本发明专利技术公开了一种SAL2195铝锂合金TIG/MIG焊丝及其制备方法，制造时所使用的原料包括以下重量百分数的各组分：Li?0.5～1.5%、Mg?0.5～1.5%、Cu?3.5～4.5％、Zr0.1～0.25％、Ce?0.1～0.2％，其余为Al。本发明专利技术的SAL2195铝锂合金TIG/MIG焊丝的制备方法，按以下步骤进行：a、混合原料采用真空感应炉熔炼，再在氩气的保护下进行浇铸；b、挤压制得合金盘条；c、将合金盘条经过粗、中、精拉丝后，再进行刮削清洗得所述焊丝。本发明专利技术制备的铝锂合金TIG/MIG焊丝的烧伤率低，不易断裂，力学性能好。?
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种新型铝锂合金焊丝及其制备方法，属于新材料范围内的金属材料 种类内的有色金属材料制备、加工和成型领域。
技术介绍
锂是自然界最轻的金属，密度为0.534g / cm3，熔点为186 °C，铝中加入金属元素 锂，在降低合计密度的同时，可大幅度提高合金的弹性模量。研究表明，在铝合金中每添加 质量分数为1%的锂，可降低金属密度3%，提高弹性模量6%。用铝锂合金代替常规的铝合金， 可使结构减重10% 20%，刚度提高15% 20%。因此，拥有低密度、高弹性模量、高比强度 和高比刚度性能的铝锂合金在航空航天领域有着广阔的应用前景。在航空航天飞行器燃料贮箱中，每减轻Ikg重量就增加Ikg的有效载荷，而增加 Ikg有效载荷可带来约100000美元的经济效益。因此，在未来新型飞行器的设计和制造中， 将会更多的采用铝锂合金制作燃料贮箱进行减重。相应的各种铝锂合金焊丝的用量将越来 越大。目前，国外铝锂合金已有20多种铸锭生产达到工业化水平，欧美等国已能生产 6 IOt的铸锭，而俄罗斯已经具备生产25t的铸锭能力。美国Alcoa公司铝锂合金年产 量已超过3600t，根据需要可迅速扩大到9000t。英国Alcan公司和法国Pechiney公司联 合建造的铝锂合金生产厂年产量可达lOOOOt，美、俄、欧等国铝锂合金轧制、挤压和锻造的 技术已达到常规铝合金水平。近几年来，国外在实施低成本发射装置、超轻油箱计划以及重 复使用的航天器核心计划中，加强了铝锂合金的研究，促进了铝锂合金的迅速发展。铝锂合 金在美国F15B、俄罗斯米格四、苏27、英国EAP等战机上已使用多年，效益显著。美国“发 现号”航天飞机燃料箱使用2195铝锂合金的焊接结构，使整个燃料贮箱减重3300kg。美国 “奋进号”航天飞机燃料贮箱采用了 ffeldalite049铝锂合金代替2219合金，使航天飞机的 运载能力提高了 3400 kg。火箭推进剂贮箱是一个承压焊接容器，由金属壳体焊接而成，铝 锂合金是该贮箱的首选材料。国外在80年代已经采用焊接方法代替铆接方法，获得了很好 的减重效益。研制的铝锂合金焊丝达到了较高的水平。我国自60年代末开始了 Al-Cu-Li系合金的研究，但真正的研究高潮是在铝锂 合金作为国家重点项目被列入七五攻关计划后开始的，迄今全国已有数十家高等学校、科 研院所和工厂参加，研究内容也颇为全面，从理论到实际，从熔铸、合金化、热处理到组织性 能，可以说无所不包，尤其是1998年航天510研究所利用微重力电磁模拟装置成功地制备 出含锂量高达5% 10%的二元铝锂合金小试样，使铝锂合金的制造技术得到进一步发展。我国已在某新型航天飞行器设计中采用了铝锂合金的铆接结构件，但是铆接一般 接一些密封要求低的设备，而焊接可以加工密封性要求较高的设备，因此，有可能在未来航 天飞行器制造中大量采用铝锂合金的焊接结构件，铝锂合金焊丝的用量将稳步上升，但目 前我国的铝锂合金焊丝尚未形成批量生产能力，水平仍处于填补空白的实验研究阶段。铝锂合金采用TIG焊(Tangstent inert gas，钨极惰性气体保护焊)或MIG焊(Metal inert-gas welding熔化极气体保护电弧焊)，材料本身的减重效益约为12%，用焊 接取代铆接，省去连接紧固件和密封胶圈减重效益又有12%。但是传统的SAL2195铝锂合金TIG/MIG焊丝在制备过程中锂容易被氧化，锂的烧 损率高，铝锂合金焊丝盘条表面粗糙、划痕深，且挤压接头强度低，拉丝时易断裂，生产效率 低，环境污染严重，所制备的焊丝力学性能不好。
技术实现思路
本专利技术旨在克服以上现有技术存在的不足，提供一种力学性能好的SAL2195铝锂 合金TIG/MIG焊丝配方体系，以满足2195铝锂合金对焊接工艺的需求。本专利技术的另一目的是提供一种在制备过程中锂的烧损率低，降低环境污染的制备 SAL2195铝锂合金TIG/MIG焊丝的方法。本专利技术解决技术问题采用如下技术方案一种SAL2195铝锂合金TIG/MIG焊丝，所述焊丝采用Al-Li-Mg-Cu-Zr-Ce合金系统，各 组分的重量百分含量为Li 0. 5 1.5%、Mg 0.5 1.5%、Cu 3. 5 4. 5%、Zr 0. 1 0. 25%,Ce 0. 1 0. 2%，其余为 Al。本专利技术所述的SAL2195铝锂合金TIG/MIG焊丝的制备方法，按以下步骤进行a、将配比量的Li、Mg、Cu,Zr , Ce和Al采用真空感应炉熔炼，熔炼温度为630°C 6600C，纯化真空度为1 X 10 — 3I^a 2 X 10 — 3Pa,熔炼后在氩气的保护下进行浇铸得铸锭，氩 气流量为8 IOml / s ；b、去除铸锭表面及两头的杂物后在500 550°C温度下进行连续挤压制得合金盘条；c、将合金盘条经过粗、中、精拉丝后，再进行刮削清洗处理即得所述焊丝。进一步地，步骤a中所采用的纯化真空度为1. 35 X 10-3Pa时效果最佳。进一步地，步骤c中刮削清洗采用旋转式三角孔刮刀。本专利技术的有益效果体现在以下几个方面1、采用真空熔炼吹氩浇铸工艺制备铝锂合金铸锭，解决了铸锭时合金中锂容易被氧化 的问题，锂的烧损率可控制在3%以内。2、采用热溶连续挤压工艺制备铝锂合金盘条。原工艺为冷挤压，新工艺为挤压时 把铝锂合金锭预热至500 550°C，解决了原来冷压时铝锂合金焊丝盘条表面粗糙、划痕 深，且挤压接头强度低的问题，使得在后续工序拉丝时不易断裂，提高了生产效率。3、采用刮削清洗工艺制备铝锂合金焊丝。原工艺为拉丝时采用强酸(硝酸+硫酸 +磷酸)加热至120°C清洗焊丝表面氧化物，而新工艺为拉丝时采用旋转式三角孔刮刀进行 刮削清洗，避免了传统化学清洗工艺带来的环境污染问题。4、现有技术中的SAL2195铝锂合金TIG/MIG焊丝的力学性能一般为抗拉强度 σ t为460ΜΡ a，屈服强度σ 0. 2为370ΜΡ a、接头延伸率δ为7%、弯曲角a为12°、强 度系数η为70%。而本专利技术的SAL2195铝锂合金TIG/MIG焊丝在原料中加入微量的稀土元 素Ce，达到了弥散强化晶格结构、改善共晶分布形态、强化焊缝凝固组织的目的，力学性能 有较大的改善，抗拉强度σ L·为550 600ΜΡ a，屈服强度σ 0. 2为450 500ΜΡ a、接头 延伸率δ为8 10%、弯曲角a为12 18°、强度系数η为80 85%。具体实施例方式以下对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用 于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1一种SAL2195铝锂合金TIG/MIG焊丝，所述焊丝采用Al-Li-Mg-Cu-Zr-Ce合金系统， 制造时各组分的重量百分含量为Li 1.08%, Mg 0.69%, Cu 3. 96%, Zr 0. 14%, Ce 0. 15%、其余为Al。按以下步骤的方法制备a、将配比量的Li、Mg、Cu、Zr、Ce和Al采用真空感应炉进行熔炼，熔炼温度为650°C左 右，真空度为1X10 —3Pa,熔炼后在氩气的保护下进行浇铸得铸锭，氩气流量为8ml / s左 右；b、去除铸锭表面及两头的杂物后在500°C温度下进行连续挤压制得合金盘条；本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．ＳＡＬ２１９５铝锂合金ＴＩＧ／ＭＩＧ焊丝，其特征在于，制造时所使用的原料包括以下重量百分数的各组分：：Ｌｉ ０．５～１．５％、Ｍｇ ０．５～１．５％、Ｃｕ ３．５～４．５％、Ｚｒ ０．１～０．２５％、Ｃｅ ０．１～０．２％，其余为Ａｌ。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：傅开武，何成旦，
申请(专利权)人：兰州威特焊材炉料有限公司，
类型：发明
国别省市：62
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。