ZL205A鋁合金鑄件焊補用焊絲的研究

高強韌 ZL205A鋁合金以其優異的力學性能，得到了軍事、航空航天等，具有廣闊的應用前景。但其鑄造性能差，鑄件易產生局部鑄造缺陷，往往需要進行焊補。焊補過程中易出現工程技術要求嚴格的焊補熱裂紋，且極難。焊補熱裂紋缺陷的產生，與焊接方法、工藝等因素相關，但更重要的是焊補用焊絲材料，其抗裂性對焊補熱裂紋起著決定性作用。到目前為止，有關ZL205A 合金鑄件焊補的研究未見報道。其焊補用焊絲一般采用本體制備，各生產廠家根據自身情況，或直接切條或制成條狀、盤裝焊絲，抗裂性較差。因此急需開發出一種新型抗裂焊絲，來改善這種狀況。本文借鑒變形鋁合金焊絲研究方法，根據ZL205A合金特性，通過優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降低焊絲材料熱裂敏感性，從而達到改善焊補熱裂紋缺陷的目的。

一些研究資料認為Cu、V、Zr 三元素對Al-Cu類合金熱裂敏感性影響較大。然而通過對該三元素的正交試驗發現,在本體焊絲材料成分范圍內調整其合金元素成分配比對降低焊絲材料熱裂敏感傾向影響很小，可能是因為合金成分較復雜，且其成分區間較小，微量調整達不到預期目的。在添加微量稀土元素的研究中，發現 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，且程度上還降低了合金流動性。而La 以純金屬形式加入時，結果不穩定;以中間合金形式加入時，效果良好，通過試驗確定較優添加量為0.2%。金相分析發現，La的加入細化了合金晶粒，從而顯著提高了合金抗裂性。傳統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、制錠過程中易導致預制錠組織較差，不但成品率低，也影響所制備焊絲的質量。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。合金由液態直接激冷成中10mm 料桿，其組織致密良好，成品率也相應提高。同時采用了先進的表面處理技術，終得到的焊絲比較理想。后，在與本體焊絲的焊補對比試驗中，發現改進型焊絲較大程度上降低了合金熱裂敏感性，達到了降低鑄件焊補區域熱裂紋缺陷的目的。