一种铝锂合金焊丝的加工方法技术

本发明专利技术公开了一种铝锂合金焊丝的加工方法，包括真空熔炼、热压、粗拉、退火、中拉、退火、精拉、刮削清洗、矫直切断和包装等一系列步骤。本发明专利技术的优点在于：能够有效控制影响焊接质量的微量有害元素，同时解决了浇铸时合金中锂容易被氧化的问题，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，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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种合金加工设备，具体地说是，属于机械制造加工领域。
技术介绍
锂是自然界最轻的金属，密度为0.534g / cm ，熔点为186°C，铝中加入金属元素锂，可大幅度降低合金的弹性模量。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，铝锂合金焊丝特别是具有除特殊优异性能的新型铝锂合金作为一种低密度、高弹性模量、高比强度和高比刚度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，每增加Ikg有效载荷可带来约100000美元的效益。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。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。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TIG焊丝达到了较高的水平。我国自60年代末开始了 Al-Cn-Li系合金的研究，但真正的研究高潮是子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)，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%。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术设计了，满足了铝锂合金对焊接工艺的需求。本专利技术的技术方案为加工工艺流程依次为真空熔炼一热压一拉丝一刮削清洗一矫直切断一包装，其中1、采用真空感应炉进行熔炼，熔炼温度为630°c-660°c，在吹送氩气的保护下进行浇铸，氩气流量为8 IOml / s ；真空熔炼吹氩浇铸工艺保证了铝锂合金铸锭的纯净度，使影响焊接质量的微量有害元素得到有效控制，同时解决了浇铸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、用挤压机在500 550°C热固溶状态下连续挤压盘条；热溶连续挤压工艺可采用660 吨卧式挤压机，挤压出的铝锂合金盘条表面光洁，铸锭之间的压接接头牢固，在拉丝过程中压缩比可从12. 5%提高到20% ；3、粗拉、退火、中拉、退火、精拉按照常规生产工艺进行，经过粗、中、精拉丝后，再进行刮削清洗处理；刮削清洗工艺在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、真空熔炼过程中加入微量稀土元素Ce；使铝锂合金焊丝中含有微量稀土元素 Ce(0. 05 0. IX 10_2Wt)，焊后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，获得了性能优异的焊缝熔敷金属。本专利技术的优点在于能够有效控制影响焊接质量的微量有害元素，同时解决了浇铸时合金中锂容易被氧化的问题，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，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。附图说明图1为本专利技术实施例的工艺流程图。 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。如图1所示，加工工艺流程依次为真空熔炼一热压一拉丝一刮削清洗一矫直切断一包装，其中1、采用真空感应炉进行熔炼，熔炼温度为630°c-660°c，在吹送氩气的保护下进行浇铸，氩气流量为8 IOml / s ；真空熔炼吹氩浇铸工艺保证了铝锂合金铸锭的纯净度，使影响焊接质量的微量有害元素得到有效控制，同时解决了浇铸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、用挤压机在500 550°C热固溶状态下连续挤压盘条；热溶连续挤压工艺可采用660 吨卧式挤压机，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，挤压出的铝锂合金盘条表面光洁，铸锭之间的压接接头牢固，使得在后续工序拉丝时不易断裂，在拉丝过程中压缩比可从12. 5%提高到2096，提高了生产效率；3、粗拉、退火、中拉、退火、精拉按照常规生产工艺进行，经过粗、中、精拉丝后，再进行刮削清洗处理；刮削清洗工艺在拉丝时采用旋转式三角孔刮刀进行刮削清洗，原工艺为拉丝时采用强酸加热至120°C清洗焊丝表面氧化物，避免了传统化学清洗工艺带来的环境污染问题；4、真空熔炼过程中加入微量稀土元素Ce;使铝锂合金焊丝中含有微量稀土元素 Ce(0. 05 0. IX 10_2Wt)，焊后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，获得了性能优异的焊缝熔敷金属。 最后应说明的是以上所述仅为本专利技术的优选实施例而已，并不用于限制本专利技术， 尽管参照前述实施例对本专利技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。 凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。权利要求1.，其特征在于依次包括如下步骤真空熔炼、热压、粗拉、退火、中拉、退火、精拉、刮削清洗、矫直切断和包装，其中(1)、采用真空感应炉进行630°c-660°c熔炼，同时在真空熔炼过程中加入微量稀土元素Ce，并在吹送氩气的保护下进行浇铸；(2)、用挤压机在400-500°C热固溶状态下连续挤压盘条；(3)、经过常规粗、中、精拉丝后，再进行刮削清洗处理，刮削清洗工艺在拉丝时采用旋转式三角孔刮刀进行刮削清洗。2.根据权利要求1所述的一种铝锂合金焊丝的生产方法，其特征在于所述步骤(1)中加入Ce的含量占铝锂合金焊丝总质量分数的0. 05 0. 1 X KT2Wt。3.根据权利要求1所述的一种铝锂合金焊丝的生产方法，其特征在于所述步骤(1)中吹送氩气流量为8 IOml / S。4.根本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种铝锂合金焊丝的加工方法，其特征在于依次包括如下步骤：真空熔炼、热压、粗拉、退火、中拉、退火、精拉、刮削清洗、矫直切断和包装，其中：（１）、采用真空感应炉进行６３０℃－６６０℃熔炼，同时在真空熔炼过程中加入微量稀土元素Ｃｅ，并在吹送氩气的保护下进行浇铸；（２）、用挤压机在４００－５００℃热固溶状态下连续挤压盘条；（３）、经过常规粗、中、精拉丝后，再进行刮削清洗处理，刮削清洗工艺在拉丝时采用旋转式三角孔刮刀进行刮削清洗。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：傅开武，
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