一種具有表層納米晶的鋁合金焊絲及其製備方法
2023-06-01 19:45:11
專利名稱：一種具有表層納米晶的鋁合金焊絲及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種焊絲及其製備方法，具體是一種具有表層納米晶的鋁合金焊絲及其製備方法。
背景技術：
高強鋁合金具有密度小、強度高、加工性能好等優點，應用範圍廣泛。鋁合金焊絲是鋁合金焊接所必需的填充材料，是決定焊縫質量的重要因素之一，在航空航天鋁合金焊接生產中佔有重要地位。高強鋁合金焊接強度低，成為高強鋁合金更廣泛應用的瓶頸，如:廣泛應用於飛機蒙皮、火箭、艦船等的結構件和兩棲裝甲突擊車、空投空降車等裝甲材料的2519鋁合金，其焊接強度一般為母材的60-80%。合適的焊絲不僅可以改善焊接時的熱裂傾向，還可彌補焊接過程中的元素燒損，並在一定程度上改善焊接接頭的性能。工業上鋁合金焊絲生產流程為:熔鑄-擠壓(軋制)_扒皮-拉拔(多次)_退火(多次)。國內鋁合金焊絲的晶粒度一般為2 3級，國外焊絲的晶粒度為10級，焊絲晶粒越細，焊絲的性能越好，表面光亮化越容易取得好的效果。為此，採用新技術開發細晶焊絲是鋁合金焊絲的發展方向。採用納米技術不僅可以獲 得細晶焊絲，而且可以獲得細晶焊縫，提高焊縫的強度和塑性。但採用工業上常規的焊絲生產流程難以得到納米晶鋁合金焊絲，因此如何在常規工業生產的鋁合金焊絲的基礎上，獲得納米晶鋁合金焊絲是目前亟待解決的問題。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是，針對現有技術的上述不足，而提供一種製備具有表層納米晶的鋁合金焊絲的方法。本發明的目的是通過以下技術方案實現的:用直徑為0.的鋼丸對鋁合金焊絲進行表面拋丸處理，拋丸時間為10分鐘-2小時。本發明還提供了通過上述方法製備的具有表層納米晶的鋁合金焊絲。本發明通過對鋁合金焊絲表面進行拋丸處理，使得焊料晶粒顯著細化，在表面形成了一層納米晶，焊絲熔化溫度區間變窄，即焊料的固相線和液相線的溫度差減小。熔化溫度區間越小，在焊接過程中，焊料合金具備更加優良的流動性和焊接接頭組織。
圖1是對比實施例1處理的焊縫晶粒組織圖。圖2是實施例2處理的焊縫晶粒組織圖。圖3是對比實施例1焊接接頭拉伸斷口照片。圖4是實施例2焊接接頭拉伸斷口照片。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明所述的具有表層納米晶的鋁合金焊絲及其製備方法作進一步的描述。對比實施例1本實施例中使用厚度為5mm的2519裝甲鋁合金，板材的尺寸為200X150X5mm(其中軋制方向的長度150mm)，焊絲為Φ 1.6mm的ER2319焊絲。對焊絲進行焊前清理，採用TIG焊接方法，焊接接頭平均抗拉強度為288MPa，延伸率為4.6%，圖3為拉伸後的斷口掃描。實施例1本實施例中使用厚度為5mm的2519裝甲鋁合金，板材的尺寸為200X150X5mm(其中軋制方向的長度150mm)，焊絲為Φ 1.6mm的ER2319焊絲，在QZR-1200華夏拋丸機中進行表面納米化，鋼丸直徑為0.1mm，拋丸時間為20分鐘，對焊絲進行焊前清理，採用TIG焊接方法，焊接接頭平均抗拉強度為301MPa，延伸率為5.1 %。實施例2本實施例中使用厚度為5mm的2519裝甲鋁合金，板材的尺寸為200X150X5mm(其中軋制方向的長度150mm)，焊絲為Φ 1.6mm的ER2319焊絲，在QZR-1200華夏拋丸機中進行表面納米化，鋼丸直徑為0.1mm，拋丸時間為40分鐘，對焊絲進行焊前清理，採用TIG焊接方法，焊接接頭平均抗拉強度為319MPa，延伸率為5.7%，圖4為拉伸後的斷口掃描，斷口韌窩多，由大韌窩和小的連接撕裂峰所組成。對比實施例2:實施例中使用厚度為5mm的7A52裝甲鋁合金，板材的尺寸為200X 150X5mm(其中軋制方向的長度150mm)，焊絲為Φ 3mm的ER5356焊絲。對焊絲進行焊前清理，採用TIG焊接方法，焊接接頭平均抗拉強度為251MPa，延伸率為4.2 %。實施例3:實施例中使用厚度為5mm的7A52裝甲鋁合金，板材的尺寸為200X 150X5mm(其中軋制方向的長度150mm)，焊絲為Φ 3mm的ER5356焊絲，在QZR-1200華夏拋丸機中進行表面納米化，鋼丸直徑為1mm，拋丸時間為2小時，對焊絲進行焊前清理，採用TIG焊接方法，焊接接頭平均抗拉強度為278MPa，延伸率為4.9 %。圖1為不經表面處理焊絲的2519鋁合金焊縫晶粒組織圖，圖2為經過表面處理焊絲的2519鋁合金焊縫晶粒組織圖，從圖中可以看出經過表面處理的焊絲，焊縫的晶粒組織比較細小。
權利要求
1.一種製備具有表層納米晶的鋁合金焊絲的方法，其特徵在於:用直徑為0.的鋼丸對鋁合金焊絲進行表面拋丸處理，拋丸時間為10分鐘-2小時。
2.一種根據權利要求1所述方法製備的鋁合金焊絲。
全文摘要
本發明公開了一種具有表層納米晶的鋁合金焊絲及其製備方法，用直徑為0.1mm-2mm的鋼丸對鋁合金焊絲進行表面拋丸處理，拋丸時間為10分鐘-2小時。通過對鋁合金焊絲表面進行拋丸處理，使得焊料晶粒顯著細化，在表面形成了一層納米晶，焊絲熔化溫度區間變窄，即焊料的固相線和液相線的溫度差減小。熔化溫度區間越小，在焊接過程中，焊料合金具備更加優良的流動性和焊接接頭組織。
文檔編號B24C1/10GK103158075SQ20111042612
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月19日 優先權日2011年12月19日
發明者劉文輝, 劉德順, 胡忠舉, 崔大田, 何寬芳, 黃浩, 鄧抗宗, 歐璇 申請人:湖南科技大學