[发明专利]一种抗热裂2xxx系铝合金焊丝及其制备方法

说明书

本发明公开了一种抗热裂2xxx系铝合金焊丝及其制备方法。所述铝合金焊丝为含有TiB₂颗粒的2xxx系铝合金，其重量百分比包含如下元素：4.0‑6.0%Cu，0.2‑0.6%Mn，0.8‑1.2%Mg，0.10‑0.30%Zr，Si＜0.1%，Fe＜0.1%，0.14‑6.89%Ti，0.06‑3.11%B，余量为Al。

技术领域

本发明涉及铝合金焊丝技术领域，特别涉及到一种抗热裂2xxx系铝合金焊丝及其制备方法。

背景技术

2xxx系铝合金由于其优异的比强度和塑性，高温和低温下有着更宽广的应用温度范围，使其在航空航天工业领域有着大规模的应用。但是2xxx系铝合金多以铆接或一次成型方式应用，这增加了质量，削弱了比强度，因此，提高2xxx系铝合金的焊接强度至关重要。

2xxx系铝合金焊接性能较差，主要原因是在焊接过程中，焊接接头金属处显微组织表现为，以α（Al）为基体在晶界处分布有α（Al）-θ（CuAl₂）共晶组织，并且有粗大、方向性很强的柱状晶形成，等轴晶和柱状晶相比，晶粒大小不同，变形不均匀，容易产生热裂纹，严重降低了焊接处金属的力学性能。焊接接头强度，不仅取决于焊接母材的成分和性能，还与填充焊丝有着必要的联系。焊丝的成分和性能直接关系着焊接的质量，影响着焊接强度。

目前应用于2xxx铝合金的焊丝，主要有国外生产的ER2319商品化焊丝，国内按照GB/T10858-1989标准制备的SAlCu焊丝，但这两种焊丝对于焊接2219和2519高强铝合金，焊接接头强度只能达到母材的55～60％，焊接处热裂现象改善不佳。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明目的提供了一种通过其作为填充材料用于2xxx系铝合金的焊接金属晶粒细小，具有高的焊接强度和抗热裂性能的新型抗热裂2xxx系铝合金焊丝及其制备方法。

为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案来实现的：

一种抗热裂2xxx系铝合金焊丝，其特征在于，该铝合金焊丝为含有TiB₂颗粒的2xxx系铝合金，其重量百分比包含如下元素：4.0-6.0%Cu，0.2-0.6%Mn，0.8-1.2%Mg，0.10-0.30%Zr，Si＜0.1%，Fe＜0.1%，0.14-6.89%Ti，0.06-3.11%B，余量为Al。

在本发明的一个优选实施例中，该铝合金焊丝为含有TiB₂颗粒的2xxx系铝合金，其重量百分比包含如下元素：4.5%Cu，0.4 %Mn，1.2%Mg，0.2%Zr，Si＜0.1%，Fe＜0.1%，1.4%Ti，0.6%B，余量为Al。

在本发明的一个优选实施例中，该铝合金焊丝为含有TiB₂颗粒的2xxx系铝合金，其重量百分比包含如下元素：6.0%Cu，0.4 %Mn，1.2%Mg，0.2%Zr，Si＜0.1%，Fe＜0.1%，2.8%Ti，1.2%B，余量为Al。

在本发明的一个优选实施例中，该铝合金焊丝为含有TiB₂颗粒的2xxx系铝合金，其重量百分比包含如下元素：6.5%Cu，0.4 %Mn，1.2%Mg，0.2%Zr，Si＜0.1%，Fe＜0.1%，5.6%Ti，2.4%B，余量为Al。

本发明还公开了一种抗热裂2xxx系铝合金焊丝的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：将高纯铝加入坩埚中，升温熔融，加入JZF-03型覆盖剂，覆盖均匀后，进行熔炼，熔炼温度为700-750℃；熔体中加入均匀混合并烘干的KBF₄和K₂TiF₆盐，机械搅拌原位反应，然后加入Cu粒，Al-Mn合金、Al-Zr合金、Mg粒，并加入精炼剂除气精炼；

S2：除去熔体杂质，将熔液浇铸铁模中形成铸锭，并均匀化处理；