本發(fā)明涉及焊絲技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種含銀和錫的鋁合金焊絲及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著焊接技術(shù)的發(fā)展，鋁及鋁合金焊接結(jié)構(gòu)己廣泛應(yīng)用于民用及軍工領(lǐng)域，如各種化工容器、交通工具、艦船、飛機、宇宙探測器、火箭等。其中，焊絲為影響焊縫金屬組織、成分、固-液相線溫度、焊縫的耐腐蝕性、近縫區(qū)母材的熱裂性及力學(xué)性能的重要因素。鋁合金焊絲內(nèi)部質(zhì)量很大程度上取決于原鋁材的質(zhì)量。在鋁合金焊絲的制備過程中，鋁合金熔煉除氣效果不佳，將會使鋁合金焊絲氫含量偏高，致使在焊接過程中生成較多的氣孔，同時鋁合金具有熱膨脹系數(shù)大的缺陷，焊縫處易產(chǎn)生裂紋。因此，現(xiàn)有的鋁合金焊絲在使用的過程中存在焊接接頭強度低，往往只有母材強度的60％-70％的缺陷，同時塑性欠佳，在使用的過程中容易開裂，從而限制了其應(yīng)用。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
基于背景技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種含銀和錫的鋁合金焊絲及其制備方法，所述鋁合金焊絲組織致密，表面光滑，焊接性能穩(wěn)定，焊接接頭的硬度和強度高，塑性好，抗開裂性能優(yōu)異。
本發(fā)明提出的一種含銀和錫的鋁合金焊絲，其成分按質(zhì)量百分比包括：Mg：2.5-4.2％、Ti：0.1-0.2％、Cr：0.5-1.2％、Mn：0.5-1.5％、Hf：0.01-0.1％、Sc：0.02-0.12％、B：0.01-0.08％、Er：0.05-0.15％、Yb：0.05-0.12％、Zr：0.1-0.38％、Ag：0.01-0.1％、Sn：0.1-0.8％、In：0.005-0.025％、Mo：0.5-1.5％、W：0.3-1.2％、V：0.2-1.3％、Cu：0.8-3％、Co：0.01-0.08％、Ca：0.01-0.1％、Fe+Si≤0.3％、Zn≤0.2％，其它雜質(zhì)元素單個含量≤0.05％、其它雜質(zhì)元素總含量≤0.15％，余量為Al。
優(yōu)選地，其成分中，Ag、In、Sn的質(zhì)量百分比滿足以下關(guān)系式：Ag+In+Sn≥0.58％。
優(yōu)選地，其成分中，Hf、Sc、Er、Yb、Zr的質(zhì)量百分比滿足以下關(guān)系式：Hf+Sc+Er+Yb+Zr≥0.56％。
優(yōu)選地，其成分中，B、Zr的質(zhì)量百分比滿足以下關(guān)系式：2×B≤Zr，且B+Zr≥0.34％。
本發(fā)明還提出的一種所述含銀和錫的鋁合金焊絲的制備方法，包括熔煉、精煉、鑄造、均勻化、擠壓、拉制和表面處理；其中，所述表面處理包括脫脂、拋光和鈍化。
優(yōu)選地，在均勻化過程中，均勻化的溫度為475-490℃，均勻化的時間為30-40h。將均勻化的溫度控制在475-490℃，均勻化的時間控制在30-40h，使體系中的枝晶逐漸消失，非平衡相也逐漸回溶到合金基體中，顯著改善了焊絲的綜合性能。
優(yōu)選地，在擠壓過程中，擠壓比為30-35，擠壓速度為3-4.5m/min。
優(yōu)選地，在拉制前，還包括去應(yīng)力退火，其中，去應(yīng)力退火溫度為350-370℃，時間為60-80h。在拉制前進行了去應(yīng)力退火，并將去應(yīng)力退火溫度控制在350-370℃，時間控制在60-80h，充分消除加工硬化效應(yīng)的同時又避免了晶粒過于長大而不利于拉伸。
優(yōu)選地，在脫脂過程中，所用的脫脂劑其原料按重量份包括：椰子油脂肪酸二乙醇酰胺20-35份、壬基酚聚氧乙烯醚5-10份、十二烷基苯磺酸鈉3-15份、偏硅酸鈉1-5份、磷酸三鈉3-5份、氫氧化鈉0.5-2份、葡萄糖酸2-10份、N-甲基甘氨酸2-5份、二異辛基磷酸2-5份、苯并三氮唑0.5-1份、苯甲酸鈉0.5-4份、乙二醇丁醚2-10份、乙醇1-5份、水150-180份；所用的脫脂劑的原料中，選擇了椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、壬基酚聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸鈉進行復(fù)配作為表面活性劑，使其發(fā)揮協(xié)同作用，潤濕、分散效果好，偏硅酸鈉、磷酸三鈉、氫氧化鈉、葡萄糖酸、N-甲基甘氨酸、二異辛基磷酸配合作為助洗劑加入體系中，與表面活性劑具有協(xié)同作用，對污垢的乳化、分散、抗再沉積和增溶作用優(yōu)異，加入了苯并三氮唑和苯甲酸鈉作為緩蝕劑，并控制了兩者的含量，顯著提高了焊絲的防腐蝕性能；同時加入了乙二醇丁醚和乙醇，提高了出油率。
本發(fā)明含銀和錫的鋁合金焊絲，通過選擇體系中的合金元素，并優(yōu)化了其在體系中的比例，得到的焊絲焊縫組織細密、抗裂性好，焊接接頭的抗拉強度、塑性及韌性相比普通的ER5356和ER5183焊絲有顯著的提高；具體地，其成分中加入了Ti和Zr，在焊縫中形成了Al3Ti和Al3Zr，促進了焊縫組織的細化，同時加入了B并將B和Zr的含量調(diào)控在2×B≤Zr，且B+Zr≥0.34％的范圍內(nèi)，改善了晶界強度，降低蠕變過程中晶界擴散速率，使接頭的塑性和強度達到最優(yōu)；在體系中添加了微量的Ag、In、Sn，并控制Ag、In、Sn的質(zhì)量百分比滿足關(guān)系式：Ag+In+Sn≥0.58％,從而使三者發(fā)揮協(xié)同作用，改變了體系中析出相的析出過程，顯著提高了焊接接頭的抗拉強度、塑性和焊接系數(shù)；加入了Hf、Sc、Er、Yb、Zr，并控制Hf、Sc、Er、Yb、Zr的質(zhì)量百分比滿足關(guān)系式：Hf+Sc+Er+Yb+Zr≥0.56％，顯著細化了組織，在焊縫中形成了強化析出相，產(chǎn)生了晶粒細化和強化的作用，同時與體系中的Ti和Mg形成的Al3Ti和AlMg強化析出相具有協(xié)同作用，顯著提高了焊接接頭的硬度、抗拉強度和抗彎強度，使焊縫的焊接性能良好，抗開裂性能優(yōu)異；在體系中加入了Mn，并合理控制了其在體系中的比例，使其與體系中的Zr、Cr配合，在保證焊縫組織得到細晶強化的同時提高了Al3Zr等初晶相的彌散相強化作用，提高了焊接接頭的強度系數(shù)。
具體實施方式
下面，通過具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細說明。
實施例1
本發(fā)明提出的一種含銀和錫的鋁合金焊絲，其成分按質(zhì)量百分比包括：Mg：4.2％、Ti：0.1％、Cr：1.2％、Mn：0.5％、Hf：0.1％、Sc：0.02％、B：0.08％、Er：0.05％、Yb：0.12％、Zr：0.1％、Ag：0.1％、Sn：0.1％、In：0.025％、Mo：0.5％、W：1.2％、V：0.2％、Cu：3％、Co：0.01％、Ca：0.1％、Fe+Si≤0.3％、Zn≤0.2％，其它雜質(zhì)元素單個含量≤0.05％、其它雜質(zhì)元素總含量≤0.15％，余量為Al。
本發(fā)明提出的一種所述含銀和錫的鋁合金焊絲的制備方法，包括熔煉、精煉、鑄造、均勻化、擠壓、拉制和表面處理；其中，所述表面處理包括脫脂、拋光和鈍化。
實施例2
本發(fā)明提出的一種含銀和錫的鋁合金焊絲，其成分按質(zhì)量百分比包括：Mg：2.5％、Ti：0.2％、Cr：0.5％、Mn：1.5％、Hf：0.01％、Sc：0.12％、B：0.01％、Er：0.15％、Yb：0.05％、Zr：0.38％、Ag：0.01％、Sn：0.8％、In：0.005％、Mo：1.5％、W：0.3％、V：1.3％、Cu：0.8％、Co：0.08％、Ca：0.01％、Fe+Si≤0.3％、Zn≤0.2％，其它雜質(zhì)元素單個含量≤0.05％、其它雜質(zhì)元素總含量≤0.15％，余量為Al。
本發(fā)明提出的一種所述含銀和錫的鋁合金焊絲的制備方法，包括熔煉、精煉、鑄造、均勻化、擠壓、拉制和表面處理；其中，所述表面處理包括脫脂、拋光和鈍化。
實施例3
本發(fā)明提出的一種含銀和錫的鋁合金焊絲，其成分按質(zhì)量百分比包括：Mg：4％、Ti：0.13％、Cr：1.1％、Mn：0.7％、Hf：0.05％、Sc：0.1％、B：0.05％、Er：0.1％、Yb：0.11％、Zr：0.3％、Ag：0.08％、Sn：0.5％、In：0.01％、Mo：1.3％、W：0.8％、V：1.1％、Cu：0.9％、Co：0.06％、Ca：0.04％、Fe+Si≤0.3％、Zn≤0.2％，其它雜質(zhì)元素單個含量≤0.05％、其它雜質(zhì)元素總含量≤0.15％，余量為Al；
本發(fā)明提出的一種所述含銀和錫的鋁合金焊絲的制備方法，包括熔煉、精煉、鑄造、均勻化、擠壓、拉制和表面處理；其中，所述表面處理包括脫脂、拋光和鈍化；
在均勻化過程中，均勻化的溫度為490℃，均勻化的時間為30h；
在擠壓過程中，擠壓比為35，擠壓速度為3m/min；
在拉制前，還包括去應(yīng)力退火，其中，去應(yīng)力退火溫度為370℃，時間為60h；
在脫脂過程中，所用的脫脂劑其原料按重量份包括：椰子油脂肪酸二乙醇酰胺20份、壬基酚聚氧乙烯醚10份、十二烷基苯磺酸鈉3份、偏硅酸鈉5份、磷酸三鈉3份、氫氧化鈉2份、葡萄糖酸2份、N-甲基甘氨酸5份、二異辛基磷酸2份、苯并三氮唑1份、苯甲酸鈉0.5份、乙二醇丁醚10份、乙醇1份、水180份。
實施例4
本發(fā)明提出的一種含銀和錫的鋁合金焊絲，其成分按質(zhì)量百分比包括：Mg：2.6％、Ti：0.17％、Cr：0.7％、Mn：1.2％、Hf：0.07％、Sc：0.03％、B：0.06％、Er：0.08％、Yb：0.12％、Zr：0.3％、Ag：0.03％、Sn：0.6％、In：0.006％、Mo：0.68％、W：1％、V：0.58％、Cu：2.1％、Co：0.02％、Ca：0.08％、Fe：0.08％、Si：0.02％、Zn：0.2％，其它雜質(zhì)元素單個含量≤0.05％、其它雜質(zhì)元素總含量≤0.15％，余量為Al；
本發(fā)明提出的一種所述含銀和錫的鋁合金焊絲的制備方法，包括熔煉、精煉、鑄造、均勻化、擠壓、拉制和表面處理；其中，所述表面處理包括脫脂、拋光和鈍化；
在均勻化過程中，均勻化的溫度為475℃，均勻化的時間為40h；
在擠壓過程中，擠壓比為30，擠壓速度為4.5m/min；
在拉制前，還包括去應(yīng)力退火，其中，去應(yīng)力退火溫度為350℃，時間為80h；
在脫脂過程中，所用的脫脂劑其原料按重量份包括：椰子油脂肪酸二乙醇酰胺35份、壬基酚聚氧乙烯醚5份、十二烷基苯磺酸鈉15份、偏硅酸鈉1份、磷酸三鈉5份、氫氧化鈉0.5份、葡萄糖酸10份、N-甲基甘氨酸2份、二異辛基磷酸5份、苯并三氮唑0.5份、苯甲酸鈉4份、乙二醇丁醚2份、乙醇5份、水150份。
實施例5
本發(fā)明提出的一種含銀和錫的鋁合金焊絲，其成分按質(zhì)量百分比包括：Mg：3％、Ti：0.15％、Cr：0.9％、Mn：0.85％、Hf：0.08％、Sc：0.1％、B：0.05％、Er：0.12％、Yb：0.06％、Zr：0.21％、Ag：0.08％、Sn：0.48％、In：0.025％、Mo：0.8％、W：0.7％、V：1％、Cu：2％、Co：0.06％、Ca：0.05％、Fe：0.1％、Si：0.15％、Zn：0.15％，其它雜質(zhì)元素單個含量≤0.05％、其它雜質(zhì)元素總含量≤0.15％，余量為Al。
本發(fā)明提出的一種所述含銀和錫的鋁合金焊絲的制備方法，包括熔煉、精煉、鑄造、均勻化、擠壓、拉制和表面處理；其中，所述表面處理包括脫脂、拋光和鈍化；
在均勻化過程中，均勻化的溫度為480℃，均勻化的時間為36h；
在擠壓過程中，擠壓比為32，擠壓速度為4m/min；
在拉制前，還包括去應(yīng)力退火，其中，去應(yīng)力退火溫度為380℃，時間為72h；
在脫脂過程中，所用的脫脂劑其原料按重量份包括：椰子油脂肪酸二乙醇酰胺30份、壬基酚聚氧乙烯醚8.5份、十二烷基苯磺酸鈉12份、偏硅酸鈉3.2份、磷酸三鈉4份、氫氧化鈉1.8份、葡萄糖酸6份、N-甲基甘氨酸3.2份、二異辛基磷酸4份、苯并三氮唑0.6份、苯甲酸鈉3.5份、乙二醇丁醚8份、乙醇4份、水160份。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。