一種焊接用鋁硅系合金桿及其生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種焊接用鋁硅系合金桿及其生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著焊接技術(shù)的發(fā)展，鋁及鋁合金焊接結(jié)構(gòu)已廣泛應(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(jī)、火箭、宇宙探測器等，以及高速列車、地鐵列車、城市輕 軌是國家重點(diǎn)投資支持扶持的產(chǎn)業(yè)。這些焊接結(jié)構(gòu)的性能，在基材一定的情況下，主要取決 于焊接工藝和焊絲的合金成分和性能。其中，焊絲是影響焊縫金屬成分、組織、液-固相線溫 度、近縫區(qū)母材的熱裂性、焊縫的耐腐蝕性及力學(xué)性能的重要因素。因此，焊絲材料對鋁合 金焊接結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用具有重要意義。
[0003] 鋁合金焊絲的生產(chǎn)主要分為焊絲線坯(合金桿）的生產(chǎn)和線坯成品加工兩大工序。 其中鋁合金焊絲線坯的生產(chǎn)工藝有半連續(xù)鑄造-擠壓法、連鑄連乳法和水平連鑄拉法三種。 半連續(xù)鑄造-擠壓法優(yōu)點(diǎn)是擠壓能夠提高金屬的變形能力，氧化渣皮帶入少，但其缺點(diǎn)也明 顯，一是制品組織性能不均勻，二是生產(chǎn)效率低，能耗相對較高，幾何廢料多、成品率低。水 平連鑄拉法流程簡單，設(shè)備要求低，但生產(chǎn)效率底下，產(chǎn)品尺寸參差嚴(yán)重，且產(chǎn)品含氣含渣 量無法進(jìn)行控制。連鑄連扎法在合金液配置完畢后經(jīng)過精煉、在線除氣及過濾等工序，可保 證產(chǎn)品含氣含渣量在較低水平，經(jīng)過鑄造后直接乳制成為合金桿，產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定，含氣含渣 量低，生產(chǎn)效率高，適用于大批量生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有的缺陷，提供了一種焊接用鋁硅系合金桿及 其生產(chǎn)方法。
[0005] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案： 一種焊接用鋁硅系合金桿，按重量計，由以下成分組成： Si：4.0-7.0%,Mn：0.01-0.04%,V：0.01-0.04%,Fe< 0.4%,Cu<0.3%,Mg<0.05%,Zn< 0.10%，Ti< 0.20%，余量為A1以及不可避免的雜質(zhì)元素。
[0006] 優(yōu)選地，所述焊接用鋁硅系合金桿，按重量計，由以下成分組成： Si：4.2-6.2%,Μη：0.027-0.032%,V：0.015-0.023%,Fe < 0.4%,Cu < 0.3%,Mg < 0.05%,Zn < 0.10%，Ti < 0.20%，余量為A1以及不可避免的雜質(zhì)元素。
[0007] 更優(yōu)選地，所述焊接用鋁硅系合金桿，按重量計，由以下成分組成： Si：5.6-6.2%,Μη：0.028-0.032%,V：0.021-0.023%,Fe < 0.4%,Cu < 0.3%,Mg < 0.05%,Zn < 0.10%，Ti < 0.20%，余量為A1以及不可避免的雜質(zhì)元素。
[0008] 其中，不可避免的雜質(zhì)元素:單個< 0.05%、合計< 0.15%。
[0009] 上述焊接用鋁硅系合金桿的生產(chǎn)方法，包括如下步驟： (1)按所述各合金成分的含量進(jìn)行配料，熔化，于720-760°C加入精煉劑，精煉不少于30 分鐘； (2) 精煉完畢后將表面的熔渣扒除干凈，靜置20分鐘以上； (3) 經(jīng)步驟(2)處理后，除氣、過濾，澆鑄，澆鑄溫度為680-710°C ; (4) 澆鑄出錠后，用連鑄連乳設(shè)備直接乳制成焊接用鋁硅系合金桿，乳制溫度在460°C 以上。
[0010]進(jìn)一步，所述精煉劑的用量為合金總量的5~8%〇。
[0011] 本發(fā)明所述的焊接用鋁硅系合金桿抗拉強(qiáng)度140-190MPa，伸長率14-20%。
[0012] 本發(fā)明的生產(chǎn)方法在合金液配置完畢后經(jīng)過精煉、在線除氣及過濾等工序，可保 證產(chǎn)品含氣含渣量在較低水平，經(jīng)過鑄造后直接乳制成為合金桿。產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定，含氣含渣 量低，生產(chǎn)效率高，適用于大批量生產(chǎn)。
【具體實施方式】
[0013] 以下對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用 于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0014] 原材料要求：2： A199.70普鋁，質(zhì)量滿足GB/T1196-2008標(biāo)準(zhǔn)要求;AlSi20中間 合金，質(zhì)量滿足GB/T27677-2011標(biāo)準(zhǔn)要求；！ A1V10中間合金，質(zhì)量滿足GB/T27677-2011標(biāo) 準(zhǔn)要求；I Α1Μη20中間合金，質(zhì)量滿足GB/T27677-2011標(biāo)準(zhǔn)要求。:_精煉劑，質(zhì)量滿足YS/ T491中RJ1標(biāo)準(zhǔn)要求。
[0015] 實施例1 向熔保爐加入20噸A199.70普鋁后，熔化后，加入AlSi20中間合金6500kg、AlMn20中間 合金38kg、AlV10中間合金50kg，攪拌10分鐘，控制溫度達(dá)到720-760°C加入精煉劑進(jìn)行精 煉，精煉劑用量為合金總重量的6%。，精煉時間不少于40分鐘，精煉完畢后將表面熔渣扒除 干凈，靜置20分鐘取樣，合金液成分滿足要求后，開爐眼后鋁液經(jīng)過在線精煉除氣機(jī)和過濾 設(shè)備進(jìn)行除氣除渣，經(jīng)檢測在線精煉除氣效率50%，過濾片規(guī)格50ppi。采用連鑄連乳機(jī)組， 澆鑄溫度保持在685-700°C，出錠后加入連乳機(jī)組進(jìn)行乳制生產(chǎn)成直徑為9.5mm左右的焊接 用鋁硅系合金桿，乳制溫度控制在465-480°C。
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[0017] 實施例2 向熔保爐加入20噸A199.70普鋁后，熔化后，加入AlSi20中間合金8000kg、AlMn20中間 合金40kg、AlV10中間合金60kg，攪拌10分鐘，控制溫度達(dá)到720-760°C加入精煉劑進(jìn)行精 煉，精煉劑用量為合金總重量的5%。，精煉時間不少于40分鐘，精煉完畢后將表面熔渣扒除 干凈，靜置20分鐘取樣，合金液成分滿足要求后，開爐眼后鋁液經(jīng)過在線精煉除氣機(jī)和過濾 設(shè)備進(jìn)行除氣除渣，經(jīng)檢測在線精煉除氣效率51%，過濾片規(guī)格50ppi。采用連鑄連乳機(jī)組， 澆鑄溫度保持在685-700°C，出錠后加入連乳機(jī)組進(jìn)行乳制生產(chǎn)成直徑為9.5mm左右的焊接 用鋁硅系合金桿，乳制溫度控制在465-480°C。
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[0019] 實施例3 向熔保爐加入20噸A199.70普鋁后，熔化后，加入AlSi20中間合金5500kg、AlMn20中間 合金35kg、AlV10中間合金45kg，攪拌10分鐘，控制溫度達(dá)到720-760°C加入精煉劑進(jìn)行精 煉，精煉劑用量為合金總重量的5%。，精煉時間不少于40分鐘，精煉完畢后將表面熔渣扒除 干凈，靜置20分鐘取樣，合金液成分滿足要求后，開爐眼后鋁液經(jīng)過在線精煉除氣機(jī)和過濾 設(shè)備進(jìn)行除氣除渣，經(jīng)檢測在線精煉除氣效率50%，過濾片規(guī)格50ppi。采用連鑄連乳機(jī)組， 澆鑄溫度保持在685-700°C，出錠后加入連乳機(jī)組進(jìn)行乳制生產(chǎn)成直徑為9.5mm左右的焊接 用鋁硅系合金桿，乳制溫度控制在465-480°C。
[0020]
[0021] 實施例4 向熔保爐加入20噸A199.70普鋁后，熔化后，加入AlSi20中間合金9000kg、AlMn20中間 合金45kg、AlV10中間合金65kg，攪拌10分鐘，控制溫度達(dá)到720-760°C加入精煉劑進(jìn)行精 煉，精煉劑用量為合金總重量的7%。，精煉時間不少于40分鐘，精煉完畢后將表面熔渣扒除 干凈，靜置20分鐘取樣，合金液成分滿足要求后，開爐眼后鋁液經(jīng)過在線精煉除氣機(jī)和過濾 設(shè)備進(jìn)行除氣除渣，經(jīng)檢測在線精煉除氣效率52%，過濾片規(guī)格50ppi。采用連鑄連乳機(jī)組， 澆鑄溫度保持在685-700°C，出錠后加入連乳機(jī)組進(jìn)行乳制生產(chǎn)成直徑為9.5mm左右的焊接 用鋁硅系合金桿，乳制溫度控制在465-480°C。
[0022；
[0023]最后應(yīng)說明的是：以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明， 盡管參照前述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可 以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。 凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的 保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種焊接用鋁硅系合金桿，按重量計，由以下成分組成： Si：4.0-7.0%,Μη：0.01-0.04%,V：0.01-0.04%,Fe < 0.4%,Cu < 0.3%,Mg < 0.05%,Zn < 0.10%，Ti< 0.20%，余量為A1以及不可避免的雜質(zhì)元素。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接用鋁硅系合金桿，其特征在于，按重量計，由以下成分組 成：Si :4.2-6.2%，Mn:0.027-0.032%，V:0.015-0.023%，F(xiàn)e<0.4%，Cu<0.3%，Mg<0.05%，Zn < 0.10%，Ti < 0.20%，余量為A1以及不可避免的雜質(zhì)元素。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的焊接用鋁硅系合金桿，其特征在于，所述焊接用鋁硅系合金 桿，按重量計，由以下成分組成： Si：5.6-6.2%,Μη：0.028-0.032%,V：0.021-0.023%,Fe < 0.4%,Cu < 0.3%,Mg < 0.05%,Zn < 0.10%，Ti < 0.20%，余量為A1以及不可避免的雜質(zhì)元素。4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的焊接用鋁硅系合金桿，其特征在于，所述不可避免的雜 質(zhì)元素:單個< 0.05%、合計< 0.15%。5. 權(quán)利要求1所述焊接用鋁硅系合金桿的生產(chǎn)方法，包括如下步驟： (1) 按所述各合金成分的含量進(jìn)行配料，熔化，于720-760°C加入精煉劑，精煉不少于30 分鐘； (2) 精煉完畢后將表面的熔渣扒除干凈，靜置20分鐘以上； (3) 經(jīng)步驟(2)處理后，除氣、過濾，澆鑄，澆鑄溫度為680-710°C ; (4) 澆鑄出錠后，用連鑄連乳設(shè)備直接乳制成焊接用鋁硅系合金桿，乳制溫度在460°C 以上。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述精煉劑的用量為合金總量的5~ 8%0 〇
【專利摘要】本發(fā)明公開一種焊接用鋁硅系合金桿，按重量計，所述焊接用鋁硅系合金桿由以下成分組成：Si：4.0-7.0%，Mn：0.01-0.04%，V：0.01-0.04%，F(xiàn)e≤0.4%，Cu≤0.3%，Mg≤0.05%，Zn≤0.10%，Ti≤0.20%，余量為Al以及不可避免的雜質(zhì)元素。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述的焊接用鋁硅系合金桿抗拉強(qiáng)度140-190MPa，伸長率14-20%。
【IPC分類】C22C1/03, B21B1/46, C22C1/06, C22C21/02
【公開號】CN105624479
【申請?zhí)枴緾N201510837143
【發(fā)明人】王歡, 馮南甫, 侯經(jīng)韜, 蔣鐵軍, 紀(jì)劍峰
【申請人】新疆眾和股份有限公司
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2015年11月26日