CN111334693A - 一种用于舰船的高强度Al-Mg-Zr焊丝及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于舰船的高强度Al‑Mg‑Zr合金焊丝，该合金板材包括以下重量百分比的成分：Mg 5.5～6.5％、Mn 0.7～1.1％、Zr 0.02～0.15％、Er 0～0.3％、Si 0～0.4％、Fe 0～0.4％、其他单个杂质元素单个含量不大于0.1％，余量为Al；本发明还公开了该合金焊丝的制备方法。本发明通过选用微量Er元素作为合金的有效成分，有效的增加了整个铝合金焊丝的力学性能，同时也使铝合金表层变形储能更高，从而从而有效的增加了焊丝接头抗拉强度、焊接接头弯曲度以及接头断后伸长率；此外，本发明工艺简单、易操作，且通过采用该方法，使得制造焊丝过程中均匀化退火处理彻底，从而有效的提高了制造得到的产品的力学性能以及防腐蚀性能。

Description

一种用于舰船的高强度Al-Mg-Zr焊丝及其制备方法
技术领域
本发明属于镁铝合金制造技术领域，具体涉及一种用于舰船的高强度 Al-Mg-Zr合金焊丝及其制备方法。
背景技术
铝合金是一种较轻的金属材料，在20世纪初才开始工业应用。第二次世界大战期间，铝材主要用于制造军用飞机；战后，由于军事工业对铝材的需求量骤减，铝工业界便着手开发民用铝合金，使其应用范围由航空工业扩展到舰船等领域。
在舰船领域，随着近些年来对舰船对船体整体所用的铝合金焊丝的力学性能以及防腐蚀性的要求越来越高，现有的铝合金焊丝仍存在力学性能性能不佳接头抗拉强度弱、焊接接头弯曲度低以及接头断后伸长率低的问题，难以满足使用要求；因此，研究具有力学性能佳的铝合金焊丝，是目前科研人员主要攻克的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种用于舰船的高强度Al-Mg-Zr 合金焊丝，解决了现有合金力学性能不佳，且表层变形储能低，从而导致焊丝接头抗拉强度弱、焊接接头弯曲度低以及接头断后伸长率低的问题。
本发明的主要目的还在于提供一种用于舰船的高强度Al-Mg-Zr合金焊丝的制备方法，解决了现有技术中均匀化退火处理不彻底、从而导致制备得到的产品的力学性能不佳、防腐蚀效果不好的问题。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种用于舰船的高强度Al-Mg-Zr合金焊丝，该合金板材包括以下重量百分比的成分：Mg 5.5～6.5％、Mn 0.7～1.1％、Zr 0.02～0.15％、Er 0～0.3％、Si 0～0.4％、Fe 0～0.4％、其他单个杂质元素单个含量不大于0.1％，余量为Al。
本发明的另一个技术方案是这样实现的：一种用于舰船的高强度Al-Mg-Zr 合金焊丝的制造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤1，在上述元素比例范围内，选定一组元素比例，进行备料；
步骤2，将所述步骤1中备好的物料置于干燥的熔炼炉中进行炉炼，得到镁铝合金熔炼液；
步骤3、采用半连续铸造工艺对所述步骤2中获得的镁铝合金熔炼液进行精炼，获得精炼后的镁铝合金溶液
步骤4、对所述步骤3获得的精炼后的镁铝合金溶液进行浇铸、挤压处理，获得镁铝合金线坯；
步骤5、对所述步骤4获得的镁铝合金线坯分别进行均匀化退火处理，获得均匀化退火处理镁铝合金线坯；
步骤6、对所述步骤5获得的均匀化退火处理镁铝合金线坯依次进行去应力退火处理和拉制，拉制两次后再进行去应力退火处理，再进行拉制，直至将铝镁合金线坯拉制成Al-Mg-Zr合金焊丝；
步骤7、对所述步骤6获得的Al-Mg-Zr合金焊丝进行刮削、抛光和清洗、吹干后，层绕上盘、真空包装，获得用于舰船的高强度Al-Mg-Zr合金焊丝。
优选地，所述步骤2中，所述炉炼的温度为850～900℃，所述炉炼的时间为8～12h。
优选地，所述步骤3中，所述半连续铸造工艺为：铸造温度为800～850℃，铸造的速度为80～90mm/min，冷却水的强度为0.5～0.6MPa，冷却水的温度为 10～15℃。
优选地，所述步骤4中，所述挤压处理工艺为：挤压温度为470～480℃，挤压速度为0.2～1mm·min-1，冷却方式为风冷或水冷。
优选地，所述步骤5中，所述均匀化退火处理工艺为：先将铝合金铸锭在 280～425℃下保温5～10h，再在450～510℃下保温12～24h，最后出炉。
优选地，所述步骤6中，所述拉制时的拉制延伸率为15～20％；
优选地，所述步骤6中，所述Al-Mg-Zr合金焊丝的直径为0.8～3.2mm。
与现有技术相比，本发明通过选用微量Er元素作为合金的有效成分，有效的增加了整个铝合金焊丝的力学性能，同时也使铝合金表层变形储能更高，从而从而有效的增加了焊丝接头抗拉强度、焊接接头弯曲度以及接头断后伸长率；此外，本发明通过采用中频熔炼铝和铝合金原料、合金化以及精炼的工序连续浇注制成铝合金线坯，此工序中轧制和拉丝作为减径的主要因素，同时在合理的道次变形量、走线速度、退火时间以及温度等工艺参数的限定下，有效的保证了铝合金焊丝的密实度和加工性能；本发明工艺简单、易操作，且通过采用该方法，使得制造焊丝过程中均匀化退火处理彻底，从而有效的提高了制造得到的产品的力学性能以及防腐蚀性能。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供的一种用于舰船的高强度Al-Mg-Zr合金焊丝，该合金焊丝包括以下重量百分比的成分Mg 5.5～6.5％、Mn 0.7～1.1％、Zr 0.02～0.15％、Er 0～0.3％、Si 0～0.4％、Fe 0～0.4％、其他单个杂质元素单个含量不大于0.1％，余量为Al。
采用上述方案后，通过选用微量Er元素作为合金的有效成分，有效的增加了整个铝合金焊丝的力学性能，同时也使镁铝合金焊丝表层变形储能更高，从而有效的增加了焊丝接头抗拉强度、焊接接头弯曲度以及接头断后伸长率。
本发明实施例还提供了该合金焊丝的制备方法，该方法包括以下步骤：
步骤1，在上述元素比例范围内，选定一组元素比例，进行备料；
步骤2，将所述步骤1中备好的物料置于干燥、且温度为850～900℃的熔炼炉中进行炉炼8～12h，获得镁铝合金熔炼液；
步骤3、采用半连续铸造工艺对所述步骤2中获得的镁铝合金熔炼液进行精炼，获得精炼后的镁铝合金溶液；其中，半连续铸造工艺为：铸造温度为800～850℃，铸造的速度为80～90mm/min，冷却水的强度为0.5～0.6MPa，冷却水的温度为10～15℃；
步骤4、对所述步骤3获得的精炼后的镁铝合金溶液进行浇铸，再在温度为470～480℃且挤压速度为挤压速度为0.2～1mm·min-1的条件下挤压处理，获得镁铝合金线坯；
步骤5、对所述步骤4获得的镁铝合金线坯分别进行均匀化退火处理，获得均匀化退火处理镁铝合金线坯；其中，所述均匀化退火处理工艺为：先将铝合金铸锭在280～425℃下保温5～10h，再在450～510℃下保温12～24h，最后出炉；
步骤6、对所述步骤5获得的均匀化退火处理镁铝合金线坯依次进行去应力退火处理和拉制，拉制两次后再进行去应力退火处理，再进行拉制，直至将铝镁合金线坯拉制成直径为0.8～3.2mm的Al-Mg-Zr合金焊丝；其中，拉制时的拉制延伸率为15～20％；
步骤7、对所述步骤6获得的Al-Mg-Zr合金焊丝进行刮削、抛光和清洗、吹干后，层绕上盘、真空包装，获得用于舰船的高强度Al-Mg-Zr合金焊丝。
采用上述方案后，通过采用中频熔炼铝和铝合金原料、合金化以及精炼的工序连续浇注制成铝合金线坯，此工序中轧制和拉丝作为减径的主要因素，同时在合理的道次变形量、走线速度、退火时间以及温度等工艺参数的限定下，有效的保证了铝合金焊丝的密实度和加工性能；本发明工艺简单、易操作，且通过采用该方法，使得制造焊丝过程中均匀化退火处理彻底，从而有效的提高了制造得到的产品的力学性能以及防腐蚀性能。
表1不同种类铝合金中各元素的百分比含量
序号 Mg Mn Zr Er Ti Si Fe Cu Zn
1 6.3 1.0 0.1 0 0.013 0.09 0.19 <0.1 <0.1
2 6.0 0.8 0.06 0 0.020 0.07 0.15 <0.1 <0.1
3 5.8 0.7 0.03 0 0.019 0.08 0.20 <0.1 <0.1
4 6.3 1.0 0.12 0.3 0 0.07 0.23 <0.1 <0.1
5 6.0 0.86 0.08 0.2 0 0.09 0.25 <0.1 <0.1
6 5.8 0.7 0.04 0.1 0 0.08 0.21 <0.1 <0.1
以上表格中每个序号中，其余含量为Al。
表2制造不同种类铝合金过程中均匀化退火处理的参数
Figure RE-GDA0002358447840000051
Figure RE-GDA0002358447840000061
现通过具体实施例来制造表1中不同种类的铝合金焊丝：
实施例1
一种用于舰船的高强度Al-Mg-Zr合金焊丝通过以下步骤制得：
步骤1，在上述元素比例范围内，选定一组元素比例，进行备料；
步骤2，将所述步骤1中备好的物料置于干燥、且温度为850℃的熔炼炉中进行炉炼12h，获得镁铝合金熔炼液；
步骤3、采用半连续铸造工艺对所述步骤2中获得的镁铝合金熔炼液进行精炼，获得精炼后的镁铝合金溶液；其中，半连续铸造工艺为：铸造温度为800℃，铸造的速度为90mm/min，冷却水的强度为0.5～0.6MPa，冷却水的温度为10～15℃；
步骤4、对所述步骤3获得的精炼后的镁铝合金溶液进行浇铸，再在温度为470℃且挤压速度为挤压速度为0.2mm·min-1的条件下挤压处理，获得镁铝合金线坯；
步骤5、对所述步骤4获得的镁铝合金线坯分别进行均匀化退火处理，获得均匀化退火处理镁铝合金线坯；其中，所述均匀化退火处理工艺为：先将铝合金铸锭在280℃下保温10h，再在450℃下保温24h，最后出炉；
步骤6、对所述步骤5获得的均匀化退火处理镁铝合金线坯依次进行去应力退火处理和拉制，拉制两次后再进行去应力退火处理，再进行拉制，直至将铝镁合金线坯拉制成直径为0.8mm的Al-Mg-Zr合金焊丝；其中，拉制时的拉制延伸率为15～20％；
步骤7、对所述步骤6获得的Al-Mg-Zr合金焊丝进行刮削、抛光和清洗、吹干后，层绕上盘、真空包装，获得用于舰船的高强度Al-Mg-Zr合金焊丝。
实施例2
一种用于舰船的高强度Al-Mg-Zr合金焊丝通过以下步骤制得：
步骤1，在上述元素比例范围内，选定一组元素比例，进行备料；
步骤2，将所述步骤1中备好的物料置于干燥、且温度为900℃的熔炼炉中进行炉炼8h，获得镁铝合金熔炼液；
步骤3、采用半连续铸造工艺对所述步骤2中获得的镁铝合金熔炼液进行精炼，获得精炼后的镁铝合金溶液；其中，半连续铸造工艺为：铸造温度为 850℃，铸造的速度为80mm/min，冷却水的强度为0.5～0.6MPa，冷却水的温度为10～15℃；
步骤4、对所述步骤3获得的精炼后的镁铝合金溶液进行浇铸，再在温度为480℃且挤压速度为挤压速度为0.2～1mm·min-1的条件下挤压处理，获得镁铝合金线坯；
步骤5、对所述步骤4获得的镁铝合金线坯分别进行均匀化退火处理，获得均匀化退火处理镁铝合金线坯；其中，所述均匀化退火处理工艺为：先将铝合金铸锭在425℃下保温5h，再在510℃下保温12h，最后出炉；
步骤6、对所述步骤5获得的均匀化退火处理镁铝合金线坯依次进行去应力退火处理和拉制，拉制两次后再进行去应力退火处理，再进行拉制，直至将铝镁合金线坯拉制成直径为3.2mm的Al-Mg-Zr合金焊丝；其中，拉制时的拉制延伸率为15～20％；
步骤7、对所述步骤6获得的Al-Mg-Zr合金焊丝进行刮削、抛光和清洗、吹干后，层绕上盘、真空包装，获得用于舰船的高强度Al-Mg-Zr合金焊丝。
实施例3
一种用于舰船的高强度Al-Mg-Zr合金焊丝通过以下步骤制得：
步骤1，在上述元素比例范围内，选定一组元素比例，进行备料；
步骤2，将所述步骤1中备好的物料置于干燥、且温度为870℃的熔炼炉中进行炉炼10h，获得镁铝合金熔炼液；
步骤3、采用半连续铸造工艺对所述步骤2中获得的镁铝合金熔炼液进行精炼，获得精炼后的镁铝合金溶液；其中，半连续铸造工艺为：铸造温度为 870℃，铸造的速度为85mm/min，冷却水的强度为0.5～0.6MPa，冷却水的温度为10～15℃；
步骤4、对所述步骤3获得的精炼后的镁铝合金溶液进行浇铸，再在温度为460℃且挤压速度为挤压速度为0.2～1mm·min-1的条件下挤压处理，获得镁铝合金线坯；
步骤5、对所述步骤4获得的镁铝合金线坯分别进行均匀化退火处理，获得均匀化退火处理镁铝合金线坯；其中，所述均匀化退火处理工艺为：先将铝合金铸锭在300℃下保温8h，再在470℃下保温18h，最后出炉；
步骤6、对所述步骤5获得的均匀化退火处理镁铝合金线坯依次进行去应力退火处理和拉制，拉制两次后再进行去应力退火处理，再进行拉制，直至将铝镁合金线坯拉制成直径为2.0mm的Al-Mg-Zr合金焊丝；其中，拉制时的拉制延伸率为15～20％；
步骤7、对所述步骤6获得的Al-Mg-Zr合金焊丝进行刮削、抛光和清洗、吹干后，层绕上盘、真空包装，获得用于舰船的高强度Al-Mg-Zr合金焊丝。
实施例4
一种用于舰船的高强度Al-Mg-Zr合金焊丝通过以下步骤制得：
步骤1，在上述元素比例范围内，选定一组元素比例，进行备料；
步骤2，将所述步骤1中备好的物料置于干燥、且温度为850℃的熔炼炉中进行炉炼12h，获得镁铝合金熔炼液；
步骤3、采用半连续铸造工艺对所述步骤2中获得的镁铝合金熔炼液进行精炼，获得精炼后的镁铝合金溶液；其中，半连续铸造工艺为：铸造温度为 800℃，铸造的速度为90mm/min，冷却水的强度为0.5～0.6MPa，冷却水的温度为10～15℃；
步骤4、对所述步骤3获得的精炼后的镁铝合金溶液进行浇铸，再在温度为480℃且挤压速度为挤压速度为0.2～1mm·min-1的条件下挤压处理，获得镁铝合金线坯；
步骤5、对所述步骤4获得的镁铝合金线坯分别进行均匀化退火处理，获得均匀化退火处理镁铝合金线坯；其中，所述均匀化退火处理工艺为：先将铝合金铸锭在425℃下保温5h，再在510℃下保温12h，最后出炉；
步骤6、对所述步骤5获得的均匀化退火处理镁铝合金线坯依次进行去应力退火处理和拉制，拉制两次后再进行去应力退火处理，再进行拉制，直至将铝镁合金线坯拉制成直径为3.2mm的Al-Mg-Zr合金焊丝；其中，拉制时的拉制延伸率为15～20％；
步骤7、对所述步骤6获得的Al-Mg-Zr合金焊丝进行刮削、抛光和清洗、吹干后，层绕上盘、真空包装，获得用于舰船的高强度Al-Mg-Zr合金焊丝。
实施例5
一种用于舰船的高强度Al-Mg-Zr合金焊丝通过以下步骤制得：
步骤1，在上述元素比例范围内，选定一组元素比例，进行备料；
步骤2，将所述步骤1中备好的物料置于干燥、且温度为850℃的熔炼炉中进行炉炼12h，获得镁铝合金熔炼液；
步骤3、采用半连续铸造工艺对所述步骤2中获得的镁铝合金熔炼液进行精炼，获得精炼后的镁铝合金溶液；其中，半连续铸造工艺为：铸造温度为800℃，铸造的速度为90mm/min，冷却水的强度为0.5～0.6MPa，冷却水的温度为10～15℃；
步骤4、对所述步骤3获得的精炼后的镁铝合金溶液进行浇铸，再在温度为460℃且挤压速度为挤压速度为0.2～1mm·min-1的条件下挤压处理，获得镁铝合金线坯；
步骤5、对所述步骤4获得的镁铝合金线坯分别进行均匀化退火处理，获得均匀化退火处理镁铝合金线坯；其中，所述均匀化退火处理工艺为：先将铝合金铸锭在300℃下保温8h，再在470℃下保温18h，最后出炉；
步骤6、对所述步骤5获得的均匀化退火处理镁铝合金线坯依次进行去应力退火处理和拉制，拉制两次后再进行去应力退火处理，再进行拉制，直至将铝镁合金线坯拉制成直径为2.0mm的Al-Mg-Zr合金焊丝；其中，拉制时的拉制延伸率为15～20％；
步骤7、对所述步骤6获得的Al-Mg-Zr合金焊丝进行刮削、抛光和清洗、吹干后，层绕上盘、真空包装，获得用于舰船的高强度Al-Mg-Zr合金焊丝。
实施例6
一种用于舰船的高强度Al-Mg-Zr合金焊丝通过以下步骤制得：
步骤1，在上述元素比例范围内，选定一组元素比例，进行备料；
步骤2，将所述步骤1中备好的物料置于干燥、且温度为900℃的熔炼炉中进行炉炼8h，获得镁铝合金熔炼液；
步骤3、采用半连续铸造工艺对所述步骤2中获得的镁铝合金熔炼液进行精炼，获得精炼后的镁铝合金溶液；其中，半连续铸造工艺为：铸造温度为 850℃，铸造的速度为80mm/min，冷却水的强度为0.5～0.6MPa，冷却水的温度为10～15℃；
步骤4、对所述步骤3获得的精炼后的镁铝合金溶液进行浇铸，再在温度为470℃且挤压速度为挤压速度为0.2mm·min-1的条件下挤压处理，获得镁铝合金线坯；
步骤5、对所述步骤4获得的镁铝合金线坯分别进行均匀化退火处理，获得均匀化退火处理镁铝合金线坯；其中，所述均匀化退火处理工艺为：先将铝合金铸锭在280℃下保温10h，再在450℃下保温24h，最后出炉；
步骤6、对所述步骤5获得的均匀化退火处理镁铝合金线坯依次进行去应力退火处理和拉制，拉制两次后再进行去应力退火处理，再进行拉制，直至将铝镁合金线坯拉制成直径为0.8mm的Al-Mg-Zr合金焊丝；其中，拉制时的拉制延伸率为15～20％；
步骤7、对所述步骤6获得的Al-Mg-Zr合金焊丝进行刮削、抛光和清洗、吹干后，层绕上盘、真空包装，获得用于舰船的高强度Al-Mg-Zr合金焊丝。
实施例7
一种用于舰船的高强度Al-Mg-Zr合金焊丝通过以下步骤制得：
步骤1，在上述元素比例范围内，选定一组元素比例，进行备料；
步骤2，将所述步骤1中备好的物料置于干燥、且温度为900℃的熔炼炉中进行炉炼8h，获得镁铝合金熔炼液；
步骤3、采用半连续铸造工艺对所述步骤2中获得的镁铝合金熔炼液进行精炼，获得精炼后的镁铝合金溶液；其中，半连续铸造工艺为：铸造温度为 850℃，铸造的速度为80mm/min，冷却水的强度为0.5～0.6MPa，冷却水的温度为10～15℃；
步骤4、对所述步骤3获得的精炼后的镁铝合金溶液进行浇铸，再在温度为460℃且挤压速度为挤压速度为0.2～1mm·min-1的条件下挤压处理，获得镁铝合金线坯；
步骤5、对所述步骤4获得的镁铝合金线坯分别进行均匀化退火处理，获得均匀化退火处理镁铝合金线坯；其中，所述均匀化退火处理工艺为：先将铝合金铸锭在300℃下保温8h，再在470℃下保温18h，最后出炉；
步骤6、对所述步骤5获得的均匀化退火处理镁铝合金线坯依次进行去应力退火处理和拉制，拉制两次后再进行去应力退火处理，再进行拉制，直至将铝镁合金线坯拉制成直径为2.0mm的Al-Mg-Zr合金焊丝；其中，拉制时的拉制延伸率为15～20％；
步骤7、对所述步骤6获得的Al-Mg-Zr合金焊丝进行刮削、抛光和清洗、吹干后，层绕上盘、真空包装，获得用于舰船的高强度Al-Mg-Zr合金焊丝。
实施例8
一种用于舰船的高强度Al-Mg-Zr合金焊丝通过以下步骤制得：
步骤1，在上述元素比例范围内，选定一组元素比例，进行备料；
步骤2，将所述步骤1中备好的物料置于干燥、且温度为870℃的熔炼炉中进行炉炼10h，获得镁铝合金熔炼液；
步骤3、采用半连续铸造工艺对所述步骤2中获得的镁铝合金熔炼液进行精炼，获得精炼后的镁铝合金溶液；其中，半连续铸造工艺为：铸造温度为 870℃，铸造的速度为85mm/min，冷却水的强度为0.5～0.6MPa，冷却水的温度为10～15℃；
步骤4、对所述步骤3获得的精炼后的镁铝合金溶液进行浇铸，再在温度为470℃且挤压速度为挤压速度为0.2mm·min-1的条件下挤压处理，获得镁铝合金线坯；
步骤5、对所述步骤4获得的镁铝合金线坯分别进行均匀化退火处理，获得均匀化退火处理镁铝合金线坯；其中，所述均匀化退火处理工艺为：先将铝合金铸锭在280℃下保温10h，再在450℃下保温24h，最后出炉；
步骤6、对所述步骤5获得的均匀化退火处理镁铝合金线坯依次进行去应力退火处理和拉制，拉制两次后再进行去应力退火处理，再进行拉制，直至将铝镁合金线坯拉制成直径为0.8mm的Al-Mg-Zr合金焊丝；其中，拉制时的拉制延伸率为15～20％；
步骤7、对所述步骤6获得的Al-Mg-Zr合金焊丝进行刮削、抛光和清洗、吹干后，层绕上盘、真空包装，获得用于舰船的高强度Al-Mg-Zr合金焊丝。
实施例9
一种用于舰船的高强度Al-Mg-Zr合金焊丝通过以下步骤制得：
步骤1，在上述元素比例范围内，选定一组元素比例，进行备料；
步骤2，将所述步骤1中备好的物料置于干燥、且温度为870℃的熔炼炉中进行炉炼10h，获得镁铝合金熔炼液；
步骤3、采用半连续铸造工艺对所述步骤2中获得的镁铝合金熔炼液进行精炼，获得精炼后的镁铝合金溶液；其中，半连续铸造工艺为：铸造温度为 870℃，铸造的速度为85mm/min，冷却水的强度为0.5～0.6MPa，冷却水的温度为10～15℃；
步骤4、对所述步骤3获得的精炼后的镁铝合金溶液进行浇铸，再在温度为480℃且挤压速度为挤压速度为0.2～1mm·min-1的条件下挤压处理，获得镁铝合金线坯；
步骤5、对所述步骤4获得的镁铝合金线坯分别进行均匀化退火处理，获得均匀化退火处理镁铝合金线坯；其中，所述均匀化退火处理工艺为：先将铝合金铸锭在425℃下保温5h，再在510℃下保温12h，最后出炉；
步骤6、对所述步骤5获得的均匀化退火处理镁铝合金线坯依次进行去应力退火处理和拉制，拉制两次后再进行去应力退火处理，再进行拉制，直至将铝镁合金线坯拉制成直径为3.2mm的Al-Mg-Zr合金焊丝；其中，拉制时的拉制延伸率为15～20％；
步骤7、对所述步骤6获得的Al-Mg-Zr合金焊丝进行刮削、抛光和清洗、吹干后，层绕上盘、真空包装，获得用于舰船的高强度Al-Mg-Zr合金焊丝。
检测例1
1)对实施例1-9中的步骤获得的高强度Al-Mg-Zr合金焊丝以及进口焊丝进行力学性能检测、腐蚀性能检测，检测结构表3和表4所示：
其中，对比合金焊丝选为进口的Al-Mg-Zr合金焊丝。
表3实施例1-9中的步骤获得的高强度Al-Mg-Zr合金焊丝的力学性能检测结果
Figure RE-GDA0002358447840000141
Figure RE-GDA0002358447840000151
表4实施例1-9中的步骤6获得的高强度Al-Mg-Zr合金焊丝的防腐蚀性能检测结果
序号 晶间腐蚀/mg·cm<sup>-2</sup> 剥落腐蚀
实施例1 5.4 PA
实施例2 4.5 PA
实施例3 4.8 PA
实施例4 5.3 PA
实施例5 6.8 PA
实施例6 4.7 PA
实施例7 5.9 PA
实施例8 6.3 PA
实施例9 7.2 PA
对比例 7.1 PA
从表3、表4中的数据可知，采用本发明方法获得的高强度Al-Mg-Zr合金焊丝的力学性能和防腐蚀性能均与进口的焊丝的力学性能和防腐蚀性能很接近甚至超过进口的焊丝的力学性能和防腐蚀性能。
2)对实施例1-9获得的高强度Al-Mg-Zr合金焊丝，对照例采用某公司的 ER5356合金焊丝，焊丝直径为1.2mm，高强度Al-Mg-Zr合金焊丝和进口 Al-Mg-Zr合金焊丝分别作为填充材料，在室温下，用MIG焊焊接10mm厚的铝镁合金板，然后进行抗拉强度、屈服强度和断后伸长率测试，测试结果如下表5所示：
表5实施例1-9获得的高强度Al-Mg-Zr合金焊丝的抗拉强度、屈服强度和断后伸长率测试结果
接头抗拉强度/MPa 焊接接头弯曲/MPa 接头断后伸长率/％
实施例1 368 357 7.8
实施例2 377 354 7.6
实施例3 375 361 7.4
实施例4 389 367 7.7
实施例5 386 362 7.5
实施例6 379 359 7.5
实施例7 387 360 7.8
实施例8 385 358 7.9
实施例9 383 363 7.6
对照例 286 276 7.1
由表1得知，本发明的铝镁合金焊丝具有更佳的接头抗拉强度、焊接接头弯曲度和接头断后伸长率，力学性能优于进口焊丝，能满足在船舶和海洋工程中铝镁合金的焊接。
综上所述，本发明通过选用微量Er元素作为合金的有效成分，有效的增加了整个铝合金焊丝的力学性能，同时也使铝合金表层变形储能更高，从而从而有效的增加了焊丝接头抗拉强度、焊接接头弯曲度以及接头断后伸长率；此外，本发明通过采用中频熔炼铝和铝合金原料、合金化以及精炼的工序连续浇注制成铝合金线坯，此工序中轧制和拉丝作为减径的主要因素，同时在合理的道次变形量、走线速度、退火时间以及温度等工艺参数的限定下，有效的保证了铝合金焊丝的密实度和加工性能；本发明工艺简单、易操作，且通过采用该方法，使得制造焊丝过程中均匀化退火处理彻底，从而有效的提高了制造得到的产品的力学性能以及防腐蚀性能。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种用于舰船的高强度Al-Mg-Zr合金焊丝，其特征在于，该合金板材包括以下重量百分比的成分：Mg 5.5～6.5％、Mn 0.7～1.1％、Zr 0.02～0.15％、Er 0～0.3％、Si 0～0.4％、Fe 0～0.4％、其他单个杂质元素单个含量不大于0.1％，余量为Al。
2.一种用于舰船的高强度Al-Mg-Zr合金焊丝的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤1，在上述元素比例范围内，选定一组元素比例，进行备料；
步骤2，将所述步骤1中备好的物料置于干燥的熔炼炉中进行炉炼，得到镁铝合金熔炼液；
步骤3、采用半连续铸造工艺对所述步骤2中获得的镁铝合金熔炼液进行精炼，获得精炼后的镁铝合金溶液；
步骤4、对所述步骤3获得的精炼后的镁铝合金溶液进行浇铸、挤压处理，获得镁铝合金线坯；
步骤5、对所述步骤4获得的镁铝合金线坯分别进行均匀化退火处理，获得均匀化退火处理镁铝合金线坯；
步骤6、对所述步骤5获得的均匀化退火处理镁铝合金线坯依次进行去应力退火处理和拉制，拉制两次后再进行去应力退火处理，再进行拉制，直至将铝镁合金线坯拉制成Al-Mg-Zr合金焊丝；
步骤7、对所述步骤6获得的Al-Mg-Zr合金焊丝进行刮削、抛光和清洗、吹干后，层绕上盘、真空包装，获得用于舰船的高强度Al-Mg-Zr合金焊丝。
3.根据权利要求2所述的一种用于舰船的高强度Al-Mg-Zr合金焊丝的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，所述炉炼的温度为850～900℃，所述炉炼的时间为8～12h。
4.根据权利要求3所述的一种用于舰船的高强度Al-Mg-Zr合金焊丝的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，所述半连续铸造工艺为：铸造温度为800～850℃，铸造的速度为80～90mm/min，冷却水的强度为0.5～0.6MPa，冷却水的温度为10～15℃。
5.根据权利要求5所述的一种用于舰船的高强度Al-Mg-Zr合金焊丝的制备方法，其特征在于，所述步骤4中，所述挤压处理工艺为：挤压温度为470～480℃，挤压速度为0.2～1mm·min-1，冷却方式为风冷或水冷。
6.根据权利要求5所述的一种用于舰船的高强度Al-Mg-Zr合金焊丝的制备方法，其特征在于，所述步骤5中，所述均匀化退火处理工艺为：先将铝合金铸锭在280～425℃下保温5～10h，再在450～510℃下保温12～24h，最后出炉。
7.根据权利要求6任意一项所述的一种用于舰船的高强度Al-Mg-Zr合金焊丝的制备方法，其特征在于，所述步骤6中，所述拉制时的拉制延伸率为15～20％。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种用于舰船的高强度Al-Mg-Zr合金焊丝的制备方法，其特征在于，所述步骤6中，所述Al-Mg-Zr合金焊丝的直径为0.8～3.2mm。
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