一种含银铝焊丝及其制备方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于焊接材料领域，特别涉及一种含银铝焊丝及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着国内外船舶、车辆、建筑、桥梁、低温工程、化工机械和航空航天事业 的发展，各领域对铝合金焊接结构件的需求日益增多。但由于铝的物理化学性能特殊，焊接 后的焊接接头常会发生严重软化，这极大地制约了铝合金焊接结构件在各领域中的应用。
[0003] 目前，国内外对焊接接头强化的研究主要集中在两个方面:一方面是从力学角度 考虑，使用锤击强化、挤压强化等方法提高接头强度，但此方面工艺复杂、设备投入大;另一 方面是从冶金学角度考虑，通过优化焊丝成分的方式来改善焊接接头的组织与力学性能， 此方法工艺相对简单，设备投资小。
[0004] 早在20世纪初期，人们就开始研究Ag在铝合金中的作用。在五、六十年代，Ag在Al-Zn-Mg-(Cu)合金中的作用已经得到了广泛的研究。Al-Mg合金并不具备显著的时效强化效 果，但当合金加入适量的Ag之后，在150~200 °C时效后，Ag可以改善合金的组织结构，使合 金获得较大的时效硬化效应，提高析出相的析出速率和稳定性，合金硬度达到最大后，减缓 过时效速度。目前，国内鲜有人将Ag添加到Al-Mg焊丝中制备出含银铝焊丝。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种含银铝焊丝及其制备方法。采用本 方法制得的铝合金焊丝，焊接性能稳定、焊后焊接接头强韧性良好、可满足Al-Zn-Mg系合金 的工程化焊接。
[0006] 本发明的一种含银错焊丝，成分按质量百分含量为:Mg: 3.5~6.2%，Μη:0.05~ 1.2%，Ti:0.01~0.1%，Ag:0.05~0.5%，其余为Al;直径为 1.2~4.0mm;
[0007] 本发明的含银铝焊丝的制备方法，包括以下步骤：
[0008] 步骤1，备料：
[0009] 按含银铝焊丝的质量百分含量，进行备料;其中，Mg以纯镁形式加入，Mn以Al-Mn中 间合金形式加入，Ti以Al-Ti中间合金形式加入，Ag以纯银形式加入，Al以纯铝、Al-Mn中间 合金、Al-Ti中间合金形式加入；
[0010]步骤2,合金熔炼及浇铸：
[0011] (1)将纯铝熔化后，将纯银、Al-Mn中间合金和Al-Ti中间合金依次加入，升温至730 ~75(TC，加入纯镁，熔化并搅拌均匀，制成合金熔体；
[0012] (2)除气剂六氯乙烷加入合金熔体中，搅拌后静置10~20min，进行精炼除气；
[0013] (3)去除合金熔体表面的浮渣，控制熔体温度为730~740°C，半连续铸制成Φ 100 ~350mm的圆棒形铸锭；
[0014] 步骤3,均匀化处理：
[0015] 在200~220°C下保温1~2h，然后随炉升温至450~460°C下保温24~30h后，风冷 至室温;其中，风冷时通风量为80~166m3/s;
[0016] 步骤4,挤压处理：
[0017] 对铸锭切头、扒皮后，进行热挤压，挤压成Φ6~8mm的焊丝坯料;其中，热挤压变形 系数为15~47,挤压温度为380~430°C，保温时间为1~2h;
[0018] 步骤5,拉伸处理：
[0019] 拉拔焊丝还料4~16次，制成Φ 1.2~4.Omm的成品焊丝；其中，拉拔累计断面直径 减小60~80% ;每拉拔3次进行一次退火，退火温度为380~430°C，保温时间为0.5~4h。
[0020] 所述的步骤1中，纯铝和纯镁的纯度均为9 9 . 7 w t . % ;纯金属银的纯度为 99.9的.％41，11中间合金，成分按质量百分数为:111为10~40%，其余为4141-1^中间合 金，成分按质量百分数为:Ti为5~10%，其余为A1。
[0021] 所述的步骤2(1)，采用碳棒熔铝炉，进行合金的熔炼。
[0022] 所述的步骤2(3)，采用立式铸造拉伸机，半连续铸制成铸锭。
[0023]所述的步骤4，采用300T油压机，进行热挤压处理。
[0024] 所述的步骤5，拉拔次数按公式(I)计算：
[0025]
(. I .)
[0026] 式中，η为拉拔次数，λΣ为总延伸系数，Am为平均延伸系数；
[0027]延伸系数按公式（Π )计算：
[0028]
(II )
[0029] 式中，λ为延伸系数，Dq为拉拔前焊丝还料直径，mm;DH为拉拔后成品焊丝直径，mm;
[0030] 将焊丝坯料直径、成品焊丝直径带入公式（Π )中，计算出λΣ;根据实际生产经验， 把第一次拉拔延伸系数心的值，作为平均延伸系数，即Am=A u
[0031] 本发明的一种含银铝焊丝及其制备方法，与现有技术相比，有益效果是：
[0032] 本发明的一种含银铝焊丝及其制备方法，技术方案提出在Al-Mg焊丝中添加 Ag元 素，并给出了一个合理的Ag含量范围，并通过控制加工过程的工艺参数，制备出高品质的含 银铝焊丝，使用上述焊丝作为填充材料焊接铝合金板材可以显著提高焊接接头的抗拉强 度、塑性和焊接系数。
【附图说明】
[0033] 图1为本发明实施例5的含银铝焊丝的宏观组织图；
[0034] 图2为本发明实施例5的含银铝焊丝的微观组织图；
[0035] 图3为本发明实施例7的含银铝焊丝的宏观组织图；
[0036] 图4为本发明实施例7的含银铝焊丝的微观组织图。
【具体实施方式】
[0037] 以下实施例中，第一次拉拔延伸系数心的值均为1.2,将其作为平均延伸系数，即λη = A1= 1.2〇
[0038] 实施例1
[0039] 一种含银铝焊丝，成分按质量百分数为:Mg为3.5%，Mn为0.5%，Ti为0.05%，Ag为 0.05%，其余为Al;直径为1.2mm;
[0040] -种含银铝焊丝的制备方法，包括以下步骤：
[0041 ] 步骤1，备料：
[0042] 按含银铝焊丝的质量百分含量，进行备料;其中，Mg以纯镁形式加入，Mn以Al-Mn中 间合金形式加入，Ti以Al-Ti中间合金形式加入，Ag以纯银形式加入，Al以纯铝、Al-Mn中间 合金、Al-Ti中间合金形式加入；
[0043]步骤2，合金熔炼及浇铸：
[0044] (1)采用碳棒熔铝炉，将纯铝熔化后，将纯金属银、Al-Mn中间合金和Al-Ti中间合 金依次加入，升温至730°C，加入纯镁，熔化并搅拌均匀，制成合金熔体；
[0045] (2)除气剂六氯乙烷加入合金熔体中，搅拌后静置15min，进行精炼除气；
[0046] (3)去除合金熔体表面的浮渣，控制熔体温度为730°C，在立式铸造拉伸机中，半连 续铸制成Φ I OOmm的圆棒形铸锭；
[0047] 步骤3,均匀化处理：
[0048] 将铸锭放入电阻炉中，在210°C下保温lh，然后随炉升温至460°C下保温30h后，风 冷至室温;其中，风冷时通风量为90m3/s;
[0049] 步骤4,挤压处理：
[0050]对铸锭切头、扒皮后，采用300T油压机，进行热挤压，挤压成Φ6πιπι的焊丝坯料;其 中，热挤压变形系数为28,挤压温度为400°C，保温时间为1.5h;
[0051 ] 步骤5,拉伸处理：
[0052] 拉拔焊丝坯料16次，制成Φ 1.2mm的成品焊丝;其中，拉拔累计断面直径减小80%， 每拉拔3次进行一次退火，共进行5次退火，退火温度为380°C，保温时间为2.5h。
[0053]将本实施例制备的含银铝焊丝作为填充材料，在室温下，用TIG焊焊接4mm厚T4态 的7A52铝合金薄板，使用岛津公司生产的AG-X plus型立式电子万能试验机测量焊接接头 的抗拉强度为278MPa，断后延伸率为11.2%。
[0054] 实施例2
[0055] -种含银铝焊丝，成分按质量百分数为:Mg为5.2%，Mn为0.05 %，Ti为0.1 %，Ag为 0.5%，其余为Al;直径为1.8mm;
[0056] -种含银铝焊丝的制备方法，包括以下步骤：
[0057] 步骤1，备料：
[0058] 按含银铝焊丝的质量百分含量，进行备料;其中，Mg以纯镁形式加入，Mn以Al-Mn中 间合金形式加入，Ti以Al-Ti中间合金形式加入，Ag以纯银形式加入，Al以纯铝、Al-Mn中间 合金、Al-Ti中间合金形式加入；
[0059]步骤2，合金熔炼及浇铸：
[0060] (1)采用碳棒熔铝炉，将纯金属铝熔化后，将纯金属银、Al-Mn中间合金和Al-Ti中 间合金依次加入，升温至740°C，加入纯金属镁，熔化并搅拌均匀，制成合金熔体；
[0061] (2)除气剂六氯乙烷加入合金熔体中，搅拌后静置lOmin，进行精炼除气；
[0062] (3)去除合金熔体表面的浮渣，控制熔体温度为735°C，在立式铸造拉伸机中，半连 续铸制成φ I OOmm的圆棒形铸锭；
[0063] 步骤3,均匀化处理：
[0064] 将铸锭放入电阻炉中，在200°C下保温2h，然后随炉升温至450°C下保温26h后，风 冷至室温;其中，风冷时通风量为89m3/s;
[0065] 步骤4,挤