[发明专利]铝合金焊丝

说明书

本公开大体上涉及焊接填充金属领域，更具体地涉及适合用于焊接或铜焊铝合金的组合物。在一个实施方式中，一种铝‑硅‑镁合金包含约0.1重量％和约0.5重量％之间的镁含量，其中基本上全部的镁含量作为硅化镁存在。所述合金包含约5.0重量％和约6.0重量％之间的硅含量，其中至少4.75重量％的硅含量作为游离硅存在。所述合金包含铁、铜、锰、锌和钛中的一种或多种。所述合金还包含余量的铝和痕量成分。

相关申请的交叉引用

本申请是2014年1月22日提出的第14/161,432号、题目为“Aluminum AlloyWelding Wire”的美国专利申请的部分继续申请，是2011年2月8日提出的第13/023,158号、题目为“Aluminum Alloy Welding Wire”(铝合金焊丝)的美国专利申请的部分继续申请，是2010年2月10日提出的第61/303,149号、题目为“Aluminum Alloy Welding Wire”(铝合金焊丝)的美国临时专利申请的非临时专利申请，所述申请全文通过引用并入本文用于所有目的。

背景技术

本公开大体上涉及焊接填充金属领域，更具体地涉及适合用于焊接或铜焊铝合金的组合物。

有多种不同的已知并且目前正在使用的金属件连接工艺，包括铜焊和焊接。铜焊和焊接都可以用于连接铝制品和铝合金件。与钢及其它金属不同，铝合金因例如它们的冶金学、它们的熔点、随特定合金添加剂的变化而变化的强度等而存在特有的问题。此外，一方面对更薄的铝合金工件，另一方面又对更厚的工件越来越多的关注，在选择性能良好并且提供期望的物理机械性能的铜焊和焊接材料方面造成附加的难题。

铜焊操作使用具有比待连接基底金属低的熔化温度的填充金属。在铜焊中，基底金属不熔化，并且选择填充金属中的合金元素，以使它们能够降低填充金属的熔化温度并且湿润在基底金属上始终存在的氧化铝，从而可以在不熔化基底金属的情况下达到冶金粘结。在某些应用中，可以在置于真空或保护气氛下的熔炉中实施铜焊，其中，将温度升高直至仅填充金属熔化并且通过流体流动和毛细管作用填充固体基底金属构件之间的接头。铜焊接头一般用于低强度的铝合金以及很薄的截面结构，例如，汽车散热器以及换热器，例如，用于暖通空调系统中的那些换热器。铜焊时采用的温度可以使不可热处理的和可热处理的铝合金退火，从而可以改变通过冷加工或热处理和时效操作达到的机械性能。因此，虽然铜焊在许多应用中相当有用，但是可能不适合用于连接高强度结构合金。

焊接操作通过熔化每个待连接工件的一部分基底金属，并熔化填充金属以在接头中形成焊接熔池来连接金属件。焊接需要在接头处集中加热，以形成焊接熔池，焊接熔池一旦凝固就具有填充金属和基底金属的化学组成组合所得的化学组合物。通常可以将焊接温度控制为足够高以使填充金属和基底金属两者熔化，并使基底金属的热影响区保持最小，以便保留其机械性能。

对于铜焊和焊接，添加材料一般都以焊丝形式提供，取决于应用，可以是通过焊炬进给的连续长丝形式，或是可手动进给的较短丝，或甚至为焊条，例如，用于焊条焊(stickwelding)的涂药焊条。但是，目前可用的铝合金铜焊和焊接焊丝不能满足众多现代应用的需求。举例来说，现有产品在连接操作中缺乏期望的流动性，或者当在焊接应用中与基底材料结合时缺乏期望的强度，在用于一系列现代焊接工艺时尤为如此。此外，在焊弧在焊透深度、热量和熔池形成等方面有差异的情况中，现有铝合金焊丝及组合物无法提供就最终接头的组成和强度而言期望程度的一致性。

目前需要适合于焊接和/或铜焊应用(成功满足所述需求)的改进型铝合金组合物。

发明内容

在一个实施方式中，一种铝-硅-镁合金包含约0.1重量％和约0.5重量％之间的镁含量，其中基本上全部的镁含量作为硅化镁存在。所述合金包含约5.0重量％和约6.0重量％之间的硅含量，其中至少4.75重量％的硅含量作为游离硅存在。所述合金包含铁、铜、锰、锌和钛中的一种或多种。所述合金还包含余量的铝和痕量成分。