[发明专利]一种镁合金焊丝及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及镁合金焊丝技术领域，尤其是涉及一种镁合金焊丝及其制备方法和应用。本发明的镁合金焊丝，按质量百分数计，包括如下成分：Ce 1.3%~1.4%、Zn 4.0%~4.8%、Mn 0.34%~0.36%、Zr 0.5%~0.95%，余量为Mg和不可避免的杂质。本发明提供的镁合金焊丝，将其用于镁合金的焊接中，可细化焊缝晶粒，改善镁合金焊接接头的质量，减少裂纹的出现；本发明的镁合金焊丝尤其适用于ZM2镁合金的焊接，ZM2镁合金的焊区晶粒细小，无裂纹产生。

技术领域

本发明涉及镁合金焊丝技术领域，尤其是涉及一种镁合金焊丝及其制备方法和应用。

背景技术

镁及镁合金是目前较轻的工程结构材料之一。镁的密度为1.74g/cm³，约为铝合金的1/3、锌合金的1/3、钢铁的1/4、钛合金的2/5、与多数工程塑料相当。镁合金是以镁为基础加入其它元素组成的合金，具有较高的比强度和比刚度，良好的尺寸稳定性、导热导电性，以及优异的铸造、切削加工性能，并具有高阻尼、电磁屏蔽、资源丰富、易回收利用等优点，被誉为“21世纪绿色工程材料”。镁合金在汽车、电子、医疗等领域有着广泛的应用前景。

随着镁合金产品的用量增多，镁合金焊接结构件也逐渐增加，对镁合金焊丝的需求不断增加。目前镁合金焊丝主要包括以下几种：AZ31和AZ61镁合金焊丝、含有Sb的AZ61镁合金焊丝、AZ31B活性焊丝、AZ91及AZ91D镁合金焊丝。焊接镁合金时主要采用与母材相同类型、成分相近的焊接材料。但大多数镁合金具有较大的焊接热裂纹敏感性，容易在焊接接头处出现热裂纹。

目前，常见的镁合金有Mg-Mn、Mg-Al、Mg-Re和Mg-Li等合金系列。其中，ZM2镁合金为稀土铈和锌强化的合金，具有较好的铸造性能和高温强度。但ZM2镁合金因其结晶范围较宽，其焊接性能较差，在焊接过程中极容易产生裂纹等缺陷。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种镁合金焊丝，能够全部或部分解决现有技术中存在的镁合金焊接过程中容易产生裂纹的问题。

本发明的第二目的在于提供一种如上所述的镁合金焊丝的制备方法，该方法步骤简单，适合大规模工业化生产。

本发明的第三目的在于提供如上所述的镁合金焊丝在ZM2镁合金基材焊接中的应用，能够降低ZM2镁合金焊接过程中的焊接裂纹倾向性。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

本发明提供了一种镁合金焊丝，按质量百分数计，包括如下成分：

Ce 1.3%~1.4%、Zn 4.0%~4.8%、Mn 0.34%~0.36%、Zr 0.5%~0.95%，余量为Mg和不可避免的杂质。

进一步地，所述镁合金焊丝，按质量百分数计，包括如下成分：

Ce 1.35%~1.4%、Zn 4.6%~4.8%、Mn 0.34%~0.36%、Zr 0.65%~0.95%，余量为Mg和不可避免的杂质。

进一步地，所述镁合金焊丝中，Mn的质量百分数为0.35%~0.36%。

进一步地，所述不可避免的杂质包括Si、Fe、Ni、Cu和Be中的一种或多种。

进一步地，所述镁合金焊丝的直径为2.5~3.5mm。

本发明还提供了如上所述的镁合金焊丝的制备方法，包括如下步骤：

S1、将按各元素组成配料的原料经过熔炼、浇注得到棒料；

S2、将所述棒料加热至250~400℃后，挤压得到镁合金焊丝。

进一步地，步骤S1中，所述熔炼包括气体保护熔炼、溶剂保护熔炼和真空熔炼中的任一种。