[发明专利]制备焊接前的锂-铝合金产品的方法

说明书

技术领域

本发明总体而言涉及铝-锂合金，更具体地，涉及用于航空工业的产品及其焊接。

背景技术

铝-锂合金(Al-Li)因其具有低密度而长期以来被公认为是减轻结构元件重量的有效手段。它们已被系统地考虑用于最现代的航空结构中。另外，使用焊接来代替常规的铆接技术也是目前航空工程领域中的一个趋势。因此，毫无疑问的是，为了用于航空工程，Al-Li合金必须优选能够简单地进行熔焊。

美国专利5,032,359记载了一类可焊接Al-Li合金，即铝-铜-锂-镁-银合金。这些合金也已知具有商品名“WELDALITE”，其特别突出的特点为可焊接性。然而，由该首篇专利及其后的文献可知，这类合金在焊接过程中易于形成孔隙。该问题背后的机理了解不多，其似乎是Al-Li合金所特有的。

由ASM手册“Aluminum”，1991，第402-403页可知，解决该问题的一个方案可为，在即将焊接之前先进行预处理，通常是进行约250μm的表面蚀刻。这样焊接后就观测不到孔隙。然而，该做法存在若干缺点：其在焊接前需要相当长的表面处理期，这使制造工艺复杂化，并可能导致未配备表面处理生产线的工厂需要过分昂贵的投入。

该处理经证明难以均一地实施，特别是对于形状复杂的挤压型材而言。另外，就薄件而言，难以精确进行约250μm，特别是约1-2mm的化学蚀刻：两个面上的蚀刻可占到最终厚度的约25-50％，这会引起有关厚度公差的技术问题，在设定部件尺寸时必须加以考虑。最后，该处理会造成金属损失，这在经济上是极为不利的，特别是对于低厚度的薄件而言更是如此。

文件Ellis M B D“Fusion welding of aluminum-lithium alloys”Welding and Metal Manufacture，IPC LTD.HAYWARDS HEATH，GB，vol 64，n^o2，1996年2月1日，第44/56、58、60页也述及，为了对铝-锂合金进行焊接而不产生孔隙，每个面必须去除0.2mm。

文件Ryazantsev V I“Preparation of the surface of aluminum alloys for arc welding”Welding International，Taylor & Francis Abingdon，GB，vol 16，n^o9，2002年1月1日，第744-749页记载了制备由铝合金、特别是铝-锂合金构成的产品的多种方法，包括脱脂步骤、化学蚀刻步骤和在真空炉中进行固溶热处理的步骤。

美国专利6,881,491记载了一种保护可以进行涂布的铝表面，从而避免在热处理过程中起泡的方法。该方法并非旨在进行铝锂合金焊接前的表面准备。

同样地，专利申请EP-A-0 882 809提出了含有少量氟的处理，以防止氧化，但并未揭示其在焊接前或对于铝-锂合金的应用。

因此，需要一种制备用于焊接的铝锂合金部件的方法，该方法可以避免焊接处孔隙的形成，同时克服有关表面蚀刻的所有缺点。

发明内容

本发明的主题是一种制备待熔焊的铝锂合金产品的方法，包括以下连续步骤：

(i)获得一种含有至少0.8重量％锂的热锻(corroyé  chaud)铝合金产品；

(ii)任选地对所获得的产品进行冷锻(corroyer  froid)；

(iii)清洗所获得的产品的至少一个待焊接表面；

(iv)在所获得的产品的至少一个清洗的表面覆盖一层涂层，所述涂层的特征在于，干燥后其量范围为0.1-5mg/cm²，优选0.5-4mg/cm²，且氟浓度为至少10重量％；

(v)在大于约450℃的温度进行固溶热处理，然后将所获得的产品淬火。

本发明的另一个主题是一种介于含至少1.4重量％锂的第一铝合金构件和至少一种第二金属合金构件之间的熔焊组件，所述第一构件为一种厚度小于5mm、优选小于2mm的平扎或挤压产品，所述第一构件通过本发明的方法制备，所述熔焊组件的特征在于，焊接处基本无孔隙。

本发明的又一主题为一种包括本发明焊接组件的机身面板。

附图说明

图1：根据焊接接点的孔隙情况的质量分级

图2：用于测试的型材

具体实施方式