CN108788514B - 一种用于Al-Cu-Si-Mg合金焊接的焊丝及其制备方法 - Google Patents

一种用于Al-Cu-Si-Mg合金焊接的焊丝及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108788514B
CN108788514B CN201810547437.5A CN201810547437A CN108788514B CN 108788514 B CN108788514 B CN 108788514B CN 201810547437 A CN201810547437 A CN 201810547437A CN 108788514 B CN108788514 B CN 108788514B
Authority
CN
China
Prior art keywords
alloy
welding
intermediate alloy
casting
welding wire
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810547437.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108788514A (zh
Inventor
焦好军
王明正
周炼刚
程昊
李玉龙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Academy of Launch Vehicle Technology CALT
Aerospace Research Institute of Materials and Processing Technology
Original Assignee
China Academy of Launch Vehicle Technology CALT
Aerospace Research Institute of Materials and Processing Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Academy of Launch Vehicle Technology CALT, Aerospace Research Institute of Materials and Processing Technology filed Critical China Academy of Launch Vehicle Technology CALT
Priority to CN201810547437.5A priority Critical patent/CN108788514B/zh
Publication of CN108788514A publication Critical patent/CN108788514A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108788514B publication Critical patent/CN108788514B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/28—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 950 degrees C
    • B23K35/286—Al as the principal constituent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/40—Making wire or rods for soldering or welding

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于Al‑Cu‑Si‑Mg合金焊接的焊丝及其制备方法，属于金属连接技术领域。本发明的焊丝具有良好的熔铸制丝性能，适合于大规模工业化生产，用于2A14合金的熔焊，抗焊接裂纹能力良好，所焊接头常温性能优于BJ‑380A，低温性能和BJ‑380相当，完全解决了BJ‑380A和BJ‑380焊丝存在的问题。

Description

一种用于Al-Cu-Si-Mg合金焊接的焊丝及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于Al-Cu-Si-Mg合金焊接的焊丝及其制备方法，属于金属连接技术领域。
背景技术
牌号为2A14的铝合金属Al-Cu-Si-Mg合金，为航天贮箱主体结构材料，现用焊丝有BJ-380和BJ-380A两种，BJ-380焊丝为低温贮箱焊接使用的焊丝，由于Ti、Zr含量较高，超过在铝中的固溶度，容易偏析，焊丝合格率较低，焊接时易出现焊接裂纹；BJ-380A为常温贮箱焊接使用的焊丝，由于含有B和Y 元素，且B含量较高(0.001％-0.05％)，仅适合于中小炉子生产，不适合大规模工业化生产，使用中小炉子生产时，焊丝气渣含量不易控制，导致焊缝易出现气孔、夹杂缺陷，严重影响焊接生产。
发明内容
本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出一种用于 Al-Cu-Si-Mg合金焊接的焊丝及其制备方法。
本发明的技术解决方案是：
一种用于Al-Cu-Si-Mg合金焊接的焊丝，所述的Al-Cu-Si-Mg合金为2A14 铝合金；以该焊丝的总质量为100％计算，各组分的质量含量为：Si的质量含量为3.0％～4.0％，Cu的质量含量为1.5％～2.5％，Ti的质量含量为0.1％～0.2％， Zr的质量含量为0.1％～0.25％，V的质量含量为0.05～0.15％，Cr的质量含量为0.001～0.05％，Be的质量含量为0.0001～0.0008％，余量为Al。
一种用于Al-Cu-Si-Mg合金焊接的焊丝的制备方法，该方法的步骤包括：
第1步：将高纯铝块、纯铜板、Al－15Zr中间合金、Al－20Si中间合金、 Al－3Cr中间合金、Al－15Ti中间合金、Al－3V中间合金、Al－3Be中间合金加入到熔铸炉中；所述的高纯铝是指纯度不低于99.8％；
在加入到熔铸炉中时，最下面为高纯铝块，最上面为纯铜板，Al－15Zr 中间合金、Al－20Si中间合金、Al－3Cr中间合金、Al－15Ti中间合金、Al －3V中间合金、Al－3Be中间合金均位于高纯铝块和纯铜板之间；
第2步：对熔铸炉进行加热即熔炼，熔炼温度为750-780℃；
第3步：在熔铸炉中通入Ar-Cl2混合气体，进行气体精炼以除气、除渣，气体精炼时间为15-18min，熔体静置15-18min；
第4步：将熔体浇铸到铸造模具中，浇铸温度为725-750℃，浇铸速度为 90～95mm/min，浇铸完成后自然冷却，得到铸锭；
第5步：对得到的铸锭切头尾、扒皮；
第6步：对切头尾、扒皮后的铸锭进行挤压，挤压时铸锭的温度为 410-430℃，挤压模具温度为350-400℃；
第7步：退火，退火温度为480-495℃；
第8步：进行拉伸，拉伸后得到焊丝。
有益效果
(1)本发明的焊丝具有良好的熔铸制丝性能，适合于大规模工业化生产，用于2A14合金的熔焊，抗焊接裂纹能力良好，所焊接头常温性能优于 BJ-380A，低温性能和BJ-380相当，完全解决了BJ-380A和BJ-380焊丝存在的问题。
(2)本发明的焊丝适合于2A14合金(属于Al-Cu-Si-Mg合金)的熔焊，抗焊接裂纹能力良好，常温接头强度系数>0.5，接头延伸率>3.0％。
(3)本发明的焊丝适合于2A14合金(属于Al-Cu-Si-Mg合金)的熔焊， -196℃下接头强度系数>0.5，接头延伸率>3.0％。
(4)本发明的焊丝适合于2A14合金(属于Al-Cu-Si-Mg合金)的熔焊，焊接接头和液氢、液氧、偏二甲肼和四氧化二氮等介质一级相容。
(5)本发明属于金属连接领域，涉及一种焊丝配方，采用本配方制造的焊丝适合于Al-Cu-Si-Mg合金的焊接。牌号为2A14的铝合金属Al-Cu-Si-Mg合金，为航天贮箱主体结构材料，现用BJ-380焊丝为低温贮箱焊接使用的焊丝，由于 Ti、Zr含量较高，容易偏析，焊丝合格率较低；BJ-380A为常温贮箱焊接使用的焊丝，由于含有较高的B元素，仅适合于中小炉子生产，焊丝气渣含量不易控制，导致焊缝易出现气孔、夹杂缺陷，严重影响焊接生产。为解决这些问题，开发了一种新型焊丝，焊丝成分为：Si的含量为3.0％～4.0％，Cu的含量为1.5％～2.5％，Ti的量为0.05％～0.2％，Zr的含量为0.05％～0.25％，V的含量为0.05％～0.15％，Be的含量为0.0001％～0.0008％，剩余的为Al。该焊丝制造工艺性良好，适合于2A14合金的熔焊，抗焊接裂纹能力良好，常温性能优于 BJ-380A，低温性能和BJ-380相当，可代替2种焊丝用于2A14铝合金的焊接。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
本发明为一种适合于Al-Cu-Si-Mg合金焊接的焊丝，Al-Cu-Si-Mg合金为 2A14铝合金，焊丝的成分由Si、Cu、Ti、Zr、V、Cr、Be和Al组成；各组分的质量含量为：
Si的含量为3.0％～4.0％，Cu的含量为1.5％～2.5％，Ti的量为0.1％～ 0.2％，Zr的含量为0.1％～0.25％，V的含量为0.05～0.15％，Cr的含量为 0.001～0.05％，Be的含量为0.0001～0.0008％，剩余的为Al。
适合于Al-Cu-Si-Mg合金焊接的焊丝的制备方法，步骤为：
第1步：配料，目标150Kg铸锭，配料包括110Kg的高纯铝，3.3Kg的纯铜板，2.1Kg的Al－15Zr中间合金、27Kg的Al－20Si中间合金、1.1Kg 的Al－3Cr中间合金、1.7Kg的Al－15Ti中间合金、5.6KG的Al－3V中间合金、30g的Al－3Be中间合金，所有中间合金随装炉加入。
第2步：熔炼，熔炼温度为770℃；
第3步：除气、除渣：气体精炼法，用Ar-Cl2混合气体，精炼15min，熔体静置15min。
第4步：铸造，铸造温度为735℃；铸锭从结晶器中的拉出速度为 92mm/min；
第5步：切头尾、扒皮；
第6步：挤压，铸锭温度为420℃，挤压模具温度为380℃；
第7步：退火，退火温度为485℃；
第8步：进行拉伸。
拉伸时按Φ10.5mm→退火→Φ8.0mm→退火→Φ6.5mm→退火→Φ5.5mm→退火→Φ3.5→退火→Φ3.0工序，制造出了直径为3.0mm的油封焊丝108Kg。化学成分为：Si的含量为3.4％，Cu的含量为2.1％，Ti的量为 0.12％，Zr的含量为0.16％，V的含量为0.09％，Cr的含量为0.02％，Be 的含量为0.0004％，剩余的为Al。焊前酸洗，用于焊接厚度为6.0mm的2A14 铝合金，焊缝成形良好，接头内部质量满足QJ-2698AⅠ级焊缝要求，接头性能按GB/T2651-2008要求进行，接头强度系数为0.72，延伸率为5.4％。
实施例2
本发明为一种适合于Al-Cu-Si-Mg合金焊接的焊丝，Al-Cu-Si-Mg合金为 2A14铝合金，焊丝的成分由Si、Cu、Ti、Zr、V、Cr、Be和Al组成；各组分的质量含量为：
Si的含量为3.0％～4.0％，Cu的含量为1.5％～2.5％，Ti的量为0.1％～ 0.2％，Zr的含量为0.1％～0.25％，V的含量为0.05～0.15％，Cr的含量为 0.001～0.05％，Be的含量为0.0001～0.0008％，剩余的为Al。
适合于Al-Cu-Si-Mg合金焊接的焊丝的制备方法，步骤为：
第1步：配料，目标3150Kg铸锭，配料包括2350Kg高纯铝，66Kg纯铜板，42Kg的Al－15Zr中间合金、540Kg的Al－20Si中间合金、22Kg的Al－ 3Cr中间合金、34Kg的Al－15Ti中间合金、112KG的Al－3V中间合金、800g 的Al－3Be中间合金，所有中间合金随装炉加入。
第2步：熔炼，熔炼温度为765℃；
第3步：除气、除渣：气体精炼法，用Ar-Cl2混合气体，精炼15min，熔体静置15min。
第4步：铸造，铸造温度为745℃；铸锭从结晶器中的拉出速度为 95mm/min；
第5步：切头尾、扒皮；
第6步：挤压，铸锭温度为425℃，挤压模具温度为380℃；
第7步：退火，退火温度为490℃；
第8步：进行拉伸。
拉伸时按Φ10.5mm→退火→Φ8.0mm→退火→Φ6.5mm→退火→Φ5.5mm退火→Φ3.5mm→退火→Φ2.4mm→退火→Φ1.6mm工序，制造出了直径为1.6mm的油封焊丝，共计2870Kg。化学成分为：Si的含量为3.7％， Cu的含量为2.2％，Ti的含量为0.12％，Zr的含量为0.12％，V的含量为 0.10％，Cr的含量为0.03％，Be的含量为0.0007％，剩余的为Al。焊前酸洗，用于焊接厚度为6.0mm的2A14铝合金，焊缝成形良好，接头内部质量满足QJ-2698AⅠ级焊缝要求，接头性能按GB/T2651-2008要求进行，接头强度系数为0.73，延伸率为5.7％。

Claims (1)

1.一种用于Al-Cu-Si-Mg合金焊接的焊丝，其特征在于：以该焊丝的总质量为100％计算，各组分的质量含量为：Si的质量含量为3.0％～4.0％，Cu的质量含量为1.5％～2.5％，Ti的质量含量为0.1％～0.2％，Zr的质量含量为0.1％～0.25％，V的质量含量为0.05～0.15％，Cr的质量含量为0.001～0.05％，Be的质量含量为0.0001～0.0008％，余量为Al；
所述的Al-Cu-Si-Mg合金为2A14铝合金；
该用于Al-Cu-Si-Mg合金焊接的焊丝的制备方法，步骤包括：
第1步：将高纯铝块、纯铜板、Al－15Zr中间合金、Al－20Si中间合金、Al－3Cr中间合金、Al－15Ti中间合金、Al－3V中间合金、Al－3Be中间合金加入到熔铸炉中；
第2步：熔炼；
第3步：气体精炼；
第4步：铸造；
第5步：切头尾、扒皮；
第6步：挤压；
第7步：退火；
第8步：拉伸，得到焊丝；
所述的高纯铝是指纯度不低于99.8％；
所述的第1步中，在加入到熔铸炉中时，最下面为高纯铝块，最上面为纯铜板，Al－15Zr中间合金、Al－20Si中间合金、Al－3Cr中间合金、Al－15Ti中间合金、Al－3V中间合金、Al－3Be中间合金均位于高纯铝块和纯铜板之间；
所述的第2步中，熔炼温度为750-780℃；
所述的第3步中，气体精炼过程是在熔铸炉中通入Ar-Cl2混合气体，气体精炼时间为15-18min，然后熔体静置15-18min；
所述的第4步中，铸造过程是指：将熔体浇铸到铸造模具中，铸造温度为725-750℃，浇铸速度为90～95mm/min，浇铸完成后自然冷却，得到铸锭；
所述的第6步中，挤压时铸锭的温度为410-430℃，挤压模具温度为350-400℃；
所述的第7步中，退火温度为480-495℃。
CN201810547437.5A 2018-05-31 2018-05-31 一种用于Al-Cu-Si-Mg合金焊接的焊丝及其制备方法 Active CN108788514B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810547437.5A CN108788514B (zh) 2018-05-31 2018-05-31 一种用于Al-Cu-Si-Mg合金焊接的焊丝及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810547437.5A CN108788514B (zh) 2018-05-31 2018-05-31 一种用于Al-Cu-Si-Mg合金焊接的焊丝及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108788514A CN108788514A (zh) 2018-11-13
CN108788514B true CN108788514B (zh) 2021-04-13

Family

ID=64089611

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810547437.5A Active CN108788514B (zh) 2018-05-31 2018-05-31 一种用于Al-Cu-Si-Mg合金焊接的焊丝及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108788514B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109623197B (zh) * 2019-01-18 2021-03-23 江苏联捷焊业科技有限公司 一种Al-Cu-Si绞股焊丝及其制备方法
CN111203671B (zh) * 2020-02-11 2021-09-24 重庆理工大学 一种用于铝/钢填材搅拌摩擦焊的铝基焊材及制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101941122A (zh) * 2010-09-06 2011-01-12 航天材料及工艺研究所 耐蚀铝镁钪合金配用焊丝及其制备方法
CN102114579A (zh) * 2009-12-30 2011-07-06 北京有色金属与稀土应用研究所 一种高强度铝合金焊丝及其制备方法
CN102839306A (zh) * 2012-09-17 2012-12-26 东北轻合金有限责任公司 一种航天用铝合金焊丝线材的制备方法
JP2014210949A (ja) * 2013-04-17 2014-11-13 株式会社Uacj アルミニウム合金ろう材およびアルミニウム合金複合材
CN105779831A (zh) * 2016-05-25 2016-07-20 桂林航天工业学院 航空航天用铝合金焊丝及其制备方法
CN108531788A (zh) * 2018-05-29 2018-09-14 东北轻合金有限责任公司 一种航天用含硅铝合金焊丝线材的制造方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5576666B2 (ja) * 2010-02-08 2014-08-20 株式会社神戸製鋼所 熱交換器に用いられるアルミニウム合金クラッド材およびそれに用いるアルミニウム合金クラッド材用芯材

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102114579A (zh) * 2009-12-30 2011-07-06 北京有色金属与稀土应用研究所 一种高强度铝合金焊丝及其制备方法
CN101941122A (zh) * 2010-09-06 2011-01-12 航天材料及工艺研究所 耐蚀铝镁钪合金配用焊丝及其制备方法
CN102839306A (zh) * 2012-09-17 2012-12-26 东北轻合金有限责任公司 一种航天用铝合金焊丝线材的制备方法
JP2014210949A (ja) * 2013-04-17 2014-11-13 株式会社Uacj アルミニウム合金ろう材およびアルミニウム合金複合材
CN105779831A (zh) * 2016-05-25 2016-07-20 桂林航天工业学院 航空航天用铝合金焊丝及其制备方法
CN108531788A (zh) * 2018-05-29 2018-09-14 东北轻合金有限责任公司 一种航天用含硅铝合金焊丝线材的制造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
航天用铝合金/焊丝焊接性研究;焦好军等;《宇航材料工艺》;20130630(第03期);第66-70页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN108788514A (zh) 2018-11-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101941122B (zh) 耐蚀铝镁钪合金配用焊丝及其制备方法
CN101624671B (zh) 一种大直径7005铝合金圆铸锭及其制备方法
CN109732239B (zh) 用于制造焊丝的高镁锰铬钴铝合金及其制备方法
CN104328316A (zh) 一种大直径6063铝合金圆铸锭坯的生产方法
CN102337435A (zh) 一种铝合金管材及其制造方法
CN108788514B (zh) 一种用于Al-Cu-Si-Mg合金焊接的焊丝及其制备方法
CN111014623B (zh) 一种铜镁合金大规格扁锭半连续铸造方法
CN104451297A (zh) 铝铜系铝合金圆铸锭铸造工艺
CN108411167B (zh) 一种利用再生废杂铝材料熔铸高品质轿车发动机用铸锭的工艺
CN115558825B (zh) 一种高导热、高强韧压铸铝合金及其制备方法
CN111020305A (zh) 一种铝合金复合材料皮材扁铸锭及其制造方法
CN104404326A (zh) 一种7a85铝合金的热顶铸造工艺及7a85铝合金铸锭
CN110527868A (zh) 一种Ti153大尺寸合金铸锭真空自耗电弧炉熔炼工艺
CN112301230B (zh) 一种空心电渣重熔自耗电极及其制备方法和电渣重熔方法
CN113930648A (zh) 一种高锌铝合金扁铸锭的制备方法
CN112662922A (zh) 一种再生变形铝合金熔体
CN112126828A (zh) 一种汽车结构件用高力学性能、高流动性压铸铝合金及其制备方法以及应用
CN109865805B (zh) 一种用可调结晶器铸造硬铝合金扁锭的方法
CN104439191A (zh) 一种6系铝合金铸锭的制备方法
CN116237667A (zh) 一种铝母线带电修复焊接剂
CN102974795B (zh) 水平连铸生产蒙乃尔合金铸锭的方法
CN109434319A (zh) 一种铝合金用tig焊丝及其制备方法
CN115008063A (zh) 一种含钪的铝合金焊丝及其制备方法
CN100430501C (zh) 粗镁精炼、合金化及连续铸造熔炼镁合金的方法
CN112322920B (zh) 一种铝合金熔铸生产方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant