[发明专利]一种高强度铝合金焊丝制备工艺

说明书

本发明公开了一种高强度铝合金焊丝及其制备工艺。该制备方法包括：铝液熔炼、炉内精炼、在线精炼、连续铸造、连续轧制、焊丝拉拔、刮削、超声波清洗和真空包装；在线精炼过程控制铝液中氢含量≤0.1ml/100g，通过电磁过滤装置在线过滤，有效去除铝液中尺寸1μm以上夹杂，大幅提高了铝液的纯净度，确保合金内部组织均匀致密，改善了拉拔过程的断丝问题，减少焊缝中夹杂和气孔缺陷的形成，铸造过程采用液位自动控制系统，结晶轮分区独立冷却，确保铸态合金的冶金组织均匀稳定，利用该方法制备的高强度铝合金焊丝力学性能稳定、组织均匀致密、表面质量高，适用于自动化焊接工艺。

技术领域

本发明涉及铝合金焊丝加工技术领域，具体而言，涉及一种高品质高强度铝合金焊丝的制备工艺。

背景技术

当前铝合金材料在汽车轻量化、轨道交通、船舶等领域的应用日益广泛，同时铝合金结构件之间的焊接也普遍采用自动化焊接技术。这就对焊丝的质量品质提出了更高的要求，一方面要保证焊缝的强度，减少或避免焊缝中出现裂纹纹、夹杂及气孔等缺陷；另一方面也要求焊丝具有良好的表面质量和刚度，确保送丝顺利。

目前我国使用非常广泛的适用于自动化焊接的高强度铝合金焊丝主要依赖进口，国内生产高强度铝合金焊丝方面仍处在起步阶段，制备工艺尚不成熟。

国内生产高品质铝合金焊丝主要有两种工艺手段：铸造-挤压工艺和连铸连轧工艺，其中铸造-挤压工艺相对比较成熟，但是在生产大盘长焊丝时效率极低、能耗成本高；连铸连轧工艺主要用于生产中低强度铝合金焊丝，在生产高强度铝合金焊丝时存在轧制成形困难、拉拔断线、表面质量差等问题，难以实现稳定制备高品质铝合金焊丝的要求。究其原因，铝合金焊丝的性能和质量取决于铝合金熔体的冶炼和净化技术水平，同时也取决于铝合金焊丝的成形加工和表面处理工艺。但目前国内现有工艺水平有限，所制备的铝合金焊丝氢含量和夹杂含量较高，市场上的众多铝合金焊丝很难满足科技发展对其性能的要求。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强度铝合金焊丝及其制备方法，利用该制备方法得到的高强度铝合金焊丝力学性能稳定、组织均匀致密、表面质量高，适用于自动化焊接工艺。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种高强度铝合金焊丝的制备工艺，包括：铝液熔炼、炉内精炼、在线精炼、连续铸造、连续轧制、焊丝拉拔、刮削、超声波清洗和真空包装；具体步骤如下：

（1）铝液熔炼：向熔炼炉中加入纯度≥99.7%铝锭、铝铁合金、铝锰合金、铝铬合金、铝钛合金，加热熔化后进行搅拌、扒渣，将定量的金属镁锭放入不锈钢框中，然后将不锈钢框没入到铝液内部进行搅拌，使镁锭完全熔化；待炉料全部熔化后进行充分搅拌，使熔体温度和合金成分均匀；

（2）炉内精炼：将熔炼炉中的熔体转注至保温炉，利用移动式旋转喷吹装置向炉内喷入高纯氮气和颗粒精炼剂对熔体进行精炼处理，随后将熔体表面浮渣扒除，控制熔体中氢含量＜0.3ml/100g，在熔体表面均匀撒上一层无钠覆盖剂，保温静置；

（3）在线精炼：通过流槽从保温炉对熔体进行放流，采用双室双转子旋转喷吹式除气箱对熔体进行在线除气，以95%N₂+5%Cl₂混合气体为除气介质，转子转速为400~500r/min，经过在线除气处理后的熔体中氢含量≤0.1ml/100g，采用电磁过滤装置对熔体进行在线过滤，以有效去除熔体内粒径大于1μm的夹杂物，去除率为90%以上；

（4）连续铸造：熔体通过流槽流入浇铸系统，采用轮式结晶器对熔体进行连续铸造，所述轮式结晶器具有分区独立冷却系统，熔体在轮式结晶器内冷却，凝固形成铸坯；