一种抑制铝合金焊接热裂纹产生的工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种抑制焊接热裂纹的铝合金生产工艺，涉及铝合金生产技术领域，包括如下步骤：在熔炼炉内通入四氯化碳对炉体进行预精炼，然后静置、扒渣、取样分析，对熔炼炉进行热顶铸造，再对熔炼炉进行铺底，控制铺底铝液的纯度不低于99.70％，铺底铝液厚度不小于30mm，铺底铝液温度在700～720℃，并在铺底后进行打渣操作；在铺底完成后立即向熔炼炉内投入铝合金炉料，并进行初步退火处理；将铝合金加工件的首尾两端2

【技术实现步骤摘要】
一种抑制铝合金焊接热裂纹产生的工艺


[0001]本专利技术涉及铝合金生产
，具体涉及一种抑制铝合金焊接热裂纹产生的工艺。

技术介绍

[0002]铝合金具有良好的物理性能和力学性能，其密度小、比强度和比刚度高，在航空航天、汽车以及轨道交通等领域都得到了广泛的应用。但由于其具有较大的热膨胀系数和凝固温度区间，在焊接过程中往往具有较大的热裂纹倾向，从而大幅度降低焊缝性能；尤其是铝合金激光焊接或者激光电弧复合焊接，由于冷却速度较快更易产生热裂纹缺陷。
[0003]焊缝的热裂纹敏感性主要受焊接温度场和应力场的共同影响，而在熔池尾部金属的凝固过程中存在一个固/液相共存的脆性温度区间，在此温度区间，金属组织的延性很小，在焊接应力场的影响下，当焊缝及其热影响区金属在脆性温度区间内承受的塑性拉应变大于其延性储备时，就容易产生焊接热裂纹。在焊缝金属结晶过程末期的脆性温度区间，低熔点共晶物被排挤在晶界形成液态薄膜导致金属塑性极低，当冷却的不均匀收缩产生的拉伸变形超过了材料此温度区间的塑性允许值时，即沿晶界液层开裂形成裂纹，因此需要一种能有效抑制热裂纹产生的铝合金生产工艺。

技术实现思路

[0004]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0005]一种抑制焊接热裂纹的铝合金生产工艺，包括如下步骤：
[0006]S101：在熔炼炉内通入四氯化碳对炉体进行预精炼，然后静置、扒渣、取样分析；
[0007]S102：对熔炼炉进行热顶铸造，再对熔炼炉进行铺底，控制铺底铝液的纯度不低于99.70％，铺底铝液厚度不小于30mm，铺底铝液温度在700～720℃，并在铺底后进行打渣操作；
[0008]S103：在铺底完成后立即向熔炼炉内投入铝合金炉料，并进行初步退火处理；
[0009]S104：将铝合金加工件的首尾两端2
‑
3cm处反复翻转，利用热顶和铺底的余热对铝合金加工件的首尾两端均匀加热；
[0010]S105：用在线除气箱对铝合金加工件进行除气；
[0011]S106：用真空炉料盘对铝合金加工件进行保存；
[0012]S107：将铝合金加工件置于温度范围在450
‑
460℃的保温炉内15
‑
16h，消除铸造应力，进行二次退火处理。
[0013]作为本申请优选的技术方案，所述铝合金炉料包括99.70％的重熔铝锭，(银、锌、镁、铜系)一级工艺废料、电解铜板、纯金属锌锭、纯金属镁锭、锆盐(KZrF6)、晶粒细化剂和2号熔剂。
[0014]作为本申请优选的技术方案，所述铝合金炉料的投入顺序是99.70％的重熔铝锭与一级工艺废料混合
→
1088℃的电解铜板
→
420℃纯金属锌锭
→
干燥锆盐(KZrF6)
→
650℃
纯金属镁锭。
[0015]作为本申请优选的技术方案，在步骤S102中，熔炼炉热顶铸造的铸造温度为700
‑
720℃，冷却水压为0.05
‑
0.08MPa。
[0016]作为本申请优选的技术方案，采用炉内添加TiC和TiH2晶粒细化剂的方式进行铝合金的晶粒细化。为防止晶粒细化剂细化效果衰退，通常在放流铸造之前的15min，将计量好的TiC细化剂添加到保温炉内的合金熔体中。
[0017]作为本申请优选的技术方案，放流铸造后，用喂丝机以逆流方式将TiC晶粒细化剂添加在静置炉出口与在线除气箱入口之间的铝液流槽中，对铝合金熔体进行晶粒细化。
[0018]作为本申请优选的技术方案，在开始步骤S101之前，首先对铝液流槽、铸造流盘、除气箱和除渣箱内衬耐火材料进行检查、修补、干燥并用钛白粉涂料进行保护处理。
[0019]作为本申请优选的技术方案，在S104结束后，通过5356或4047两种焊丝对铝合金加工件进行填丝处理。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
[0021]1、实施本工艺后，铝合金加工件在生产后能适应市场上的焊接需求，在生产和焊接过程中出现裂纹的几率降低，可有效避免因铝合金加工件出现裂纹而导致下游加工工序出现问题。
[0022]2、通过控制铝合金炉料的投料顺序，让金属镁最后投入，金属镁极易氧化烧损，增加铝合金熔体的吸气和造渣倾向，如果先加入纯镁锭，在比较长的熔炼过程中，必将造成金属镁的严重烧损，使合金中的ω(Zn)/ω(Mg)比值增加，从而加大铝合金空心圆铝合金件的裂纹倾向。熔炼过程中用电磁搅拌装置对熔体进行搅拌，以降低由于Zn、Cu元素偏析而导致的铝合金空心铝合金件热裂倾向增加
附图说明：
[0023]图1为本专利技术实施例中抑制焊接热裂纹的铝合金生产工艺的工艺流程图。
具体实施方式
[0024]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0025]因此，以下对本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的部分实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征和技术方案可以相互组合。
[0027]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0028]实施例：
[0029]参见图1所示，本实施例提供的一种抑制焊接热裂纹的铝合金生产工艺。
[0030]一种抑制焊接热裂纹的铝合金生产工艺，包括如下步骤：
[0031]首先对铝液流槽、铸造流盘、除气箱和除渣箱内衬耐火材料进行检查、修补、干燥并用钛白粉涂料进行保护处理。可避免因铝液流槽、除气箱、除渣箱及铸造流盘上附着废料或氧化物颗粒，随熔体流入熔炉中并在铝合金件中形成非金属夹杂物，造成生产出的铝合金杂质过多而导致内应力集中、端部开裂。
[0032]预处理：在熔炼炉内通入四氯化碳对炉体进行预精炼，然后静置、扒渣、取样分析；
[0033]对熔炼炉进行热顶铸造，熔炼炉热顶铸造的铸造温度为700
‑
720℃，冷却水压为0.05
‑
0.08MPa。因为热顶结晶器的有效结晶高度小，铝合金件冷却速度提高，使铝合金件晶内结构更为细薄，也使铝合金件的液穴变浅，过渡带变窄，因而铝合金件密度提高，化学成分沿铝合金件截面的分布更为均匀，力学性能高(尤其是铝合金件边部)；再对熔炼炉进行铺底，控制铺底铝液的纯度不低于99.70％，铺底铝液厚度不小于30mm，铺底铝液温度在700～720℃，并在铺底后进行打渣操作；防止因夹渣造成应力集中导致锭头产生裂纹。同时由于热顶铸造取本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抑制焊接热裂纹的铝合金生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：S101：在熔炼炉内通入四氯化碳对炉体进行预精炼，然后静置、扒渣、取样分析；S102：对熔炼炉进行热顶铸造，再对熔炼炉进行铺底，控制铺底铝液的纯度不低于99.70％，铺底铝液厚度不小于30mm，铺底铝液温度在700～720℃，并在铺底后进行打渣操作；S103：在铺底完成后立即向熔炼炉内投入铝合金炉料，并进行初步退火处理；S104：将铝合金加工件的首尾两端2
‑
3cm处反复翻转，利用热顶和铺底的余热对铝合金加工件的首尾两端均匀加热；S105：用在线除气箱对铝合金加工件进行除气；S106：用真空炉料盘对铝合金加工件进行保存；S107：将铝合金加工件置于温度范围在450
‑
460℃的保温炉内15
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16h，消除铸造应力，进行二次退火处理。2.如权利要求1所述的抑制焊接热裂纹的铝合金生产工艺，其特征在于：所述铝合金炉料包括99.70％的重熔铝锭，(银、锌、镁、铜系)一级工艺废料、电解铜板、纯金属锌锭、纯金属镁锭、锆盐(KZrF6)、晶粒细化剂和2号熔剂。3.如权利要求2所述的抑制焊接热裂纹的铝合金生产工艺，其特征在于：所述铝合金炉料的投入顺序是99.70％的重熔铝锭与一级工艺废料混合
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【专利技术属性】
技术研发人员：周逸，
申请(专利权)人：驰逸自动化科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：