熔化，进行扒渣搅拌，然后取样检测调整成分，精炼，出炉浇注成直径为110mm的棒状铝合金铸锭，浇注温度为700℃。然后将铝铜稀土合金铸锭采用反相挤压法热挤压成直径12mm的铝合金线坯，挤压筒加热温度为440～450℃，采用拉制工艺将铝合金线坯拉制成直径为1.0mm的铝合金焊丝。

该铝合金焊丝用于铝铜合金(AlCu4.5RE)接地材料的焊接，焊接方法采用熔化极脉冲氩弧焊，焊接电压为24V，焊接电流为130A，气体流量为12L/min。焊接后，在pH值为9的碱性土壤中进行加速腐蚀试验，经过240小时的高温、高含水量加速试验，测量焊缝接头的腐蚀失重。该成分焊丝获得焊接接头的腐蚀失重平均值为56.7mg左右，焊接接头的抗拉强度大于150MPa，试样弯曲外表面无肉眼可见裂纹。

实施例4

一种铝铜合金接地材料焊接用焊丝，其各组分质量百分比为：硅3％，铜1％，铁0.3％，锆0.02％，稀土0.20％，余量为铝。其中，所述稀土为钇。

所述铝铜合金接地材料焊接用焊丝的制备方法，包括以下步骤：

首先熔炼铝铜稀土合金铸锭。将铝锭放入炉中加热，待铝锭熔化后，按以上比例加入其它各原材料的母合金，当炉料在熔池里充分熔化，进行扒渣搅拌，然后取样检测调整成分，精炼，出炉浇注成直径为110mm的棒状铝合金铸锭，浇注温度为720℃。然后将铝铜稀土合金铸锭采用反相挤压法热挤压成直径12mm的铝合金线坯，挤压筒加热温度为440～450℃，采用拉制工艺将铝合金线坯拉制成直径为1.2mm的铝合金焊丝。

该铝合金焊丝用于铝铜合金(AlCu4.5RE)接地材料的焊接，焊接方法采用熔化极脉冲氩弧焊，焊接电压为22V，焊接电流为120A，气体流量为14L/min。焊接后，在pH值为9的碱性土壤中进行加速腐蚀试验，经过240小时的高温、高含水量加速试验，测量焊缝接头的腐蚀失重。该成分焊丝获得焊接接头的腐蚀失重平均值为56.4mg左右，焊接接头的抗拉强度大于150MPa，试样弯曲外表面无肉眼可见裂纹。

实施例5

一种铝铜合金接地材料焊接用焊丝，其各组分质量百分比为：硅1％，铜3％，铁0.2％，锆0.001％，稀土0.20％，余量为铝。其中，所述稀土为铈和钇，两者质量比例为1：1。

所述铝铜合金接地材料焊接用焊丝的制备方法，包括以下步骤：

首先熔炼铝铜稀土合金铸锭。将铝锭放入炉中加热，待铝锭熔化后，按以上比例加入其它各原材料的母合金，当炉料在熔池里充分熔化，进行扒渣搅拌，然后取样检测调整成分，精炼，出炉浇注成直径为110mm的棒状铝合金铸锭，浇注温度为730℃。然后将铝铜稀土合金铸锭采用反相挤压法热挤压成直径12mm的铝合金线坯，挤压筒加热温度为440～450℃，采用拉制工艺将铝合金线坯拉制成直径为1.2mm的铝合金焊丝。

该铝合金焊丝用于铝铜合金(AlCu4.5RE)接地材料的焊接，焊接方法采用熔化极脉冲氩弧焊，焊接电压为20V，焊接电流为140A，气体流量为12L/min。焊接后，在pH值为9的碱性土壤中进行加速腐蚀试验，经过240小时的高温、高含水量加速试验，测量焊缝接头的腐蚀失重。该成分焊丝获得焊接接头的腐蚀失重平均值为55.9mg左右，焊接接头的抗拉强度大于150MPa，试样弯曲外表面无肉眼可见裂纹。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种铝铜合金接地材料焊接用焊丝，其特征是，其质量百分比组成为：硅1%～3%，铜1%～3%，铁≤0.3%，锆0.001-0.05%，稀土0.001%～0.5%，余量为铝。

2.一种铝铜合金接地材料焊接用焊丝，其特征是，其质量百分比组成为：硅1%～1.5%，铜2.5%～3%，铁0.1-0.3%，锆0.002-0.003%，稀土0.05%～0.08%，余量为铝。

3.一种铝铜合金接地材料焊接用焊丝，其特征是，其质量百分比组成为：硅1.5%，铜2.5%，铁0.3%，锆0.002%，稀土0.08%，余量为铝。

4.如权利要求1~3中任一项所述的焊丝，其特征是：所述稀土为镧、铈、钕、钇中的至少一种。

5.权利要求1~4中任一项所述的铝铜合金接地材料焊接用焊丝的制备方法，其特征是，包括以下步骤：

将铝锭加热熔化，按比例加入其它各原材料的母合金，当原料在熔池里充分熔化，进行扒渣搅拌，然后取样检测调整成分，精炼，再浇注成棒状铝合金铸锭；

采用热挤压工艺对棒状铝合金铸锭进行挤压，加工成铝合金线坯；

采用拉制工艺将铝合金线坯拉制成一定规格的铝铜合金接地材料焊接用焊丝。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征是：所述浇注温度为680~730℃。

7.如权利要求5所述的制备方法，其特征是：所述热挤压工艺中的加热温度为440~460℃。

8.一种采用铝铜合金接地材料焊接用焊丝的焊接方法，其特征是：包括采用权利要求1~4中任一项所述的铝铜合金接地材料焊接用焊丝对铝铜合金接地材料进行熔化极脉冲氩弧焊的过程，所述熔化极脉冲氩弧焊的工艺参数为：焊接电压为20~25V，焊接电流为120~140A，气体流量为10~15L/min。

9.如权利要求8所述的焊接方法，其特征是：所述焊接电压为21V，焊接电流为140A，气体流量为12L/min。

10.一种焊缝金属，其特征是：该焊缝金属由权利要求1~4中任一项所述的铝铜合金接地材料焊接用焊丝经过权利要求8或9所述的焊接方法，进行焊接后得到。