本发明涉及焊丝技术领域，尤其涉及一种城轨列车用抗疲劳高韧性铝合金焊丝。
背景技术：
铝合金具有良好的比强度、耐腐蚀性和导电导热性，同时具有优异的加工成形性和焊接性，在航天航空、船舶汽车、机械制造、军事化工等领域受到广泛应用。随着生活和国民经济的不断发展，对材料的选择不断优化，在满足使用要求的前提下，用铝合金替代钢铁材料，对于列车减轻自身的重量，减低能耗具有十分重大的意义。目前，城轨列车铝合金车体主要使用的材料有al-mg、al-mg-si、al-zn-mg系合金，采用普通的er5356及er5183焊丝焊接时，其接头强度往往只有母材强度的60％-70％，韧性与抗疲劳性差，这将不利于高速列车运营的安全性。因此，急需研制一种用于城轨列车具有高强度、高韧性、抗疲劳性优异的铝合金焊丝。
技术实现要素：
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种城轨列车用抗疲劳高韧性铝合金焊丝，其组分合理，焊接时电弧稳定性好，焊缝成型美观，与母材结合强度高且性能稳定，焊接接头具有高强度、高韧性，且抗疲劳性优异。
本发明提出的一种城轨列车用抗疲劳高韧性铝合金焊丝，其质量分数包括以下组分：mg：0.6-1％、si：0.5-0.65％、fe：0.25-0.4％、zn：0.2-0.3％、mn：0.5-0.7％、cr：0.08-0.15％、cu：0.2-0.35％、ti：0.1-0.15％、sr：0.03-0.06％、mo：0.1-0.3％、w：0.1-0.2％、v：0.4-0.6％、nb：0.05-0.12％、zr：0.15-0.35％、sc：0.1-0.22％、er：0.06-0.15％、ce：0.04-0.08％、y：0.02-0.06％、gd：0.02-0.06％，其余为al及不可避免的杂质。
具体实施方式中，mg的质量分数还可以为0.65％、0.7％、0.75％、0.8％、0.85％、0.9％，si的质量分数还可以为0.52％、0.55％、0.58％、0.6％、0.62％，fe的质量分数还可以为0.28％、0.3％、0.33％、0.36％、0.38％，zn的质量分数还可以为0.22％、0.24％、0.25％、0.26％、0.28％，mn的质量分数还可以为0.54％、0.58％、0.6％、0.62％、0.65％、0.68％，cr的质量分数还可以为0.09％、0.1％、0.11％、0.12％、0.14％，cu的质量分数还可以为0.23％、0.26％、0.28％、0.3％、0.32％，ti的质量分数还可以为0.11％、0.12％、0.13％、0.14％，sr的质量分数还可以为0.035％、0.04％、0.045％、0.05％、0.055％，mo的质量分数还可以为0.14％、0.18％、0.2％、0.22％、0.25％、0.28％，w的质量分数还可以为0.11％、0.13％、0.15％、0.17％、0.19％，v的质量分数还可以为0.42％、0.46％、0.48％、0.5％、0.52％、0.56％，nb的质量分数还可以为0.06％、0.07％、0.08％、0.09％、0.1％，zr的质量分数还可以为0.18％、0.2％、0.24％、0.28％、0.32％，sc的质量分数还可以为0.12％、0.14％、0.16％、0.18％、0.2％，er的质量分数还可以为0.07％、0.08％、0.09％、0.1％、0.12％，ce的质量分数还可以为0.05％、0.055％、0.06％、0.065％、0.07％，y的质量分数还可以为0.025％、0.03％、0.04％、0.045％、0.05％，gd的质量分数还可以为0.03％、0.035％、0.04％、0.045％、0.05％，其余为al及不可避免的杂质。
优选地，其质量分数包括以下组分：mg：0.7-0.9％、si：0.55-0.6％、fe：0.3-0.35％、zn：0.22-0.28％、mn：0.55-0.65％、cr：0.1-0.14％、cu：0.25-0.3％、ti：0.11-0.14％、sr：0.04-0.05％、mo：0.15-0.25％、w：0.13-0.17％、v：0.45-0.55％、nb：0.08-0.1％、zr：0.2-0.3％、sc：0.12-0.2％、er：0.08-0.13％、ce：0.05-0.07％、y：0.03-0.05％、gd：0.03-0.05％，其余为al及不可避免的杂质。
优选地，mg、zn在铝合金焊丝中的质量分数满足以下关系式：3％≤mg/zn≤3.5％。
优选地，zr、sc、er在铝合金焊丝中的质量分数满足以下关系式：0.38％≤0.5×zr+sc+er≤0.5％。
优选地，ti、sr在铝合金焊丝中的质量分数满足以下关系式：0.16％≤ti+sr≤0.18％。
优选地，焊接工艺参数如下：氩气流量为16-17.5l/min，焊接电压为24-26v，焊接电流为210-220a，焊接速度为3-5mm/s。
本发明采用常规制备工艺制得。
本发明中通过调节铝合金焊丝中mg、zn的含量，使mg、zn满足3％≤mg/zn≤3.5％的函数关系，抗应力腐蚀与抗开裂性最为优异，mg、zn在焊缝组织中生成强化相mgzn2和al3mg2，且其呈弥散分布，促进焊缝组织的细化，使焊缝组织最为细小，对焊缝细化效果最好，有效提高焊接接头强度和韧性；通过调节铝合金焊丝中zr、sc、er含量，并使zr、sc、er满足0.38％≤0.5×zr+sc+er≤0.5％的函数关系，改善了铝合金焊丝焊后的焊接接头的显微组织，zr、sc、er在焊缝中形成强化相alzr3、alsc3、aler3，在焊缝组织中弥散分布，提高再结晶温度，为α-al基体在结晶过程中的非均质形核提供核心，显著细化铸态焊缝晶粒组织，有效改善强化相与二次相的析出大小与分布，打断枝晶结构，提高位错密度，提高焊接接头的抗拉强度、屈服强度与韧性，改善焊接接头的抗疲劳性能；通过调节铝合金焊丝中ti、sr的含量，使其满足0.16％≤ti+sr≤0.18％的函数关系，ti、sr作为变质剂，起着协同作用，变质效果明显，有效改善强化相与非金属夹杂的形态与大小，净化焊缝组织，细化焊缝中α-al枝晶和共晶硅相，避免非平衡凝固导致焊缝不均匀和非平衡凝固组织效应导致的非平衡组织与粗大析出相出现，改善了焊缝中的组织结构，显著提高焊接接头的抗拉强度、屈服强度、抗抗冲击性与耐温性；通过调节铝合金焊丝中er、ce、y、gd的含量，使铝合金焊丝具有良好的脱氧脱氢能力，有效改善熔敷金属中夹杂物的形态和分布，减少出现气孔与裂纹现象，提高铝合金焊丝的焊接性能，焊接时电弧稳定性好，飞溅小，焊缝成型美观，脱渣性能好。本发明提出的一种城轨列车用抗疲劳高韧性铝合金焊丝，其组分合理，焊接时电弧稳定性好，焊缝成型美观，与母材结合强度高且性能稳定，焊接接头具有高强度、高韧性，且抗疲劳性优异。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种城轨列车用抗疲劳高韧性铝合金焊丝，其质量分数包括以下组分：mg：0.6％、si：0.65％、fe：0.25％、zn：0.3％、mn：0.5％、cr：0.15％、cu：0.2％、ti：0.15％、sr：0.03％、mo：0.3％、w：0.1％、v：0.6％、nb：0.05％、zr：0.35％、sc：0.1％、er：0.15％、ce：0.04％、y：0.06％、gd：0.02％，其余为al及不可避免的杂质。
实施例2
本发明提出的一种城轨列车用抗疲劳高韧性铝合金焊丝，其质量分数包括以下组分：mg：1％、si：0.5％、fe：0.4％、zn：0.2％、mn：0.7％、cr：0.08％、cu：0.35％、ti：0.1％、sr：0.06％、mo：0.1％、w：0.2％、v：0.4％、nb：0.12％、zr：0.15％、sc：0.22％、er：0.06％、ce：0.08％、y：0.02％、gd：0.06％，其余为al及不可避免的杂质。
实施例3
本发明提出的一种城轨列车用抗疲劳高韧性铝合金焊丝，其质量分数包括以下组分：mg：0.8％、si：0.58％、fe：0.32％、zn：0.25％、mn：0.6％、cr：0.12％、cu：0.28％、ti：0.12％、sr：0.04％、mo：0.2％、w：0.15％、v：0.5％、nb：0.09％、zr：0.25％、sc：0.16％、er：0.1％、ce：0.06％、y：0.04％、gd：0.04％，其余为al及不可避免的杂质。
其中，焊接工艺参数如下：氩气流量为16.5l/min，焊接电压为25v，焊接电流为215a，焊接速度为4mm/s。
实施例4
本发明提出的一种城轨列车用抗疲劳高韧性铝合金焊丝，其质量分数包括以下组分：mg：0.7％、si：0.6％、fe：0.3％、zn：0.22％、mn：0.55％、cr：0.14％、cu：0.25％、ti：0.14％、sr：0.04％、mo：0.25％、w：0.13％、v：0.55％、nb：0.08％、zr：0.3％、sc：0.12％、er：0.13％、ce：0.05％、y：0.05％、gd：0.03％，其余为al及不可避免的杂质。
其中，焊接工艺参数如下：氩气流量为16l/min，焊接电压为24v，焊接电流为210a，焊接速度为3mm/s。
实施例5
本发明提出的一种城轨列车用抗疲劳高韧性铝合金焊丝，其质量分数包括以下组分：mg：0.9％、si：0.55％、fe：0.35％、zn：0.28％、mn：0.65％、cr：0.1％、cu：0.3％、ti：0.11％、sr：0.05％、mo：0.15％、w：0.17％、v：0.45％、nb：0.1％、zr：0.2％、sc：0.2％、er：0.08％、ce：0.07％、y：0.03％、gd：0.05％，其余为al及不可避免的杂质。
其中，焊接工艺参数如下：氩气流量为17.5l/min，焊接电压为26v，焊接电流为220a，焊接速度为3-5mm/s。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。