本发明涉及铝合金焊丝技术领域，尤其是一种高镁铝合金焊丝的制备方法。
背景技术：
近年来，我国航空航天、高铁等领域高速发展，捷报频传。这也对在航空航天、高铁、汽车等领域应用最为广泛的有色金属-铝合金提出了更高的要求。以高铁用铝合金为例，其车厢是由大型扁宽薄壁铝合金构件焊接而成。而焊接结构件的性能在基材一定的情况下，取决于焊丝的性能。
高性能铝合金焊丝是我国目前急需的重点新材料。而我国企业目前所生产的铝合金焊丝与世界上先进的铝合金焊丝制造商相比，还有很大的差距。我国目前主要采用半连续铸造-挤压法，生产的焊丝质量不稳定，严重影响焊缝的质量。且半连续铸造后，需要进行铸锭均匀化退火，耗时费力，增加能源的消耗；挤压或水平连铸铝合金焊杆因盘重小，不能用于连续拉伸成形，连续拉伸成形需要将其小盘原料杆焊接成大盘的原料杆，由此导致组织与性能等等方面的问题。而连铸连轧工艺节能降耗，节约成本，具有明显的经济效益和社会效益。
技术实现要素：
本发明的目的是：提供一种高镁铝合金焊丝的制备方法，该制备方法连续化程度高，有利于提高合金的产量和质量，降低制造成本，实现了大塑性变形，实现了铸锭组织的有效细化和均匀化。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种高镁铝合金焊丝的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
（1）将工业纯铝在熔炼炉中加热熔融，当铝液温度达到740-780℃时，通过和熔炼炉、保温炉相连的转流流槽将铝液从熔炼炉导入保温炉中，在转流流槽中加入中间合金和金属mg，随着铝熔体的冲刷和搅拌一起进入到底吹氮气或者氩气的保温炉中，让合金元素在保温炉中完全融化和均匀化，保持炉内氮气或者氩气的微正压，得到合金熔体；
（2）对熔体进行净化处理，净化处理包括除气、除杂、扒渣、覆盖，对铝熔体合金成分进行炉前快速分析，对熔体成分进行调整，直至达到成分要求，当铝合金熔体的温度达到740℃时，对熔体进行高纯氮气的连续除气保护，扒渣后在铝熔体表面均匀撒上一层覆盖剂，保温静置30—45分钟；
（3）通过保温静置后的熔体，借助放流流槽从保温炉进行放流，在放流流槽内实现在线喂丝，铝熔体先后经放流流槽流过接在后边的在线除气和陶瓷过滤系统，完成铝熔体炉外除气和陶瓷过滤后，经过与陶瓷过滤与浇注系统连通的流槽，铝熔体依次流过上浇包，中间浇包，最后由下浇包水平浇入连铸机中，冷却，不断连续凝固成铝合金线锭，凝固的线锭由在连铸机中的剔锭器连续剔除，实现铝合金线锭与连铸结晶铜轮的连续分离；
（4）将与结晶铜轮连续分离的连铸成形的铝合金线锭，通过曲线锭引桥，在连铸连轧机主动前牵引的作用，经过剪头机剪掉线锭料头，然后进入校直机校直，连续通过倍频加热器加热，在主动喂料系统的作用下，铝合金线锭喂入连轧机组中；
（5）以连铸连轧成形的直径为6.0-9.5mm的铝合金杆为原料，在水箱拉伸机上以延伸系数为1.12-1.58，经过6-10道次拉伸为成直径为3.23-2.63mm的半成品铝合金焊丝线材，连续拉线终了拉线速度为750m/min，线材在拉丝机上自动卷取成卷；
（6）将成卷的半成品铝合金焊丝线才放入时氮气保退火护中进行铝焊丝的半成品退火。
优选的，所述步骤（1）中合金熔体的质量百分含量如下：fe:0.4%、si:0.4%、cu:0.1%、mn:0.05-0.20%、mg:4.5-5.5%、cr:0.05-0.20%、zn:0.1%、ti:0.06-0.2%、be:0.006%，其他：≤0.05%，杂质总和不超过0.15%，其余为al。
优选的，所述步骤（1）中的熔炼炉为双室竖式熔铝炉，双竖式熔铝炉为漏斗形的内炉膛，熔铝时炉膛温度为900-1050℃、熔体温度为740～760℃。
优选的，所述步骤（1）中中间合金的添加量为al-10%cr、al-10%mn。
优选的，所述步骤（2）中净化处理具体包括：向熔体中加入熔体质量分数0.1-0.2%的c2cl6和0.2-0.4%的无钠溶剂的均匀混合粉体进行喷粉精炼，对熔体进行除气除渣精炼，然后用高纯氮气或氩气进行炉底吹除气精练30-45分钟。
优选的，所述无钠溶剂的质量百分含量组成如下：45-55%kcl、20-30%k2co3、10-15%alf3、5-20%licl。
优选的，所述步骤（3）中铝液浇入连铸机的入口温度为690-730℃，铝液流入转速12rpm的连铸机铜轮槽口与钢带构成的型腔中，浇注系统内冷却水，外冷却水，内侧冷却水和外侧冷却水的冷却水压力为0.1-0.3mpa，冷却水流量为50-100t/h。
优选的，所述步骤（3）中铝液浇入连铸机的结晶铜轮槽口横断面积为700-1480mm2，结晶轮外径为φ1100-φ1600mm；
优选的，所述步骤（4）中喂入连轧机组中的入轧温度500-560℃，出轧温度为320-480℃；在乳化液流量为30-100t/h，乳化液压力0.10-0.5mpa的连铸机乳化液的润滑与冷却作用下，铝合金线锭用7-13个道次轧制成φ6-9.5mm的铝合金焊丝杆，铝合金焊丝杆的终轧温度320-460℃。
优选的，所述步骤（6）中退火的时效温度为360-420℃，退火时间为4-8小时。
采用本发明的技术方案的有益效果是：
1、本发明中将连铸连轧工艺与制控制成形有效结合起来，制备高镁铝合金焊接材料的原料杆，工艺连续化程度高，有利于提高合金的产量和质量，降低制造成本；
2、本发明中采用大变形连铸连轧控制成形工艺，保证了高镁铝合金焊丝杆在高温下连续成形，减少了目前高镁铝合金焊丝线杆采用连续铸杆与半连续铸锭与挤压工艺制备铝合金焊丝杆的坯料室冷却，焊丝杆生产过程为连续热加工过程，减少了成分偏析；实现了大塑性变形，实现了铸锭组织的有效细化和均匀化；
3、本发明的制备方法实现了铝合金焊丝杆的连续高效成形，减少了目前国内常规焊丝杆因长度受限的焊接中间接头，实现了后续焊丝生产的连续拉伸成形，减少了拉伸过程中的多道次退火，和工艺本身的产品质量缺陷和过程累计质量缺陷，可制备加工性能和焊接工艺性能良好的铝合金焊丝材料。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明工艺流程图；
图2为本发明连铸连轧控制成形铝合金焊丝杆的方法的示意图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
实施例一
如图2所示，本发明的工艺方法主要是通过配料、熔炼、合金化、熔体净化、连铸连轧成形铝合金焊丝杆、铝合金半成品焊丝连续拉伸成形、焊丝的控温退火、成品焊丝的光亮成形等主要工序实现的。图2是连铸连轧控制成形铝合金焊丝丝杆的方法示意图。1竖式熔化炉；2转流流槽；3保温炉；4放流流槽；5在线喂丝；6在线除气装置；7陶瓷过滤系统；8半自动水平浇注系统；9连铸机；10铝合金线锭，11引桥；12主动前牵引；13废料剪；14刨角校直机；15倍频加热器；16导向轮；17连轧机组；18冷却水装置；19收线机；20成盘铝合金焊丝杆坯料等组成；工艺过程为：经过成分分析的铝锭或回炉废料首先进行配料，接着在竖式熔铝炉1中熔化并流入竖式熔铝炉的静置炉中，当静置炉中铝液达到容量后，经与保温炉3相连的转流流槽2流入保温炉3中，铝合金中所需的合金元素在转流流槽2中加入并随着铝液的冲刷作用流入保温炉3中；合金元素在保温炉3中合金化完全后，通过底吹气体精炼、除气、除渣，覆盖后，静置一段时间后，通过倾动放流使铝合金熔体流入放流流槽4，在放流流槽4中实现在线喂丝5后的铝熔体依次流过与放流流槽4相连的在线除气装置6和陶瓷过滤装置7，然后铝熔体由半自动水平浇注系统8水平浇入连铸机9中，在连铸机9冷却系统的冷却下，凝固成铝合金线锭10，凝固的铝合金线锭10依次经过引桥11的引导、主动前牵引12的牵引，废料剪13剪掉料头后，刨角矫直机14对铝合金线锭10进行锭刨角和矫直处理，在倍频加热系统15的作用下加热到一定温度，在连轧机前导向轮16的导向作用下，进入到连轧机组17进行多道次连续控制轧制，轧成所需尺寸的铝合金焊丝线杆，线杆通过与轧机出口相连的冷却水装置18进行冷却，收线机19进行下摆式甩线成形一锭重量的盘状铝合金线杆坯料20。
如图1所示，制备高镁铝合金焊丝的具体步骤如下：
第一步，将4620.5kg纯度大于99.7%的工业纯铝(wt，fe≦0.13%，si≦0.08%)在双室竖式熔铝炉中加热熔化后，当铝液温度为740-780℃时，通过与熔炼炉和保温炉相连的转流流槽将铝液从熔炼炉中导入到保温炉中，向转流流槽中加入al-10%cr、al-10%mn中间合金60.3kg，al-5%be中间合金6.03kg加入经过预处理的金属mg263kg，放流时随着铝熔体的冲刷和搅拌一起进入到底吹氩气的保温炉中，让合金元素在保温炉中完全融化和均匀化，保持炉内氩气的微正压，防止空气与加入到保温炉中的金属mg发生反应；
第二步，对熔体进行除气、除杂、扒渣、覆盖等净化处理，对铝熔体合金成分进行炉前快速分析，对熔体成分进行调整，直至达到成分要求，当铝合金熔体的温度达到720-760℃时，并对熔体进行高纯氮气的连续除气保护15-45min，扒渣后在铝熔体表面均匀撒上一层覆盖剂，保温静置30—45分钟；
本步骤中的净化处理具体包括：向熔体中加入熔体质量分数0.1-0.2%的c2cl6和0.2-0.4%的无钠溶剂的均匀混合粉体进行喷粉精炼，对熔体进行除气除渣精炼，然后用高纯氮气或氩气进行炉底吹除气精练30-45分钟，无钠溶剂的质量百分含量组成如下：45%kcl、20%k2co3、15%alf3、20%licl。
第三步，通过保温静置后的熔体，借助放流流槽从保温炉进行倾动放流，在放流流槽内实现在线喂丝（φ9.5的al-5%ti-1%b铝合金线杆），喂丝速度为4.95m/min。在线喂丝之后铝熔体先后经放流槽流过接在后边的在线除气和陶瓷过滤系统，完成铝熔体炉外除气和陶瓷过滤后，经过与陶瓷过滤与浇注系统连通的流槽，铝熔体依次流过上浇包，中间浇包，最后由下浇包水平浇入连铸机中，铝液浇入连铸机的入口温度为720℃；铝液流入转速12rpm的连铸机铜轮槽口与钢带构成的型腔中，在浇注系统内冷却水，外冷却水，内侧冷却水和外侧冷却水的冷却水压力为0.1-0.3mpa，冷却水流量为50-100t/h，不断连续凝固成温度为500℃的铝合金线锭，凝固的线锭穿由在连铸机中的剃锭器连续剔除，实现铝合金线锭与连铸结晶铜轮的连续分离；
第四步，将与结晶轮连续分离的连铸成形的铝合金线锭，通过曲线锭引桥，在连铸连轧机主动前牵引的作用，经过剪头机剪掉线锭料头，然后进入校直机校直，连续通过倍频加热器加热，在主动喂料系统的作用下，铝合金线锭以500-540℃的温度喂入连轧机，在乳化液流量为30-100t/h，乳化液压力0.10-0.5mpa的连铸机乳化液的润滑与冷却作用下，铝合金线锭用7-13个道次轧制成φ6-9.5mm的铝合金焊丝杆，铝合金焊丝杆的终轧温度320-460℃；
第五步：以连铸连轧成形的直径为6.0-9.5mm的铝合金杆为原料，在水箱拉伸机上以延伸系数为1.12-1.58，经过6-10道次拉伸为成直径为3.23-2.63mm的半成品铝合金焊丝线材，连续拉线终了拉线速度为750m/min，线材在拉丝机上自动卷取成卷。
第六步，将成卷的半成品铝合金焊丝线才放入时氮气保退火护中进行铝焊丝的半成品退火，采用时效温度为360-420℃，退火时间为4-8小时；
第七步：以半成品退火铝焊丝为原料，在光亮焊丝成形生产线中通过剥皮、连续拉伸直径为φ1.2—φ3.0的铝合金焊丝。焊丝的拉伸强度，屈服强度和延伸率分别440-480mpa，375-390mpa，伸长率为5.2-11.8%。
实施例二
如图1所示，制备高镁铝合金焊丝的具体步骤如下：
第一步，将4791.23kg纯度大于99.7%的工业纯铝(wt，fe≦0.13%，si≦0.08%)在双室竖式熔铝炉中加热熔化后，当铝液温度为740-780℃时，通过与熔炼炉和保温炉相连的转流流槽将铝液从熔炼炉中导入到保温炉中，向转流流槽中加入al-10%cr、al-10%mn中间合金30.15kg，al-5%be中间合金6.03kg加入经过预处理的金属mg242.11kg，放流时随着铝熔体的冲刷和搅拌一起进入到底吹氩气的保温炉中，让合金元素在保温炉中完全融化和均匀化，保持炉内氩气的微正压，防止空气与加入到保温炉中的金属mg发生反应；
第二步，对熔体进行除气、除杂、扒渣、覆盖等净化处理，对铝熔体合金成分进行炉前快速分析，对熔体成分进行调整，直至达到成分要求，当铝合金熔体的温度达到720-760℃时，并对熔体进行高纯氮气的连续除气保护15-45min，扒渣后在铝熔体表面均匀撒上一层覆盖剂，保温静置30—45分钟；
本步骤中的净化处理具体包括：向熔体中加入熔体质量分数0.1-0.2%的c2cl6和0.2-0.4%的无钠溶剂的均匀混合粉体进行喷粉精炼，对熔体进行除气除渣精炼，然后用高纯氮气或氩气进行炉底吹除气精练30-45分钟，无钠溶剂的质量百分含量组成如下：50%kcl、20%k2co3、15%alf3、15%licl。
第三步，通过保温静置后的熔体，借助放流流槽从保温炉进行倾动放流，在放流流槽内实现在线喂丝（φ9.5的al-5%ti-1%b铝合金线杆），喂丝速度为2.945m/min。在线喂丝之后铝熔体先后经放流槽流过接在后边的在线除气和陶瓷过滤系统，完成铝熔体炉外除气和陶瓷过滤后，经过与陶瓷过滤与浇注系统连通的流槽，铝熔体依次流过上浇包，中间浇包，最后由下浇包水平浇入连铸机中，铝液浇入连铸机的入口温度为720℃；铝液流入转速12rpm的连铸机铜轮槽口与钢带构成的型腔中，在浇注系统内冷却水，外冷却水，内侧冷却水和外侧冷却水的冷却水压力为0.1-0.3mpa，冷却水流量为50-100t/h，不断连续凝固成温度为500℃的铝合金线锭，凝固的线锭穿由在连铸机中的剃锭器连续剔除，实现铝合金线锭与连铸结晶铜轮的连续分离；
第四步，将与结晶轮连续分离的连铸成形的铝合金线锭，通过曲线锭引桥，在连铸连轧机主动前牵引的作用，经过剪头机剪掉线锭料头，然后进入校直机校直，连续通过倍频加热器加热，在主动喂料系统的作用下，铝合金线锭以500-540℃的温度喂入连轧机，在乳化液流量为30-100t/h，乳化液压力0.10-0.5mpa的连铸机乳化液的润滑与冷却作用下，铝合金线锭用7-13个道次轧制成φ6-9.5mm的铝合金焊丝杆，铝合金焊丝杆的终轧温度320-460℃；
第五步：以连铸连轧成形的直径为6.0-9.5mm的铝合金杆为原料，在水箱拉伸机上以延伸系数为1.12-1.58，经过6-10道次拉伸为成直径为3.23-2.63mm的半成品铝合金焊丝线材，连续拉线终了拉线速度为750m/min，线材在拉丝机上自动卷取成卷。
第六步，将成卷的半成品铝合金焊丝线才放入时氮气保退火护中进行铝焊丝的半成品退火，采用时效温度为360-420℃，退火时间为4-8小时；
第七步：以半成品退火铝焊丝为原料，在光亮焊丝成形生产线中通过剥皮、连续拉伸直径为φ1.2—φ3.0的铝合金焊丝。焊丝的拉伸强度，屈服强度和延伸率分别440-480mpa，375-390mpa，伸长率为5.2-11.8%。
实施例三
如图1所示，制备高镁铝合金焊丝的具体步骤如下：
第一步，将4461.5kg纯度大于99.7%的工业纯铝(wt，fe≦0.13%，si≦0.08%)在双室竖式熔铝炉中加热熔化后，当铝液温度为740-780℃时，通过与熔炼炉和保温炉相连的转流流槽将铝液从熔炼炉中导入到保温炉中，向转流流槽中加入al-10%cr、al-10%mn中间合金90.45kg，al-5%be中间合金6.03kg加入经过预处理的金属mg270kg，放流时随着铝熔体的冲刷和搅拌一起进入到底吹氩气的保温炉中，让合金元素在保温炉中完全融化和均匀化，保持炉内氩气的微正压，防止空气与加入到保温炉中的金属mg发生反应；
第二步，对熔体进行除气、除杂、扒渣、覆盖等净化处理，对铝熔体合金成分进行炉前快速分析，对熔体成分进行调整，直至达到成分要求，当铝合金熔体的温度达到720-760℃时，并对熔体进行高纯氮气的连续除气保护15-45min，扒渣后在铝熔体表面均匀撒上一层覆盖剂，保温静置30—45分钟；
本步骤中的净化处理具体包括：向熔体中加入熔体质量分数0.1-0.2%的c2cl6和0.2-0.4%的无钠溶剂的均匀混合粉体进行喷粉精炼，对熔体进行除气除渣精炼，然后用高纯氮气或氩气进行炉底吹除气精练30-45分钟，无钠溶剂的质量百分含量组成如下：55%kcl、30%k2co3、10%alf3、5%licl。
第三步，通过保温静置后的熔体，借助放流流槽从保温炉进行倾动放流，在放流流槽内实现在线喂丝（φ9.5的al-5%ti-1%b铝合金线杆），喂丝速度为8.93m/min。在线喂丝之后铝熔体先后经放流槽流过接在后边的在线除气和陶瓷过滤系统，完成铝熔体炉外除气和陶瓷过滤后，经过与陶瓷过滤与浇注系统连通的流槽，铝熔体依次流过上浇包，中间浇包，最后由下浇包水平浇入连铸机中，铝液浇入连铸机的入口温度为720℃；铝液流入转速12rpm的连铸机铜轮槽口与钢带构成的型腔中，在浇注系统内冷却水，外冷却水，内侧冷却水和外侧冷却水的冷却水压力为0.1-0.3mpa，冷却水流量为50-100t/h，不断连续凝固成温度为500℃的铝合金线锭，凝固的线锭穿由在连铸机中的剃锭器连续剔除，实现铝合金线锭与连铸结晶铜轮的连续分离；
第四步，将与结晶轮连续分离的连铸成形的铝合金线锭，通过曲线锭引桥，在连铸连轧机主动前牵引的作用，经过剪头机剪掉线锭料头，然后进入校直机校直，连续通过倍频加热器加热，在主动喂料系统的作用下，铝合金线锭以500-540℃的温度喂入连轧机，在乳化液流量为30-100t/h，乳化液压力0.10-0.5mpa的连铸机乳化液的润滑与冷却作用下，铝合金线锭用7-13个道次轧制成φ6-9.5mm的铝合金焊丝杆，铝合金焊丝杆的终轧温度320-460℃；
第五步：以连铸连轧成形的直径为6.0-9.5mm的铝合金杆为原料，在水箱拉伸机上以延伸系数为1.12-1.58，经过6-10道次拉伸为成直径为3.23-2.63mm的半成品铝合金焊丝线材，连续拉线终了拉线速度为750m/min，线材在拉丝机上自动卷取成卷。
第六步，将成卷的半成品铝合金焊丝线才放入时氮气保退火护中进行铝焊丝的半成品退火，采用时效温度为360-420℃，退火时间为4-8小时；
第七步：以半成品退火铝焊丝为原料，在光亮焊丝成形生产线中通过剥皮、连续拉伸直径为φ1.2—φ3.0的铝合金焊丝。焊丝的拉伸强度，屈服强度和延伸率分别440-480mpa，375-390mpa，伸长率为5.2-11.8%。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。