CN111041296A - 一种采用不退火工艺生产Ф2.6mm5356铝合金焊丝的方法 - Google Patents

一种采用不退火工艺生产Ф2.6mm5356铝合金焊丝的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种采用不退火工艺生产Ф2.6mm5356铝合金焊丝的方法，旨在提供一种成品率高的方法。该方法的生产工艺为不退火生产方式，主要步骤为：（1）铝液熔炼；（2）铝液合金化；（3）铝液电磁搅拌；（4）铝液精炼；（5）铝液转炉；（6）铝液在线除气；（7）在线细化处理；（8）铝液在线过滤；（9）铝液自动控流；（10）铝液连续铸造；（11）铝坯在线矫直；（12）铝坯铣边；（13）铝坯中频感应炉加热；（14）铝坯粗轧；（15）铝坯精轧；（16）Ф6.0mm5356铝合金焊丝在线雾化淬冷；（17）Ф6.0mm5356铝合金焊丝自动绕线；（18）Ф6.0mm5356铝合金焊丝成品卷打包；（19）Ф6.0mm5356铝合金焊丝冷轧开卷；（20）Ф6.0mm5356铝合金焊丝冷轧轧制；（21）Ф2.6mm5356铝合金焊丝成品焊丝缠线。

Description

一种采用不退火工艺生产Ф2.6mm5356铝合金焊丝的方法
技术领域
本发明涉及铝合金焊丝加工技术领域，尤其是涉及一种采用不退火工艺生产Ф2.6mm5356铝合金焊丝的方法。
背景技术
我国铁路运输的快速发展，对于高速列车提出了更高的要求。铝合金车体具有质轻优点，世界各国均在大力发展制造。高速列车铝合金车体是以大型扁宽薄壁铝合金型材作为骨架的焊接构件，焊接可减少40%的车辆制造工作量。铝合金车体焊接结构的性能，在基材一定的情况下，主要取决于焊接工艺和焊丝的合金成分和性能。目前高速铁路主要使用5356焊丝进行焊接。而现有生产方式采用铸造Ф9.5mm5356铝合金杆+挤压+退火+拉拔，以及连铸连轧Ф9.5mm5356铝合金杆+退火+拉拔。
现有采用上述两种生产5356铝合金的方式，均存在退火过程产品氧化严重，未经处理进行下道工序时，焊丝表面质量不佳，力学性能不稳定，严重影响焊接质量。与此同时，现有的生产方式还存在生产效率低，能耗大，成品率低的问题。
发明内容
本发明的目的旨在克服现有技术存在的不足，提供了一种采用不退火工艺生产Ф2.6mm5356铝合金焊丝的方法。采用此方法生产的5356铝合金焊丝，其表面质量好，几何尺寸精度高，直径偏差±0.05mm以内，抗拉强度波动在20MPa以内，伸长率好且波动小于4%，产品质量稳定。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种采用不退火工艺生产Ф2.6mm5356铝合金焊丝的方法，所述生产工艺为不退火生产方式，主要步骤为：
（1）铝液熔炼
在倾翻熔炼炉内装好铝含量为99.70%以上的铝液，使其温度控制在740～800℃；
（2）铝液合金化
向倾翻熔炼炉内铝含量99.70%以上的铝液先添加75%钛剂、75%锰剂和75%铬剂；接着添加Mg，配制符合标准GB/T3190-2008要求的Ti、Mn、Cr和Mg含量铝液；
（3）铝液电磁搅拌
铝液电磁搅拌30-40分钟，使铝熔体的合金成分和温度均匀；
（4）铝液精炼
用氩气（铝液氧化明显比氮气少）喷粉（精炼剂）精炼10-25分钟，精炼完成后扒干净铝液表面的浮渣；
（5）铝液转炉
等静置时间大于50分钟且温度符合要求后转炉；
（6）铝液在线除气
铝液用氩气作为除气介质进行进一步铝熔体处理，使氢含量小于0.20mg/100ml；
（7）在线细化处理
在线添加5Ti1B铝钛硼丝细化铸坯的铸造晶粒，得到晶粒均匀细小的铸造组织；
（8）铝液在线过滤；
（9）铝液自动控流
浇铸实现平稳控流，氧化膜破裂减少，减少铝液吸气的机会，减少铝液中氢含量，稳定了产品质量；
（10）铝液连续铸造
采用Ф1100mm的铜质结晶轮进行三轮水冷、铸造；
（11）铝坯在线矫直
对铝坯进行在线矫直，5356铝坯由于镁含量较高，其强度较高，启坯过程中容易弯曲且不易恢复，矫直不佳会影响后序铝坯铣边；
（12）铝坯铣边
5356铝合金中镁含量高其表面氧化物厚，如不去除会造成成品起皮和夹渣，严重地影响产品质量；
（13）铝坯中频感应炉加热
通过加热提升铝坯入轧温度到热加工温度以上，满足再结晶的要求；
（14）铝坯粗轧；
（15）铝坯精轧
得到Ф6.0mm5356铝合金焊丝；
（16）Ф6.0mm5356铝合金焊丝在线雾化淬冷；
（17）Ф6.0mm5356铝合金焊丝自动绕线；
（18）Ф6.0mm5356铝合金焊丝成品卷打包；
（19）Ф6.0mm5356铝合金焊丝冷轧开卷；
（20）Ф6.0mm5356铝合金焊丝冷轧轧制
调整好冷轧所有工艺参数，启动冷轧机进行轧制，获得Ф2.6mm5356铝合金焊丝；
（21）Ф2.6mm5356铝合金焊丝成品焊丝缠线。
具体的是，所述步骤（8）中，所述铝液在线过滤采用20目+60目的双级过滤。大大地提高了铝液洁净度。
具体的是，所述步骤（9）中，所述铝液自动控流的浇铸铝液液面波动为1～2mm。
具体的是，所述步骤（14）中，所述铝坯粗轧通过两台二辊粗轧轧制；
具体的是，所述步骤（15）中，所述铝坯精轧通过8台Y型三辊轧机轧制，得到Ф6.0mm5356铝合金焊丝；
具体的是，所述步骤（16）中，所述铝合金焊丝在线雾化淬冷每秒钟温降150℃以上。
具体的是，所述步骤（17）中，所述铝合金焊丝自动绕线采用双盘全自动切换卷取机，实现每卷1800-2000㎏密排绕线；
具体的是，所述步骤（18）中，所述铝合金焊丝成品卷打包采用3根钢带打包，松紧适中确保转运过程中不散捆和损伤焊丝，保证后序冷轧的产品质量。
具体的是，所述步骤（19）中，所述铝合金焊丝冷轧开卷方式为：把打包好的Ф6.0mm5356铝合金焊丝放置在开卷机上，用破坏钳剪断钢带，把卷头通过牵引喂入冷轧0#轧机，等待冷轧。
具体的是，所述步骤（21）中，所述铝合金焊丝成品焊丝缠线方式如下：把冷轧好的Ф2.6mm5356铝合金成品焊丝穿过导辊引入卷取盘上固定好，启动开卷机、冷轧机和缠线机，并使他们同步，緾绕完成停机换盘。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明采用不退火工艺生产Ф2.6mm5356铝合金焊丝，表面光滑无毛刺、裂纹、氧化皮，力学性能稳定，生产效率高，能耗低，成品率高。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实例一
（1）在倾翻熔炼炉内装好铝含量为99.74～99.78%的铝液，使其温度控制在780～795℃；
（2）铝液合金化，向倾翻熔炼炉内铝含量为99.74～99.78%铝液内先添加75%钛剂、75%锰剂和75%铬剂，后添加金属镁，配制Mg：4.65～4.78%、Ti：0.16～0.18、Mn：0.10～0.12、Cr：0.11～0.19%的铝液；
（3）铝液电磁搅拌34～37分钟，使铝熔体的合金成分和温度均匀；
（4）铝液精炼，用氩气（铝液氧化明显比氮气少）喷粉（精炼剂）精炼14～17分钟，精炼完成后扒干净铝液表面的浮渣；
（5）铝液转炉，等静置时间65～132分钟且温度达到745～765℃后转炉；
（6）铝液在线除气，铝液进行进一步铝熔体处理后，使铝液中氢含量为0.13～15mg/100ml；
（7）在线添加5Ti1B铝钛硼丝，得到晶粒均匀细小的铸造组织；
（8）经过双级（20目+60目）过滤；
（9）铝液自动控流，浇铸铝液液面波动1～2mm，氧化膜破裂减少，减少铝液吸气的机会，减少铝熔体中的氢含量；
（10）铝液通过Ф1100mm的铜质结晶轮进行三轮水冷、铸造；
（11）经过在线矫直铝坯；
（12）开启铝坯铣边机，铣去5356铝合金铝坯表面及边部氧化物；
（13）使用铝坯中频感应炉43～50%功率进行加热，提升铝坯入轧温度到热加工温度以上；
（14）经过加热铝坯引入粗轧，通过两台二辊粗轧轧制；
（15）粗轧完成后的铝坯引入精轧，通过8台Y型三辊轧机轧制，得尺寸精度高的Ф6.0mm5356铝合金焊丝；
（16）Ф6.0mm5356铝合金焊丝进行在线雾化淬冷，每秒钟温降168～177℃；
（17）经在线雾化淬冷处理的Ф6.0mm5356铝合金焊丝，通过双盘全自动切换卷取机，緾绕成卷重为1800-2000㎏密排卷；
（18）緾绕完成的成品Ф6.0mm5356铝合金焊丝卷按标准要求打包；
（19）把打包好的Ф6.0mm5356铝合金焊丝放置在开卷机上，用破坏钳剪断钢带，把卷头通过牵引喂入冷轧0#轧机，等待冷轧；
（20）调整好冷轧所有工艺参数，启动冷轧机进行轧制，获得Ф2.6mm5356铝合金焊丝；
（21）把冷轧好的Ф2.6mm5356成品焊丝穿过导辊引入卷取盘上固定好，启动开卷机、冷机和緾绕机，并使他们同步，緾绕完成停机换盘。
实例二
（1）在倾翻熔炼炉内装好铝含量为99.72～99.80%的铝液，使其温度控制在775～783℃；
（2）铝液合金化，向倾翻熔炼炉内铝含量为99.72～99.80%铝液内先添加75%钛剂、75%锰剂和75%铬剂，后添加金属镁，配制Mg：4.75～5.35%、Ti：0.16～0.19、Mn：0.13～0.17、Cr：0.10～0.17%的铝液；
（3）铝液电磁搅拌31～33分钟，使铝熔体的合金成分和温度均匀；
（4）铝液精炼，用氩气（铝液氧化明显比氮气少）喷粉（精炼剂）精炼19～24分钟，精炼完成后扒干净铝液表面的浮渣；
（5）铝液转炉，等静置时间73～167分钟且温度达到745～765℃后转炉；
（6）铝液在线除气，铝液进行进一步铝熔体处理后，使铝液中氢含量为0.14～18mg/100ml；
（7）在线添加5Ti1B铝钛硼丝，得到晶粒均匀细小的铸造组织；
（8）经过双级（20目+60目）过滤；
（9）铝液自动控流，浇铸铝液液面波动1～2mm，氧化膜破裂减少，减少铝液吸气的机会，减少铝熔体中的氢含量；
（10）铝液通过Ф1100mm的铜质结晶轮三轮进行水冷铸造；
（11）经过在线矫直铝坯；
（12）开启铝坯铣边机，铣去5356铝合金铝坯表面及边部氧化物；
（13）使用铝坯中频感应炉47～59%功率进行加热，提升铝坯入轧温度到热加工温度以上；
（14）经过加热铝坯引入粗轧，通过两台二辊粗轧轧制；
（15）粗轧完成后的铝坯引入精轧，通过8台Y型三辊轧机轧制，得尺寸精度高的Ф6.0mm5356铝合金焊丝；
（16）Ф6.0mm5356铝合金焊丝进行在线雾化淬冷，每秒钟温降171～185℃；
（17）经在线雾化淬冷处理的Ф6.0mm5356铝合金焊丝，通过双盘全自动切换卷取机，緾绕成卷重为1800-2000㎏密排卷；
（18）緾绕完成的成品Ф6.0mm5356铝合金卷按标准要求打包；
（19）把打包好的Ф6.0mm5356铝合金焊丝放置在开卷机上，用破坏钳剪断钢带，把卷头通过牵引喂入冷轧0#轧机，等待冷轧；
（20）调整好冷轧所有工艺参数，启动冷轧机进行轧制，获得Ф2.6mm5356铝合金焊丝；
（21）把冷轧好的Ф2.6mm5356成品焊丝穿过导辊引入卷取盘上固定好，启动开卷机、冷机和緾绕机，并使他们同步，緾绕完成停机换盘。
实施例获得的Ф2.6mm5356成品焊丝采用标准测试具体情况如下表：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
从上表可看出按此方法生产的Ф2.6mm5356铝合金焊丝，抗拉强度稳定，伸长率稳定且好，直径偏差小，光滑、无毛刺、裂纹、起皮、氧化皮等表面质量缺陷，焊丝的焊接性能好，这充分体现本发明的价值。
本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种采用不退火工艺生产Ф2.6mm5356铝合金焊丝的方法，其特征在于，所述生产工艺为不退火生产方式，主要步骤为：
（1）铝液熔炼
在倾翻熔炼炉内装好铝含量为99.70%以上的铝液，使其温度控制在740～800℃；
（2）铝液合金化
向倾翻熔炼炉内铝含量99.70%以上的铝液先添加75%钛剂、75%锰剂和75%铬剂；接着添加Mg，配制符合标准GB/T3190-2008要求的Ti、Mn、Cr和Mg含量铝液；
（3）铝液电磁搅拌
铝液电磁搅拌30-40分钟，使铝熔体的合金成分和温度均匀；
（4）铝液精炼
用氩气喷粉精炼10-25分钟，精炼完成后扒干净铝液表面的浮渣；
（5）铝液转炉
等静置时间大于50分钟且温度符合要求后转炉；
（6）铝液在线除气
铝液用氩气作为除气介质进行进一步铝熔体处理，使氢含量小于0.20mg/100ml；
（7）在线细化处理
在线添加5Ti1B铝钛硼丝细化铸坯的铸造晶粒，得到晶粒均匀细小的铸造组织；
（8）铝液在线过滤；
（9）铝液自动控流；
（10）铝液连续铸造
采用Ф1100mm的铜质结晶轮进行三轮水冷、铸造；
（11）铝坯在线矫直；
（12）铝坯铣边；
（13）铝坯中频感应炉加热
通过加热提升铝坯入轧温度到热加工温度以上，满足再结晶的要求；
（14）铝坯粗轧；
（15）铝坯精轧
得到Ф6.0mm5356铝合金焊丝；
（16）Ф6.0mm5356铝合金焊丝在线雾化淬冷；
（17）Ф6.0mm5356铝合金焊丝自动绕线；
（18）Ф6.0mm5356铝合金焊丝成品卷打包；
（19）Ф6.0mm5356铝合金焊丝冷轧开卷；
（20）Ф6.0mm5356铝合金焊丝冷轧轧制
调整好冷轧所有工艺参数，启动冷轧机进行轧制，获得Ф2.6mm5356铝合金焊丝；
（21）Ф2.6mm5356铝合金焊丝成品焊丝缠线。
2.根据权利要求1所述采用不退火工艺生产Ф2.6mm5356铝合金焊丝的方法，其特征在于：所述步骤（8）中，所述铝液在线过滤采用20目+60目的双级过滤。
3.根据权利要求1所述采用不退火工艺生产Ф2.6mm5356铝合金焊丝的方法，其特征在于：所述步骤（9）中，所述铝液自动控流的浇铸铝液液面波动为1～2mm。
4.根据权利要求1所述采用不退火工艺生产Ф2.6mm5356铝合金焊丝的方法，其特征在于：所述步骤（14）中，所述铝坯粗轧通过两台二辊粗轧轧制。
5.根据权利要求1所述采用不退火工艺生产Ф2.6mm5356铝合金焊丝的方法，其特征在于：所述步骤（15）中，所述铝坯精轧通过8台Y型三辊轧机轧制，得到Ф6.0mm5356铝合金焊丝。
6.根据权利要求1所述采用不退火工艺生产Ф2.6mm5356铝合金焊丝的方法，其特征在于：所述步骤（16）中，所述铝合金焊丝在线雾化淬冷每秒钟温降150℃以上。
7.根据权利要求1所述采用不退火工艺生产Ф2.6mm5356铝合金焊丝的方法，其特征在于：所述步骤（17）中，所述铝合金焊丝自动绕线采用双盘全自动切换卷取机，实现每卷1800-2000㎏密排绕线。
8.根据权利要求1所述采用不退火工艺生产Ф2.6mm5356铝合金焊丝的方法，其特征在于：所述步骤（18）中，所述铝合金焊丝成品卷打包采用3根钢带打包，松紧适中确保转运过程中不散捆和损伤焊丝，保证后序冷轧的产品质量。
9.根据权利要求1所述采用不退火工艺生产Ф2.6mm5356铝合金焊丝的方法，其特征在于：所述步骤（19）中，所述铝合金焊丝冷轧开卷方式为：把打包好的Ф6.0mm5356铝合金焊丝放置在开卷机上，用破坏钳剪断钢带，把卷头通过牵引喂入冷轧0#轧机，等待冷轧。
10.根据权利要求1所述采用不退火工艺生产Ф2.6mm5356铝合金焊丝的方法，其特征在于：所述步骤（21）中，所述铝合金焊丝成品焊丝缠线方式如下：把冷轧好的Ф2.6mm5356铝合金成品焊丝穿过导辊引入卷取盘上固定好，启动开卷机、冷轧机和缠线机，并使他们同步，緾绕完成停机换盘。
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