一种航空用7系铝合包覆薄板的焊合方法技术

一种航空用7系铝合包覆薄板的焊合方法，包括如下步骤：步骤一：将包覆材与铸锭贴合后，包覆材四周距离铸锭边部20

【技术实现步骤摘要】
一种航空用7系铝合包覆薄板的焊合方法


[0001]本专利技术属于航空铝合金包覆薄板领域，具体地说是一种航空用7系铝合包覆薄板的焊合方法。

技术介绍

[0002]7系系铝合金包覆薄板材料以其优异的抗腐蚀性能、具有高强度、低比重等优点被用作航空飞机蒙皮板材料。作为航空飞机主要蒙皮材料主要来自国外进口。目前该包覆薄板材料的研制还存在一些技术难点，比如其包覆性不均匀、包覆焊合方式不优化容易导致焊点开焊进而引起包覆脱落的风险等问题迟迟得不到解决。目前国内还没有成熟的技术来制备相关包覆薄板材料。南山铝业借助国家新材料应用示范平台(航空材料)相关生产线建设项目，加大对民机用铝合金薄板材料的研制，攻克了国外技术封锁，为国产大飞机用航空铝合金蒙皮板国产化奠定基础。
[0003]飞机用蒙皮薄板是长期暴露于环境中，对于材料的抗腐蚀性能及强度要求很高，7075铝合金属于Al
‑
Zn
‑
Mg
‑
Cu系，是高强铝合金，包铝薄板给予合金更高的抗腐蚀能力，足以满足飞机高安全性，长寿命的设计使用要求。7075铝合金包覆薄板在研制过程中存在铸锭焊合不牢靠、表面质量差、包覆厚度均匀性难以控制等问题，使得其综合性能达不到技术设计要求，无法满足大飞机蒙皮材料的国产化替代。
[0004]7075铝合金属于Al
‑
Zn
‑
Mg
‑
Cu系，是可热处理强化铝合金，具有高强度、低比重以及高疲劳性能等优点，作为结构件及蒙皮板材应用在航空飞机上，但是该合金的耐腐蚀性能较差，因此需要进行表面包覆一层抗腐蚀性能高的纯铝板，如此，即保留了7075铝合金的强度、又增加了其耐腐蚀性能，因此作为蒙皮板材料，备受世界航空工业的青睐。
[0005]由于该技术在国内并未有相关的专利申请，借鉴国外经验及自身摸索，采用点焊的方式进行焊合。但是，在转运过程中必须进行钢带打包以免出现脱落风险，但是该方案在铸锭均热过程中，由于温度较高，钢带容易在表面留下痕迹，也由于在剪钢带过程中导致复合铸锭温度降低，两种因素都有可能导致在后续轧制过程引起轧辊黏铝，进而形成轧制黑线问题，导致表面质量不合格，降低产品的成品率。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供一种航空用7系铝合包覆薄板的焊合方法，用以解决现有技术中的缺陷。
[0007]本专利技术通过以下技术方案予以实现：
[0008]一种航空用7系铝合包覆薄板的焊合方法，包括如下步骤：
[0009]步骤一：将包覆材与铸锭贴合后，包覆材四周距离铸锭边部20
‑
30mm，长度方向每隔1000
‑
1500mm采用螺栓紧固的方式进行固定焊合，焊合用材料为7075
‑
F态铝合金；
[0010]步骤二：步骤一所得复合铸锭加热至450
‑
470℃，保温2
‑
5h后，设置热粗轧20
‑
25道次，前两道次焊合轧制，压下量控制1
‑
3mm，轧制速度0.35
‑
0.5m/s，后面道次采用常规轧制
模式，提供充足润滑，乳液喷淋量上部喷淋喷口开合度为20％
‑
40％，下部喷淋喷头开合度为50％
‑
80％。每道次压下量控制≤30mm，轧制速度控制≤2.0m/s，轧制间隙使用刷辊清理辊面，终轧温度控制300
‑
330℃，热轧成品厚度为7.0
‑
8.0mm；
[0011]步骤三：将热轧7.0
‑
8.0厚度板材经过3道冷轧至1.6
‑
3.25mm。
[0012]如上所述的一种航空用7系铝合包覆薄板的焊合方法，所述的步骤一中铸锭合金组成为：Si含量低于0.08％，Fe含量低于0.15％，Zn含量5.6％
‑
5.9％，Cu含量1.3％
‑
1.6％，Mg含量2.4％
‑
2.7％，Mn含量低于0.1％，Cr含量0.18％
‑
0.21％，Ti含量低于0.1％，其他杂质元素，单个不超过0.05％，总和不超过0.15％，余量为铝。
[0013]如上所述的一种航空用7系铝合包覆薄板的焊合方法，所述的步骤一中铸锭的制备方法为：将原料置于熔炼中，加入重熔铝锭及相同合金的废料，在740℃下熔炼，开始熔化后加入覆盖剂，当铝合金原料60
‑
70％熔化后，开启电磁搅拌，全部溶化后进行成分调整，加入中间合金或添加剂来调整成分，然后扒渣、取样检测化学成分，成分合适后转移熔体到保温炉中暂时存储，将铸锭放入均质炉中进行均匀化热处理，采用双级均质工艺460
‑
465℃/6
‑
10h+473
‑
476℃/20
‑
30h，出炉推入冷却式快速冷却。
[0014]如上所述的一种航空用7系铝合包覆薄板的焊合方法，所述的步骤一中包覆材选用抗腐蚀性能更高的低合金化7系铝板，包覆板厚度为13
‑
15mm，对于成品厚度1.6
‑
3.25的包铝薄板，最小包覆率为2％，名义包覆率设为3％，包铝薄板所使用包覆板厚度T的厚度为13
‑
15mm，包覆板宽度＝芯锭有效轧制面宽度
‑
(25
±
15mm)*2，包覆板长度＝芯锭长度
‑
(200
±
10mm)*2。
[0015]如上所述的一种航空用7系铝合包覆薄板的焊合方法，所述的步骤一中包覆材在使用前进行单面刷磨，需保证刷磨质量，刷磨层均匀无遗漏，刷磨面严禁有灰尘、油污、铝屑等异物存在，目的去除表面氧化层。
[0016]如上所述的一种航空用7系铝合包覆薄板的焊合方法，所述的步骤一中铝锭在焊接前使用用毛巾蘸丁酮或丙酮清洗剂擦拭铸锭表面，再用干净干毛巾擦拭铸锭表面，空气吹扫除去表面残留的丁酮或丙酮，保证擦拭后用白纸擦拭表面不发黑，避免层间夹渣的形成。
[0017]本专利技术的优点是：
[0018]1、本专利技术采用点焊焊合的方式，在转运过程中必须进行钢带打包以免出现脱落风险，但是该方案在铸锭均热过程中，由于温度较高，钢带容易在表面留下痕迹，也由于在剪钢带过程中导致复合铸锭温度降低，两种因素都有可能导致在后续轧制过程引起轧辊黏铝，进而形成轧制黑线问题，导致表面质量不合格，降低产品的成品率。
[0019]2、本专利技术采用铆接的方式紧固芯锭与基板，使其之间的贴合性以及紧固性更加牢固，避免了在热处理过程中打包钢带导致的不利应用，同时，解决了从均热后到进入热轧工序的快速连续性，避免了温降的问题，有效的控制后续轧制过程中的组织及性能，能够获得更高表面质量及高性能的薄板，进而获得一种高性能航空用包覆复合焊合的生产制备方法。
[0020]3、本专利技术包覆工艺设计：根据包覆层厚度要求，通过对原始扁锭本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种航空用7系铝合包覆薄板的焊合方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：将包覆材与铸锭贴合后，包覆材四周距离铸锭边部20
‑
30mm，长度方向每隔1000
‑
1500mm采用螺栓紧固的方式进行固定焊合，焊合用材料为7075
‑
F态铝合金；步骤二：步骤一所得复合铸锭加热至450
‑
470℃，保温2
‑
5h后，设置热粗轧20
‑
25道次，前两道次焊合轧制，压下量控制1
‑
3mm，轧制速度0.35
‑
0.5m/s，后面道次采用常规轧制模式，提供充足润滑，乳液喷淋量上部喷淋喷口开合度为20％
‑
40％，下部喷淋喷头开合度为50％
‑
80％。每道次压下量控制≤30mm，轧制速度控制≤2.0m/s，轧制间隙使用刷辊清理辊面，终轧温度控制300
‑
330℃，热轧成品厚度为7.0
‑
8.0mm；步骤三：将热轧7.0
‑
8.0厚度板材经过3道冷轧至1.6
‑
3.25mm。2.根据权利要求1所述的一种航空用7系铝合包覆薄板的焊合方法，其特征在于：所述的步骤一中铸锭合金组成为：Si含量低于0.08％，Fe含量低于0.15％，Zn含量5.6％
‑
5.9％，Cu含量1.3％
‑
1.6％，Mg含量2.4％
‑
2.7％，Mn含量低于0.1％，Cr含量0.18％
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0.21％，Ti含量低于0.1％，其他杂质元素，单个不超过0.05％，总和不超过0.15％，余量为铝。3.根据权利要求1所述的一种航空用7系铝合...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾华锋，于芳，晁代义，李红萍，徐志远，吕学科，郝建鹏，黄同瑊，孙有政，张华，
申请(专利权)人：山东南山铝业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：