[发明专利]一种Al-Mg-Er系焊丝及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种焊接用铝合金焊丝，尤其涉及一种用于Al-Mg系合金 熔化焊用的焊丝及其制备工艺。

背景技术

目前铝合金研究的一个方向是在铝合金中添加微量稀土元素以提高合 金的强度，并获得较好的综合性能。近年来许多学者对稀土元素Er在铝及 铝合金的作用进行了的研究，徐国富等发现，将Er加入Al-Zn-Mg合金中能 明显细化铸态合金晶粒，Er能通过弥散析出的方式提高合金的强度，Er还能 抑制合金的再结晶行为(XU Guo-fu，MOU Shen-zhou，NIE Zuo-ren and YIN Zhi-min，Effect of trace rare earth element Er on Al-Zn-Mg alloy[J].Trans. Nonferrous Met.Soc.China，2006，16(1)：598-603)。杨军军等将微量Er加入 纯铝中，也发现弥散分布的细小Al₃Er质点对位错和亚晶界具有钉扎作用， Er可以有效抑制再结晶，能将高纯铝的再结晶温度提高50℃左右(YANG Jun-jun，NIE Zuo-ren，JIN Tou-nan，et al.Effect of trace rare-earth element Er on Rectystallization behavior of high pure aluminum[J].Rare-earth Rare Metal Materials and Engineering，2003，32(1)：37-40)。

Al-Mg基焊料合金广泛地用在陆地、海洋运输用存储罐和海洋运输类的 大型焊接结构中，其标准合金之一是AA5183，该合金用途广泛是主要原因 在于它具有较高的强度、高耐蚀性、高弯曲能力和高可焊性。AA5183合金 的焊缝强度可通过提高合金中的Mg含量而得以提高，同时延展性的损失也 不大。然而，提高Al-Mg基焊料合金中的Mg含量会引起耐蚀性的急剧降低。 但是，对于含Er的Al-Mg合金用于制备焊丝材料的研究，国内外没有相关报 道。因此结合我国丰富的稀土资源以及对铝材焊接性能的进一步要求，本 发明是将稀土Er加入到Al-Mg合金焊丝中。

发明内容

本发明的目的在于提供一种焊接性能稳定、强度高、可满足Al-Mg系合 金的工程化焊接的Al-Mg-Er系焊丝。

本发明的另一目的是提供一种工艺简单的制备Al-Mg-Er系焊丝的方 法。

为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：

一种Al-Mg-Er系焊丝，其特征在于：其化学成分及质量百分比(％) 组成为：Mg：4.3-6.5，Mn：0.4-1.2，Zr：0.05-0.3，Er：0.1-0.6，余量为 Al及其它不可避免的夹杂。

上述Al-Mg-Er系焊丝采用如下工艺制备：

(1)原材料配制，基体元素铝以A₀₀纯铝、镁以1#纯镁形式加入，Mn、 Zr、Er均以Al基中间合金的形式加入，按质量百分比配制；

(2)采用中频感应电阻炉、黏土石墨坩埚熔炼，待合金完全熔化后， 用C₂Cl₆精炼除气，加覆盖剂(NaCl 8％，CaF₂ 10％，MgCl₂ 67％，MgF₂/CaCl₂15 ％，用量为炉料的3％-5％)保护，然后进行二次精炼、静置、扒渣，浇 铸成铸锭；

(3)对铸锭合金切头、铣面后，进行均匀化退火、退火温度为 450-520℃，时间为5-20小时；

(4)退火后进行热挤压，铸锭加热温度为420-500℃，保温1-3小时， 挤压比10-100；

(5)热挤后对杆材进行中间退火，退火温度为380-480℃，保温时间为 0.5-4小时；

(6)将挤压后铝合金杆材进行多次拉拔到规格尺寸的成品焊丝，累计 截面直径减小60-95％，在拉拔过程中可进行多道次退火，退火温度为 350-420℃，保温时间为0.5-4小时。

本发明焊丝中加入合适的Mg、Mn、Zr、Er等合金元素，其具体作用为：