[发明专利]船舶与海洋工程用铝镁合金焊丝及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铝合金焊丝技术领域，具体涉及一种适用于船舶与海洋工程的铝镁合金焊丝及其生产方法。

背景技术

建设海洋强国，提高海洋资源开发能力，发展海洋经济，保护海洋生态环境，维护国家海洋权益，是我国的重大发展战略。船舶和海洋工程得工作环境要求其结构材料具有高的比强度、韧性、耐蚀性、抗疲劳、抗冲击及良好的焊接性等综合性能。铝合金具有质量轻，强度高，耐磨性好，加工后不易变形等优点，在汽车、航空航天、航运等领域应用十分广泛。铝镁合金具有中等强度和良好的成型性，被广泛的应用在船舶制造和海洋工程领域。

铝镁合金在船舶和海洋工程中大部分是通过焊接成形的，而且其中大多数焊接后要求不进行强化热处理而直接使用，因此通常要求铝镁合金焊丝焊接的焊缝最好不需要强化热处理即有较高的强度、塑性和抗蚀性。目前市场上常用的铝镁合金焊丝是ER5356合金焊丝，ER5356合金焊丝的优点是强度适中，抗裂性能与耐腐蚀性能相对完好。但是，ER5356合金焊丝在焊接过程中镁和锌等元素挥发氧化烧损严重而使接头强度明显低于母材强度，已不能满足中高强度铝镁合金焊接接头高强度要求尤其是对厚板焊接和焊接后不能进行热处理的大型部件，迫切研制无需强化热处理就能使焊缝获得较好综合性能的铝镁合金焊丝，并且具有更佳的抗热裂和抗应力腐蚀性能，以满足船舶和海洋工程得连接强度与可靠性需要。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种电弧稳定性好，焊缝成型美观，强度高、耐低温性与抗冲击性好，与母材结合强度大且性能稳定，并且具有更佳的抗热裂和抗应力腐蚀性能的船舶与海洋工程用铝镁合金焊丝及其生产方法。

本发明是这样实现的：

一种船舶与海洋工程用铝镁合金焊丝，其特征在于，其化学组分按质量百分比为：Mg:4.0-6.5％、Cr:0.25-0.45％、Zn:0.15-0.35％、Mn:0.3-0.6％、Ti:0.15-0.25％、Pr:0.01-0.1％、Ce:0.01-0.1％、Fe≤0.2％、Si≤0.2％，其它杂质元素单个含量≤0.05％，其它杂质元素总含量≤0.15％，余量为Al。

进一步优选，所述铝镁合金焊丝的化学组分按质量百分比为：Mg:5％、Cr:0.3％、Zn:0.2％、Mn:0.4％、Ti:0.2％、Pr:0.04％、Ce:0.04％、Fe≤0.2％、Si≤0.2％，其它杂质元素单个含量≤0.05％，其它杂质元素总含量≤0.15％，余量为Al。

本发明的船舶与海洋工程用铝镁合金焊丝的生产方法，包括以下步骤：

(1)熔炼：按比例将纯度为99.75％以上的铝锭和中间合金投入熔炼炉中，并且将镁锭放入铁笼中，用叉车吊起铁笼送入熔炼炉，并在熔炼炉内缓慢移动，直到镁锭全部融化，炉料在熔炼炉加热完全融化后搅拌20-30min，取样进行成分分析合格后转入保温炉，熔炼温度为720-750℃，熔炼时间为7-9小时；

(2)精炼：将保温炉内的铝液进行炉内精炼，将旋转喷吹除气装置的吹头伸入至保温炉的铝液中，由旋转吹头向铝液中通入氯气和氩气进行精炼，精炼时采用在线测氢仪测定铝液的液态氢含量，精炼完成后进行过滤除渣，铝液进入过滤装置之前，在铝液中加入铝钛硼晶粒细化剂进行晶粒细化；

(3)铸造：将铝液浇铸成铝镁合金圆棒，所述铸造速度为60mm/min-80mm/min，铸造水压为0.02-0.04MPa，铸造温度为710℃-750℃；

(4)均匀化：将铝镁合金铸放入热处理炉中均匀化退火处理，在550-580℃温度下保温8-10h，然后对铝镁合金圆棒进行强力风冷，待铝镁合金圆棒温度降至230-250℃时，再对铝镁合金圆棒进行喷水冷却至常温；

(5)挤压：采用挤压机对铝镁合金圆棒进行挤压，得到铝镁合金线坯，挤压前先将铝镁合金圆棒切成短棒，铝镁合金短棒与挤压筒和模具加热到一定温度，铝镁合金短棒、挤压筒和模具达到设定的温度后上模进行挤压，挤压后立即将铝镁合金线坯进行强风冷却；

(6)拉制：将铝镁合金线坯先去应力退火，然后进行拉制，拉制两次后再进行去应力退火，再进行拉制，拉制延伸率为15％-20％，直至将铝镁合金线坯拉制成直径为0.8-1.6mm规格的铝镁合金焊丝；

(7)表面处理：将铝镁合金焊丝进行脱脂、抛光和清洗、吹干后，层绕上盘、包装入库。

进一步优选，所述步骤2中氩气流量为130-150L/min，氯气流量为120-140L/min。