本發明涉及焊接材料制造技術領域，尤其是一種AI-Mg-Si系列鋁合金配用焊絲及其制備工藝。
背景技術：
鋁及其合金因具有密度小、重量輕、無磁性、比強度高、導電與導熱性好、并且具有良好的成型性以及耐大氣腐蝕性等優點，因而被廣泛應用于各種焊接結構和產品之中，諸如航空、航海、汽車制造、石油化工、電信等行業。
鋁及鋁合金的廣泛應用以及鋁合金焊接技術的飛速進步，使得鋁及鋁合金焊絲日益引起人們的關注。目前我國生產的鋁合金焊絲存在嚴重的質量不穩定問題，某些用途（特別是高速列車）的鋁合金焊絲尚依靠進口。因此，控制焊絲的化學成分，提高焊絲的產品質量非常重要。此外，焊絲的表面拋光度、清潔度、絲徑均勻度、焊絲翹距和螺旋度等對焊絲質量的影響也不可忽視，同樣也是目前鋁及鋁合金焊絲研制和生產中迫切需要解決的問題。
以鋁為基體元素并且以鎂、硅為主要合金元素的變形合金，熱成型性好，中等強度，良好的可焊性和耐腐蝕性。而目前針對這一鋁合金配用焊絲及其焊接性能的研究仍然較少，因此研究該種新型Al-Mg-Si系合金配用焊絲的制備工藝及其焊接性能，對拓展該系鋁合金的應用范圍，優化國產鋁合金焊絲的制造工藝均具有重要的理論和實際意義。
技術實現要素：
本發明針對現有技術的不足，提出一種AI-Mg-Si系列鋁合金配用焊絲及其制備工藝。
為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：
一種AI-Mg-Si系列鋁合金配用焊絲，的原料包括以下重量百分數的各組分 ：Mg：1.2-1.5%，Si：0.8-1.0%，Cu：0.2-0.3%，Fe：0.4-0.5%，Cr：0.1-0.15%，Ce：0.15-0.2%，Er：0.1-0.2%，其余為Al。
進一步地，所述焊絲直徑為1.5mm-2.5mm。
一種上述AI-Mg-Si系列鋁合金配用焊絲的制備工藝，包括以下步驟：
（a）將原料中各組分Mg、Si、Cu、Fe、Cr、Ce、Er、Al按照配比量進行精確稱重，備用；
（b）采用感應電阻爐對上述各組分原料進行熔煉，熔煉溫度為690-750℃，熔煉后在氬氣的保護下進行澆鑄得到鋁合金鑄錠；氬氣流量為8-10ml/s；
（c）對所述鋁合金鑄錠進行退火處理，退火溫度為450-500℃，保溫時間為8-20h；
（d）對經過步驟（c）的鋁合金鑄錠進行熱擠壓制得鋁合金盤條；
（e） 將步驟（d）獲得的鋁合金盤條拉拔到規格尺寸焊絲。
進一步地，在進行步驟（e）過程中，將拉拔裝置進行密封并循環通入氬氣。
進一步地，在進行步驟（e）過程中，對鋁合金進行退火，退火溫度為450-470℃，保溫3h。
進一步地，在步驟（b）中， 所述感應電阻爐為中頻感應電阻爐，在熔煉過程中，對熔體進行攪拌，并在合金液中加入六氟乙烷進行除氣與精煉。
進一步地，在步驟（b）中，澆鑄鋁合金鑄錠前將合金液靜置10分鐘。
進一步地，在步驟（d）中，熱擠壓溫度為450-500℃，擠壓比為15-85。
進一步地，步驟（b）中熔煉、澆鑄前將熔煉、澆鑄工具在400-500℃下保溫 1 小時烘干。
進一步地，在步驟（a）中，組分Si通過以AlSi20中間合金形式加入。
本發明所公開的AI-Mg-Si系列鋁合金配用焊絲，在鋁合金中加入Mg能提高抗拉強度和屈服強度，這是因為加入鎂后形成強化相（Mg2Si）。Mg含量較大時，由于合金容易發生腐蝕，因此再添加一定量的Cr來防止這種腐蝕；Si元素是以AlSi20中間合金形式加入，從而避免工業硅高熔點這一問題；合金中，Er元素的添加可以有效細化鑄態晶粒，減小枝晶間距；稀土元素Ce，在鋁及鋁合金鑄造過程中，加入稀土能使鋁中雜質重新分布、粗大狀化合物球狀化,以及使晶界凈化,改善變形鋁及其合金的塑性加工性能。本發明還公開了上述AI-Mg-Si系列鋁合金配用焊絲的制備工藝，步驟設計科學合理，有效保證焊絲的性能與質量，采用本發明所公開的AI-Mg-Si系列鋁合金配用焊絲焊接后焊縫成型美觀，焊接接頭性能良好。
具體實施方式
下面對本發明一種AI-Mg-Si系列鋁合金配用焊絲及其制備工藝進行詳細說明，本部分的說明僅是示范性和解釋性，不應對本發明的保護范圍有任何的限制作用。
具體實施例1：
一種AI-Mg-Si系列鋁合金配用焊絲，制造時焊絲中各組分的重量百分含量為：Mg：1.2%，Si：0.9%，Cu：0.3%，Fe：0.4%，Cr：0.1%，Ce：0.15-0.2%，Er：0.15%，其余為Al；
上述AI-Mg-Si系列鋁合金配用焊絲按以下步驟方法制備獲得：
（a）熔煉與澆鑄
熔煉、澆鑄前將熔煉、澆鑄工具在400-500℃下保溫 1 小時烘干。采用中頻感應電阻爐熔煉，熔煉溫度為690℃，熔煉過程中，攪拌熔體，使熔體內部溫度和成分都均勻化，在合金液中加入六氯乙烷進行除氣與精煉。澆鑄前用鋁箔將鎂包裹加入鋁液中，避免其與空氣接觸，生成雜質，造成金屬的損耗。靜置10分鐘，然后在氬氣的保護下進行澆鑄得到鋁合金鑄錠，其中，氬氣流量為8ml/s。
（b）均勻化退火
將從步驟（b）得到的鋁合金鑄錠進行切頭、銑面后，進行均勻化退火處理，退火溫度為450℃，保溫時間為10h。
（c）熱擠壓
均勻化退火后，在470℃進行連續熱擠壓制得合金盤條，擠壓比為15-85，擠壓后坯料尺寸為φ9.5mm。
（d）拉拔
將步驟（c）得到的φ9.5mm盤條經過粗、中、細拉拔到規格尺寸為 φ2.0mm的成品焊絲。在拉拔過程中焊絲表面容易發生氧化，可將拉拔裝置盡量密封并循環通入氬氣，這樣就能以最大程度降低焊絲表面發生氧化的概率。
（e）拉拔過程中退火
在拉拔過程中進行退火，退火溫度為450-470℃，保溫3h。
（f）表面處理及封裝
經精刮、拋光、清洗、烘干、精繞上盤，隨后立即用真空袋封裝，得到性能良好的Al-Mg-Si系焊絲。
具體實施例2：
一種AI-Mg-Si系列鋁合金配用焊絲，制造時焊絲中各組分的重量百分含量為：Mg：1.37%，Si：0.8%，Cu：0.2%，Fe：0.5%，Cr：0.1%，Ce：0.15%，Er：0.1%，其余為Al；
按實施例1所述的方法制備，不同之處在于，熔煉溫度為720℃，步驟(b)中退火溫度為480℃，保溫時間為18h，氬氣流量為8ml/s，步驟（c）中，熱擠壓溫度為450℃，擠壓比為15。所述焊絲直徑為1.5mm。剩余步驟與實施例1相同。
具體實施例3：
一種AI-Mg-Si系列鋁合金配用焊絲，制造時焊絲中各組分的重量百分含量為：Mg：1.5%，Si：1.0%，Cu：0.3%，Fe：0.5%，Cr：0.15%，Ce：0.2%，Er：0.2%，其余為Al；
按實施例1所述的方法制備，其中熔煉溫度為750℃，氬氣流量為10ml/s，步驟(b)中退火溫度為500℃，保溫時間為8h，步驟（c）中，熱擠壓溫度為500℃，擠壓比為75。所述焊絲直徑為2.5mm。剩余步驟與實施例1相同。
選取某一合金作為母材，以上述實施例1-3中制備的任意一焊絲作為填充材料，利用手工TIG方法施焊，并對焊接接頭進行分析，最終得出以下結論：
第一，本發明焊絲主要針對變形鋁合金，焊絲的化學成分設計主要參考變形鋁合金的成分，這樣焊絲與母材的化學成分匹配性好，焊縫熔透良好、表面光滑。
第二，本發明焊絲中加入了微量元素Ce和Er等，接頭組織得到細化，焊縫綜合性能得到提升。焊縫組織主要為等軸晶和樹枝晶，熔合區組織主要為柱狀晶。
第三，焊絲中的主要合金元素Mg和Si，結合形成鋁合金強化相Mg2Si，該強化相顯著提高焊接接頭的力學性能，尤其抗拉強度。
綜上：該TIG/MIG焊接鋁合金配用焊絲焊后焊縫成型美觀，焊接接頭性能良好。