本发明专利技术公开了一种多元复合微合金化Al-Mg-Sc系焊丝，其包括如下组成成份(按质量百分比)：镁4.5-7.5％、锰0.3-0.63％、锆0.1-0.2％、钪0.18-0.4％、铈+镧0.25-0.4％、其余为Al。使用本发明专利技术的Sc、Zr多元复合微合金化Al-Mg-Sc系合金焊丝熔化焊接Al-Zn-Mg(Sc)系合金和Al-Mg(Sc)系合金，焊缝合金获得了细小均一的组织，焊接接头热裂倾向明显下降；本发明专利技术合金焊丝焊接温度下具有较高的流动性，可获得更加优异的焊缝组织，降低焊缝合金焊接热裂倾向性，焊后获得较高的接头强度，而且具有较强的抗腐蚀性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于Al-Mg(Sc)系和Al-Si-Mg(Sc)系铝合金熔化焊用的多元复 合微合金化ΑΙ-Mg-k系焊丝及其制备方法。
技术介绍
目前在铝合金熔化焊接领域，非热处理强化铝镁系合金焊丝是使用最为广泛的 一种，约占整个铝合金填充材料使用量的50%以上，其典型牌号为ER5356和ER5183。 ER5356合金焊丝的优点是强度适中、抗热裂性能与耐腐蚀性能相对较好。但随着Al-Mg系 和Al-Si-Mg系中高强度铝合金性能的不断改善和对连接部件可靠性要求的提高，传统的 Al-Mg合金焊丝如ER5356已不能满足中高强度铝合金焊接接头对强度、塑性、腐蚀性能等 的要求，尤其是对于厚板焊接和焊接以后不能进行热处理的大型部件，迫切需要抗热裂和 抗应力腐蚀性能更佳的高强度铝合金焊丝，以满足更多工程部件对连接强度与可靠性日益 提高的需要。一般焊丝合金成分设计的原则有三个，第一，焊丝合金主要成分应保证与基材有 相容性，即以高镁合金焊丝焊接Al-Mg系合金，高铜合金焊丝焊接Al-Cu系合金，以高镁合 金焊丝焊接高锌Al-Zn-Mg系合金以降低焊缝的裂纹倾向；第二，添加微合金化元素细化焊 缝晶粒产生细晶强化，提高焊接接头强度和塑性并有效降低热裂纹敏感性；第三，添加微合 金化元素使焊缝金属在凝固条件下形成初晶平衡相和纳米级析出相等多重弥散强化相，造 成显著的析出强化。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种可满足Al-Mg (Sc)系和Al-Si-Mg (Sc)系铝合金熔 化焊用的具有较高强度的Al-Mg-k系合金焊丝。本专利技术的专利技术目的是通过下述技术解决方案实现的一种多元复合微合金化Al-Mglc系焊丝，其包括如下组成成份(按质量百分比) 镁4. 5-7. 5%、猛0. 3-0. 63%、锆0. 1-0. 2%、钪0. 18-0. 4%、铺 + 镧0. 25-0. 4%、其余为 Al。优选的，所述锰(Mn)的含量与钪(Sc)的含量之比为1. 5 1. 8 1。优选的，所述铈+镧中铈为60% 80%、镧为40% 20%。优选的，所述一种多元复合微合金化Al-Mglc系焊丝包括如下组成成份(按质量 百分比)镁6.0%、锰0. 55%、锆0. 2%、钪0. ；35%、铈+镧0. 32%、其余为Al。一种多元复合微合金化Al-Mg-k系焊丝的制备方法，其步骤如下(1)原材料配 制铝(Al)、镁(Mg)以纯金属的形式加入，合金元素锰(Mn)、钪(Sc)、锆(Zr)、镧(La)和铈 (Ce)均以Al基中间合金的形式加入，按质量百分比配制；(2)合金熔炼采用电阻炉加热熔炼，在覆盖剂的保护下进行熔化和炉体净化，经 扒渣、在线除气和过滤后浇铸成合金锭，使氢彡0. 20mL/100g ；(3)加工成型铸锭进行均勻化退火之后，经切皮、去头，热挤压成合金棒，再经中间退火和多道拉拔、削皮得到规定直径的焊丝。所述熔炼温度设定为760 780°C，浇注温度为720°C -740°C。优选的，所述浇注温度为730°C。优选的，所述覆盖剂为CaF2+MgCl2+CaCl2 或 CaF2+MgCl2+MgF2。在对铝合金性能提升研究中，发现钪(Sc)是迄今为止最为有效的合金添加元素， 它属于3D过渡元素，与外层被4f电子围绕的稀土元素有明显的性能差别，其晶格常数、密 度及某些物理、力学性能更接近于铝、钇和钛，是铝合金理想的合金化元素，对铝有很好的 弥散强化作用，是铝合金最强有力的晶粒细化剂和有效的再结晶抑制剂，对合金的结构和 性能产生明显的影响，适量钪的加入使得铝合金的强度、硬度、焊接性能、耐腐蚀性能等得 到很大提高。其强化机理为钪在铝合金中除少量固溶外，大部分以Alfc颗粒形式析出，即 铸造初生Al3Sc和热加工次生Al3Sc,铸造初生Al3Sc与铝基体具有相同的晶格类型和极低 的共格错配度，成为有效的非均质晶核，细化合金铸态晶粒组织，提高合金强度，热加工次 生AlJc粒子通过钉扎位错和阻碍亚晶界的形成进一步提高强度和抑制合金再结晶，使合 金在热加工或退火处理状态均能保持稳定的非再结晶组织，从而保持其优良的强韧性能。在含钪铝合金中加入其它过渡族元素Mn、Zr等，钪与这些元素的复合添加不仅保 持了单独加钪时的有益作用，而且能提高粒子热稳定性，添加微量的^ 可使Aifc相演变 形成三元Al3Gc，Zr)复合粒子，进一步降低同铝基体的错配度，使&的有益作用提高。Al-Mg系合金和Al-Zn-Mg系合金一般都采用高镁Al-Mg系合金焊丝焊接(一般情 况下镁(Mg)含量时称为高镁铝合金)，当镁含量增高，再加上其他添加元素，熔炼时 铝合金熔体的粘度增大，流动性降低，这样会给铸造以及后续加工带来不便。在铝合金中加 入适量的铈(Ce)和镧(La)可以提高合金的流动性，降低高镁合金粘度大对合金产生的影 响，另一方面可以降低&的用量，既降低了成本又与&产生复合作用，进一步细化晶粒，提 高合金的延展极限和热稳定性，同时还可以与铝熔体中的Al2O3和发生反应，起到净化 熔体的作用。使用本专利技术的Sc、^ 多元复合微合金化Al-Mglc系合金焊丝熔化焊接 Al-Zn-Mg(Sc)系合金和Al-Mg(Sc)系合金，焊缝合金获得了细小均一的组织，焊接接头热 裂倾向明显下降；合金焊丝中加入0. 2% 0. 4%镧(La)和铈(Ce)提高了合金熔体的流动 性，削弱了高镁合金熔体粘度大难以成型对铸锭浇注的影响，同时作为焊丝在焊接温度下 也具有较好的流动性，在铈和镧的混合物中优先选用铈为60% 80%、镧为40% 20%， 这样焊丝的流动性能较理想同时能更好的起到净化熔体的作用，在铝镁钪合金中当锰(Mn) 的含量与钪(Sc)的含量之比为1. 5 1. 8 1时，合金具有优异的抗腐蚀性能，因此本发 明合金焊丝在焊接温度下具有较高的流动性，可获得更加优异的焊缝组织，降低焊缝合金 焊接热裂倾向性，焊后获得较高的接头强度，而且具有较强的抗腐蚀性能。附图说明图1为本专利技术Al-6Mg-0. 55Mn-0. 35Sc-0. 20Zr合金焊丝铸锭金相显微组织图。 具体实施例方式本专利技术的Al-Mglc系填充材料，按质量百分比，其主要化学成份为镁4. 5-7. 5%,110. 3-0. 63%、锆 0. 1-0. 2%、钪0. 18-0. 4%、铺 + 镧0. 25-0. 4%、其余为 Al 及 不可避免的杂质。上述Al-Mglc系填充材料采用如下工艺制备(1)原材料配制铝(Al)、镁(Mg)以纯金属的形式加入，合金元素锰(Mn)、钪 (Sc)Jfif⑶、镧(La)和铈(Ce)均以Al基中间合金的形式加入，按质量百分比配制；(2)合金熔炼采用电阻炉加热熔炼，在覆盖剂CaF2+MgCl2+CaCl2的保护下进 行熔化和炉体净化，经扒渣、在线除气和过滤后浇铸成合金锭，氢元素的含量控制在氢 (H)彡0. 20mL/100g。为充分溶解中间合金中的粗大金属间粒子，提高除气效果兼并降低镁 的烧损，熔炼温度设定为760 780 V，浇注温度为720°C -740°C，优选730°C。其它工艺采 用合金熔炼的常规工艺参数。(3)加工成型铸锭进行均勻化退火之后，经切皮、去头，热挤本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种多元复合微合金化Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｃ系焊丝，其特征在于包括如下组成成份（按质量百分比）：镁４．５－７．５％、锰０．３－０．６３％、锆０．１－０．２％、钪０．１８－０．４％、铈＋镧０．２５－０．４％、其余为Ａｌ。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈继强，石凯，谢幸儿，胡曼弘，
申请(专利权)人：浙江银宇焊接新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：86
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。