ZL205A鋁合金鑄件焊補(bǔ)用焊絲的研究

高強(qiáng)韌 ZL205A鋁合金以其優(yōu)異的力學(xué)性能，得到了軍事、航空航天等，具有廣闊的應(yīng)用前景。但其鑄造性能差，鑄件易產(chǎn)生局部鑄造缺陷，往往需要進(jìn)行焊補(bǔ)。焊補(bǔ)過(guò)程中易出現(xiàn)工程技術(shù)要求嚴(yán)格的焊補(bǔ)熱裂紋，且極難。焊補(bǔ)熱裂紋缺陷的產(chǎn)生，與焊接方法、工藝等因素相關(guān)，但更重要的是焊補(bǔ)用焊絲材料，其抗裂性對(duì)焊補(bǔ)熱裂紋起著決定性作用。到目前為止，有關(guān)ZL205A 合金鑄件焊補(bǔ)的研究未見(jiàn)報(bào)道。其焊補(bǔ)用焊絲一般采用本體制備，各生產(chǎn)廠家根據(jù)自身情況，或直接切條或制成條狀、盤(pán)裝焊絲，抗裂性較差。因此急需開(kāi)發(fā)出一種新型抗裂焊絲，來(lái)改善這種狀況。本文借鑒變形鋁合金焊絲研究方法，根據(jù)ZL205A合金特性，通過(guò)優(yōu)化本體焊絲材料成分配比、添加微量合金元素等方面的研究來(lái)降低焊絲材料熱裂敏感性，從而達(dá)到改善焊補(bǔ)熱裂紋缺陷的目的。

一些研究資料認(rèn)為Cu、V、Zr 三元素對(duì)Al-Cu類合金熱裂敏感性影響較大。然而通過(guò)對(duì)該三元素的正交試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在本體焊絲材料成分范圍內(nèi)調(diào)整其合金元素成分配比對(duì)降低焊絲材料熱裂敏感傾向影響很小，可能是因?yàn)楹辖鸪煞州^復(fù)雜，且其成分區(qū)間較小，微量調(diào)整達(dá)不到預(yù)期目的。在添加微量稀土元素的研究中，發(fā)現(xiàn) Ce 和 La 都能降低合金熱裂傾向，但Ce的效果并不顯著，而且孕育期長(zhǎng)，且程度上還降低了合金流動(dòng)性。而La 以純金屬形式加入時(shí)，結(jié)果不穩(wěn)定;以中間合金形式加入時(shí)，效果良好，通過(guò)試驗(yàn)確定較優(yōu)添加量為0.2%。金相分析發(fā)現(xiàn)，La的加入細(xì)化了合金晶粒，從而顯著提高了合金抗裂性。傳統(tǒng)的焊絲制備工藝流程為:熔煉一澆錠一擠壓一拉拔，由于該工藝一般要求大批量制備，在熔煉、制錠過(guò)程中易導(dǎo)致預(yù)制錠組織較差，不但成品率低，也影響所制備焊絲的質(zhì)量。本研究采用了新型制備工藝:給定配比合金熔煉一連鑄出中10mm 料桿一拉拔一表面處理。合金由液態(tài)直接激冷成中10mm 料桿，其組織致密良好，成品率也相應(yīng)提高。同時(shí)采用了先進(jìn)的表面處理技術(shù)，終得到的焊絲比較理想。后，在與本體焊絲的焊補(bǔ)對(duì)比試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)改進(jìn)型焊絲較大程度上降低了合金熱裂敏感性，達(dá)到了降低鑄件焊補(bǔ)區(qū)域熱裂紋缺陷的目的。