[发明专利]一种铝铜合金接地材料焊接用焊丝及其制备方法

说明书

本发明公开了一种铝铜合金接地材料焊接用焊丝及其制备方法，该焊丝的质量百分比组成为：硅1%～3%，铜1%～3%，铁≤0.3%，锆0.001‑0.05%，稀土0.001%～0.5%，余量为铝。本发明的铝铜合金接地材料用焊丝可实现铝铜合金接地材料的焊接，焊缝区组织细密，成分与母材相近，电位差小，具有较好的耐土壤腐蚀性能。

技术领域

本发明涉及一种焊接材料，特别是用于铝铜合金接地材料焊接的铝合金焊丝及其制备方法。

背景技术

变电站接地网是维护电力系统安全可靠运行、保证人员和设备安全的关键构件。接地网用铝铜合金材料是目前较为理想的接地网材料，其具有以下优点：能够承受强大的接地电流；对于变电站所处地区的土壤环境具有良好的耐腐蚀性，满足对接地网使用寿命的要求等。GB50169-2006《电器装置安装工程接地装置施工及验收规范》中3.41规定接地体(线)的连接应采用焊接，焊接必须牢固无虚焊。由于铝合金材料本身的物理特性与其他金属不同，例如比热容、电导率、热导率比钢大，焊接时的热输入将向母材迅速流失，需采用高度集中的热源，使得铝铜合金材料的焊接相比于其他合金材料(比如钢)具有很大的焊接难度。

针对铝铜合金接地材料的焊接，采用的是常规的Al-Si系焊丝和Al-Cu系焊丝，其中，Al-Si系焊丝是指ER4047、ER4043，Al-Cu系焊丝是指ER2319、ER4145，采用这些焊丝对铝铜合金接地材料进行焊接，尽管接头的力学性能均能满足要求，但由于焊丝的成分与母材不匹配，使得接头成分、组织与母材差异较大，导致接头区域的耐腐蚀性差。在复杂的土壤环境中，焊接接头耐蚀性不好会导致接地网中断，这会给电力系统的安全运行造成很大的威胁和安全隐患，所以要求接地网焊接接头具有良好的耐土壤腐蚀性能。

综上所述，现有技术中对于铝铜合金接地材料焊接用焊丝形成焊接接头后存在的耐土壤腐蚀性差的问题，尚缺乏有效的解决方案。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明提供一种铝铜合金接地材料焊接用焊丝，采用该焊丝焊接的铝铜合金接头焊缝组织细密、成分与母材相近、耐土壤腐蚀性能好。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供了一种铝铜合金接地材料焊接用焊丝，其质量百分比组成为：硅1％～3％，铜1％～3％，铁≤0.3％，锆0.001-0.05％，稀土0.001％～0.5％，余量为铝。

优选的，所述的稀土为镧、铈、钕、钇中的至少一种。

为进一步提高铝铜合金接头焊缝组织细密性和耐土壤腐蚀性，优选的，所述铝铜合金接地材料焊接用焊丝，其质量百分比组成为：硅1％～1.5％，铜2.5％～3％，铁0.1-0.3％，锆0.002-0.003％，稀土0.05％～0.08％，余量为铝。

从制备得到的焊接接头的耐土壤腐蚀性和具有较优异的力学性能来讲，尤其是突出其耐土壤腐蚀性，最优选的，所述铝铜合金接地材料焊接用焊丝，其各组分质量百分比为：硅1.5％，铜2.5％，铁0.3％，锆0.002％，稀土0.08％，余量为铝。

优选的，所述铝铜合金接地材料，其质量百分比组成为：铜Cu3～5％，剩余为铝。

进一步，其还包含稀土0.1～0.3％，以及不可避免的杂质铁和硅，其中铁≤0.5％，Si≤0.2％。

本发明还提供一种铝铜合金接地材料焊接用焊丝的制备方法，包括以下步骤：

将铝锭加热熔化，按比例加入其它各原材料的母合金，当原料在熔池里充分熔化，进行扒渣搅拌，然后取样检测调整成分，精炼，再浇注成棒状铝合金铸锭；

采用热挤压工艺对棒状铝合金铸锭进行挤压，加工成铝合金线坯；

采用拉制工艺将铝合金线坯拉制成一定规格的铝铜合金接地材料焊接用焊丝。