[发明专利]一种含Ag和Sc的7XXX高强铝合金专用焊丝

说明书

技术领域

本发明涉及铝合金焊丝技术领域，尤其涉及一种含Ag和Sc的7XXX高强铝合金专用焊丝。

背景技术

近几年，为满足我军远程空中投送的作战布局需求，坦克装甲车辆等其他武器装备对高机动性、高可靠性以及轻量化需求日益迫切，大量高强度的铝合金结构材料在武器装备中广泛使用，但由于轻量化减重的要求，铝合金板材之间的连接不能使用机械连接，只能选择焊接工艺连接方案。但由于高强铝合金板材多是7XXX合金，目前采用的Al-Mg系焊丝甚至进口5356焊丝都无法解决高强铝合金材焊缝性能差、焊接热开裂的问题，严重制约和限制了武器装备的高新发展。

为了解决7xxx高强铝合金板材焊缝性能差、焊缝热开裂等问题，提高焊缝的热稳定性和焊缝强度，需要专门开发一种专门用于7XXX高强铝合金的焊丝。

发明内容

本发明的目的是提供一种7XXX高强铝合金专用的铝合金焊丝，解决7XXX高强铝合金焊接过程中焊缝热开裂、焊缝稳定性差及焊缝强度低的问题。

本发明的技术方案是：本发明解决上述问题所采用的技术方案为：其组分及质量百分比为：Zn含量5-10％，Mg含量1.0-3.0％，Cu含量0.1～2.2％，Mn含量0.3-0.8％，Zr含量0.05-0.20％，Ag含量0.05-1.0％，Sc含量0.02-0.2％，Ti含量0.06-0.2％，杂质元素含量Fe≤0.15％，Si≤0.06％，余量为Al。

其组分及质量百分比为：Zn含量6-9％，Mg含量1.2-2.6％，Cu含量0.4～1.8％，Mn含量0.3-0.8％，Zr含量0.05-0.20％，Ag含量0.05-1.0％，Sc含量0.02-0.2％，Ti含量0.06-0.2％，杂质元素含量Fe≤0.15％，Si≤0.06％，余量为Al。

其组分及质量百分比为：Zn含量7-8％，Mg含量1.4-2.2％，Cu含量0.6～1.6％，Mn含量0.3-0.8％，Zr含量0.05-0.20％，Ag含量0.05-1.0％，Sc含量0.02-0.2％，Ti含量0.06-0.2％，杂质元素含量Fe≤0.15％，Si≤0.06％，余量为Al。

本发明具有的优点和有益效果是：

1)为了解决焊缝热稳定性差的问题，采用7XXX铝合金材料作为焊丝主材，向主材中添加微量的Ag元素，Ag的加入提高了材料的过烧温度，提升材料的热稳定性。用上述成分的焊丝焊接高强铝合金板材时，焊缝的热稳定性能显著提高。

2)采用7XXX铝合金材料作为焊丝主材，同时向合金中添加了微量的Sc元素，Sc的加入提高了材料有助于细化焊缝的晶粒组织，抑制形成粗大晶粒，提高焊缝的强韧匹配性。

3)采用上述成分的焊丝焊接高强铝合金板材，焊接系数可达到0.7，焊缝热影响区范围有效减小，焊缝热开裂现象消失。

4)该焊丝可以解决7XXX高强铝合金可焊性差的问题，适用于7XXX高强铝合金板材、锻件以及型材的MIG与TIG等焊接工艺，尤其适用于航空航天、兵器、舰船等合金结构防护板材，焊缝综合性能优异。

具体实施方式

一种含Ag和Sc的7XXX高强铝合金专用焊丝，其组分及质量百分比为Zn含量5-10％，Mg含量1.0-3.0％，Cu含量0.1～2.2％，Mn含量0.3-0.8％，Zr含量0.05-0.20％，Ag含量0.05-1.0％，Sc含量0.02-0.2％，Ti含量0.06-0.2％，杂质元素含量Fe≤0.15％，Si≤0.06％，余量为Al。

一种含Ag和Sc的7XXX高强铝合金专用焊丝制备工艺如下：

1)按上述的合金化学成分及重量百分比要求配料，原材料包括：纯Al，纯Zn，纯Mg，Al-Cu中间合金，Al-Mn中间合金，Al-Ti-B中间合金，工业纯Ag，Al-Sc中间合金，氟锆酸钾等；

2)在坩埚熔炼炉内进行熔炼，原材料的熔炼顺序依次为纯Al、氟锆酸钾溶剂、Al-Cu中间合金、纯Zn、Al-Mn中间合金、纯Mg、Al-Ti-B中间合金，Al-Sc中间合金，工业纯Ag，熔炼温度在690-800℃范围内；

3)对完全熔化的金属液进行精炼，精炼时金属液温度维持在700℃～750℃的范围内，精炼时间15-20min；

4)精炼后进行真空除气处理，真空处理时间为20min；