本發明涉及焊絲技術領域,尤其涉及一種高韌性抗開裂鋁合金焊絲。
背景技術:
鋁合金具有重量輕、強度高、優良的導電性、導熱性和抗蝕性,在航空、航天、汽車、機械制造、船舶及化學工業中已大量使用。隨著工業的發展,對鋁合金焊接構件的需求日益增多,焊接質量的好壞、焊接效率的高低是由焊接材料、焊接工藝決定的,鋁合金焊絲內部的質量很大程度上取決于原鋁材的質量,目前鋁合金用焊絲還存在組分不合理,焊接飛濺大,焊接接頭韌性低,抗開裂性差,不利于焊接構件的正常使用。
技術實現要素:
基于背景技術存在的技術問題,本發明提出了一種高韌性抗開裂鋁合金焊絲,其配方合理,電弧穩定性好,焊縫成型美觀,強度高、耐低溫性與抗抗沖擊性好,與母材結合強度大且性能穩定。
本發明提出的一種高韌性抗開裂鋁合金焊絲,其按質量分數包括以下組分:mg:1-1.5%、be:0.1-0.2%、si:0.25-0.45%、mn:0.05-0.12%、cr:0.1-0.2%、cu:0.25-0.4%、ti:0.2-0.3%、sr:0.01-0.04%、mo:0.2-0.8%、w:0.2-0.6%、v:0.4-0.7%、nb:0.08-0.15%、zr:0.1-0.2%、nd:0.1-0.15%、sc:0.02-0.06%、ce:0.02-0.08%、eu:0.01-0.05%、y:0.04-0.1%,其余為al及不可避免的雜質。
具體實施方式中,mg的質量分數還可以為1.1%、1.2%、1.25%、1.3%、1.4%、1.45%,be的質量分數還可以為0.12%、0.14%、0.15%、0.16%、0.18%,si的質量分數還可以為0.27%、0.3%、0.34%、0.38%、0.42%,mn的質量分數還可以為0.06%、0.08%、0.09%、0.1%、0.11%,cr的質量分數還可以為0.12%、0.14%、0.15%、0.16%、0.18%,cu的質量分數還可以為0.28%、0.3%、0.33%、0.35%、0.38%,ti的質量分數還可以為0.22%、0.24%、0.25%、0.28%,sr的質量分數還可以為0.015%、0.02%、0.025%、0.03%、0.035%,mo的質量分數還可以為0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%,w的質量分數還可以為0.3%、0.35%、0.4%、0.45%、0.5%,v的質量分數還可以為0.45%、0.5%、0.55%、0.6%、0.65%,nb的質量分數還可以為0.09%、0.1%、0.11%、0.12%、0.14%,zr的質量分數還可以為0.12%、0.14%、0.15%、0.16%、0.18%,nd的質量分數還可以為0.11%、0.12%、0.13%、0.14%,sc的質量分數還可以為0.025%、0.03%、0.035%、0.04%、0.05%,ce的質量分數還可以為0.03%、0.04%、0.05%、0.06%、0.07%,eu的質量分數還可以為0.02%、0.025%、0.03%、0.035%、0.04%,y的質量分數還可以為0.05%、0.06%、0.07%、0.08%、0.09%,其余為al及不可避免的雜質。
優選地,其按質量分數包括以下組分:mg:1.1-1.4%、be:0.13-0.17%、si:0.3-0.4%、mn:0.07-0.1%、cr:0.13-0.17%、cu:0.3-0.35%、ti:0.22-0.28%、sr:0.02-0.03%、mo:0.4-0.6%、w:0.3-0.5%、v:0.5-0.6%、nb:0.1-0.13%、zr:0.13-0.17%、nd:0.12-0.14%、sc:0.03-0.05%、ce:0.04-0.06%、eu:0.02-0.04%、y:0.06-0.08%,其余為al及不可避免的雜質。
優選地,mn、cr、ti在藥芯中的質量百分數滿足以下關系式:0.32%≤mn+cr+0.5×ti≤0.4%。
優選地,sr、ce、eu、y在藥芯中的質量百分數滿足以下關系式:0.14%≤ce+eu+y≤0.2%。
優選地,焊接工藝參數如下:氣體流量為16-17.5l/min,焊接電壓為25-28v,焊接電流為200-220a,送絲速度為11-12.5m/min,焊接速度為0.7-0.85m/min。
優選地,焊接工藝參數如下:氣體流量為16.5-17l/min,焊接電壓為26-27v,焊接電流為205-215a,送絲速度為11.5-12m/min,焊接速度為0.75-0.8m/min。
本發明采用常規制備工藝制得。
本發明中通過加入并控制mg、be、si的含量,提高本發明鋁合金焊絲的鑄造性與焊接性,施焊后改善因cu的加入導致熔敷金屬耐腐蝕性下降,改善因mg的加入導致焊接接頭脆性下降,提高焊接接頭的抗拉強度和屈服強度;通過加入并控制mn、cr、ti的含量,在焊縫中形成al6mn相、al7cr相和al3ti相,彌散分布在焊縫晶粒中,起到彌散強化效果,為α-al基體結晶過程中非均質形核提供核心,促進晶粒細化,起到細晶強化效果,提高再結晶溫度,阻礙再結晶晶粒的長大,使焊縫組織最為細小,對焊縫晶粒組織的細化效果最好,同時避免cr與其他合金元素形成粗大的金屬間化合物,從而影響本發明鋁合金焊絲的加工成型性及斷裂韌性,mn、cr、ti配合作用,有效改善熔敷金屬中強化相與二次相的析出大小與分布,熔敷金屬組織致密,成型好,提高焊接接頭抗拉強度、屈服強度、韌性、抗應力腐蝕及與抗開裂性;通過加入并控制sr、ce、eu、y的含量,其中ce、eu、y配合,脫氫效果好,減少出現氫氣孔與開裂現象,提高鋁合金焊絲的焊接性能,焊接時電弧穩定性好,飛濺小,焊縫成型美觀,脫渣性能好,與sr配合,變質效果顯著,有效改善熔敷金屬中夾雜物及析出相的形態和分布,凈化焊縫組織,施焊后焊接接頭焊縫區的等軸晶組織細小且分布均勻,熔合區的柱狀晶生長區域變窄,接頭組織過渡平緩,方向性減弱,提高熔敷金屬的位錯密度及組織密度,α-al枝晶和共晶硅相細化明顯,提高焊接接頭的抗拉強度、屈服強度、抗沖擊性和耐低溫性,同時改善焊接接頭的抗疲勞性、抗應力腐蝕與抗開裂性。本發明提出的一種高韌性抗開裂鋁合金焊絲,其配方合理,電弧穩定性好,焊縫成型美觀,強度高、耐低溫性與抗抗沖擊性好,與母材結合強度大且性能穩定。
具體實施方式
下面,通過具體實施例對本發明的技術方案進行詳細說明。
實施例1
本發明提出的一種高韌性抗開裂鋁合金焊絲,其按質量分數包括以下組分:mg:1%、be:0.2%、si:0.25%、mn:0.12%、cr:0.1%、cu:0.4%、ti:0.2%、sr:0.04%、mo:0.2%、w:0.6%、v:0.4%、nb:0.15%、zr:0.1%、nd:0.15%、sc:0.02%、ce:0.08%、eu:0.01%、y:0.1%,其余為al及不可避免的雜質。
實施例2
本發明提出的一種高韌性抗開裂鋁合金焊絲,其按質量分數包括以下組分:mg:1.5%、be:0.1%、si:0.45%、mn:0.05%、cr:0.2%、cu:0.25%、ti:0.3%、sr:0.01%、mo:0.8%、w:0.2%、v:0.4%、nb:0.15%、zr:0.1%、nd:0.15%、sc:0.02%、ce:0.08%、eu:0.01%、y:0.1%,其余為al及不可避免的雜質。
實施例3
本發明提出的一種高韌性抗開裂鋁合金焊絲,其按質量分數包括以下組分:mg:1.25%、be:0.16%、si:0.35%、mn:0.08%、cr:0.14%、cu:0.33%、ti:0.26%、sr:0.025%、mo:0.5%、w:0.4%、v:0.55%、nb:0.11%、zr:0.15%、nd:0.12%、sc:0.04%、ce:0.05%、eu:0.03%、y:0.06%,其余為al及不可避免的雜質。
實施例4
本發明提出的一種高韌性抗開裂鋁合金焊絲,其按質量分數包括以下組分:mg:1.1%、be:0.17%、si:0.3%、mn:0.1%、cr:0.13%、cu:0.35%、ti:0.22%、sr:0.03%、mo:0.4%、w:0.5%、v:0.5%、nb:0.13%、zr:0.13%、nd:0.14%、sc:0.03%、ce:0.06%、eu:0.02%、y:0.08%,其余為al及不可避免的雜質。
實施例5
本發明提出的一種高韌性抗開裂鋁合金焊絲,其按質量分數包括以下組分:mg:1.4%、be:0.13%、si:0.4%、mn:0.07%、cr:0.17%、cu:0.3%、ti:0.28%、sr:0.02%、mo:0.6%、w:0.3%、v:0.6%、nb:0.1%、zr:0.17%、nd:0.12%、sc:0.05%、ce:0.04%、eu:0.04%、y:0.06%,其余為al及不可避免的雜質。
以上所述,僅為本發明較佳的具體實施方式,但本發明的保護范圍并不局限于此,任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內,根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變,都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。