[发明专利]一种适用于7A52高强铝合金的焊丝及焊接方法

说明书

本发明公开了一种适用于7A52高强铝合金的焊丝及焊接方法，其中焊丝及焊接方法适用于10mm～60mm厚7A52高强铝合金焊接，其中焊丝化学成分按重量百分比为：Si：≤0.10％，Mn：0.5％～1.0％，Cr：0.15％～0.20％，Cu：≤0.04％，Fe：0.10％～0.20％，Mg：5.3％～5.8％，Zn：≤0.15％，Ti：0.15％～0.20％，Zr：0.10％～0.15％，其余为Al及不可避免的杂质元素。本申请中采用双丝双脉冲焊接方法，选择合适的焊接工艺，获得了高质量的焊接接头，其中接头抗拉强度≥335MPa，焊接接头强度系数≥0.80，焊接效率提高35％以上。从而使得所述焊丝和焊接方法应用于7A52高强铝合金的焊接具有巨大的潜力。

技术领域

本发明涉及材料加工技术领域，尤其涉及一种适用于7A52高强铝合金的焊丝及焊接方法。

背景技术

7A52铝合金是可热处理强化的7系铝合金，经固溶和时效处理后强度≥410MPa，现已广泛用于飞机机身结构、特殊车辆、铁路运输和低温压力容器等领域的大型结构件中。对于这些大型结构件，采用传统的制造方法(铸造、锻压等)不能一体化加工成形，只能通过焊接进行连接制造，因此焊接技术成为了一种重要的材料加工方法。但铝合金由于熔点低、导热快，采用传统的焊接方法(直流MIG、TIG以及脉冲模式)，焊接效率低，焊后母材变形严重，同时由于焊接线能量较大导致焊缝组织晶粒粗大，热影响区软化严重，极大地降低了焊接接头的力学性能，从而也限制了7A52高强铝合金的使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于7A52高强铝合金的焊丝及焊接方法，解决常规7A52高强铝合金在焊接中存在背景技术中提出的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种适用于7A52高强铝合金的焊丝，其化学成分按重量百分比为：Si：≤0.10％，Mn：0.5％～1.0％，Cr：0.15％～0.20％，Cu：≤0.04％，Fe：0.10％～0.20％，Mg：5.3％～5.8％，Zn：≤0.15％，Ti：0.15％～0.20％，Zr：0.10％～0.15％，其余为Al及不可避免的杂质元素；其中焊丝经过铸锭制备、热挤压、轧制、中间退火、光亮冷拔步骤进行加工制得，具体为常规焊丝加工工艺。

并经过以下步骤制得丝径为1.2mm和1.6mm的焊丝：

其经过铸锭制备、热挤压、轧制、中间退火、光亮冷拔步骤。

本申请通过焊丝成分设计解决上述背景技术中存在的问题；其中Mg元素是7A52铝合金中重要的固溶强化元素，能与Zn元素形成强化相MgZn₂；

但是在采用双丝双脉冲焊接过程中，焊缝总热输入增加，导致Mg元素蒸发严重，减弱了Mg元素强化作用；

本申请中通过提高Mg元素含量(5.3％～5.8％)，从而保证Mg元素固溶强化效果。

另外，本申请中同时该焊丝组分中添加有一定比例的Ti(0.15％～0.20％)和微量稀土元素Zr(0.10％～0.15％)；其中Ti与Zr能够产生复合微合金化，形成Al₃(Zr,Ti)弥散相，该弥散相与Al基体的错配度很小，从而能够细化晶粒和抑制再结晶，提高合金的热稳定性，进而提高材料的力学性能。

本发明提供了一种适用于7A52高强铝合金的焊接方法，其应用上述的适用于7A52高强铝合金的焊丝，

采用双丝双脉冲焊接方法：

其中主丝为脉冲(P)焊接模式，焊接电流为240A～330A，焊接电压为23.3V～25.3V；副丝为冷金属过渡(CMT)+脉冲(P)焊接模式，焊接电流为100A～160A，焊接电压为18.2V～20.1V；

焊接速度为0.48m/min～0.72m/min，送丝速度为22m/min～30m/min；