[发明专利]一种用于高强7xxx铝合金与复合材料的焊丝及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于高强7xxx铝合金与复合材料的焊丝及其制备方法。该焊丝为7xxx系铝基复合材料，其重量百分比包含如下元素：6.7‑12wt.％Zn，2.0‑2.8wt.％Mg，2.0‑2.5wt.％Cu，0.1wt.％Si，0.1wt.％Fe，0.1wt.％Sc，增强相TiB₂含量为4‑8wt.％，余量为Al。

技术领域

本发明涉及铝合金及其复合材料焊丝技术领域，特别涉及到一种用于高 强7xxx铝合金与复合材料的焊丝及其制备方法。

背景技术

7xxx系铝合金及其复合材料由于其具有较高的比强度，在航空航天、军 工国防、轨道交通和船舶领域有着广泛的应用。现代工业的发展对材料的选 择和结构的设计更是提出了轻量化的要求，这就需要铆接连接的结构件向焊 接连接的结构件转变。7xxx系铝合金及其复合材料之间焊接质量不佳，焊接 性能不好，一直以来都是困扰焊接人员的难题。一般来说，铝合金焊接普遍 有以下几个难点：1)铝合金导热率大，焊接时需要更高的线能量；2)铝和 氧亲和力大，易形成熔点较高的氧化膜；3)铝合金的线膨胀系数大，易发生 焊接变形；4)7xxx系铝合金中Zn、Mg元素熔点较低，易发生挥发；5)7xxx 系铝合金在焊接热循环中，热影响区易发生过时效和晶粒粗化，性能下降。 众多影响因素共同作用下，使得7xxx系铝合金与复合材料之间焊接相当困难。

焊接技术的不断发展，涌现出各种新型的焊接技术(TIG焊、MIG焊、搅 拌摩擦焊等)和工艺，对7xxx系铝合金与复合材料的焊接问题有了一定的改 善，但在焊丝的材料选择方面还是存在着很多的局限性。焊丝的选择对于两 个结构件的焊接有着重要的作用，直接关系着焊接质量与焊接性能。在某些 特定的工作环境下，焊接后的结构件不能再经过变形加工和热处理，只能通 过合适的焊丝选择和焊接工艺来控制焊缝的组织和性能。因此，鉴于7xxx系 铝合金与复合材料的焊接难题和焊丝的重要性，迫切需要一种用于高强7xxx系铝合金与复合材料的焊丝研发。

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原位合成弥散分布 的TiB₂颗粒为增强相的复合材料焊丝，其焊丝晶粒细小，组织均匀，电阻率高， 可以有效的解决上述7xxx系铝合金焊接过程中存在的问题，大幅度提高焊接 质量和焊接强度，满足了实际应用中对焊丝性能的综合要求的用于高强7xxx 铝合金与复合材料的焊丝及其制备方法。

为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案来实现的：

一种用于高强7xxx铝合金与复合材料的焊丝，其特征在于，该焊丝为7xxx 系铝基复合材料，其重量百分比包含如下元素：6.7-12wt.％Zn， 2.0-2.8wt.％Mg，2.0-2.5wt.％Cu，0.1wt.％Si，0.1wt.％Fe，0.1wt.％Sc，增 强相TiB₂含量为4-8wt.％，余量为Al。

在本发明的一个优选实施例中，该焊丝为7xxx系铝基复合材料，其重量 百分比包含如下元素：7.5％Zn，2.8％Mg，2.0％Cu，0.1％Si，0.1％Fe，0.1％Sc， TiB₂增强相含量为4wt.％，余量为Al。

在本发明的一个优选实施例中，该焊丝为7xxx系铝基复合材料，其重量 百分比包含如下元素：10％Zn，2.8％Mg，2.0％Cu，0.1％Si，0.1％Fe，0.1％Sc， TiB₂增强相含量为4wt.％，余量为Al。

在本发明的一个优选实施例中，该焊丝为7xxx系铝基复合材料，其重量 百分比包含如下元素：10％Zn，2.8％Mg，2.0％Cu，0.1％Si，0.1％Fe，0.1％Sc， TiB₂增强相含量为8wt.％，余量为Al。