高速列车用铝合金焊丝的生产工艺

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1、高速列车用铝合金焊丝的生产工艺孙姝SUNShu（宁夏建设职业技术学院，银川750021）（NingxiaConstructionVocationalandTechnicalCollege，Yinchuan750021，China）摘要：目前我国高速列车铝合金车体主要采用MIG自动焊接，为实现自动焊接，要求焊丝尺寸精，且具有一定的刚度。国内生产的铝合金焊丝存在严重的质量不稳定问题，高速列车的铝合金焊丝尚依靠进口。为实现高速列车用铝合金焊丝的国产化，本论文针对目前高速列车使用的ER5356及ER5183铝合金焊丝，开发了铝合金光亮焊丝生产工艺。Abstr

2、act：Atpresentourcountry’shigh-speedaluminumalloytrainbodymainlyusedtheautomaticMIGaticustbeaccuratedinsize，andithascertainstiffness.DomesticAl-alloy，sohigh-speedtrainaluminumalloyports.InordertorealizethelocalizationofAl-alloysatER5356andER5183aluminumalloyinumalloyniumalloys；m

3、或180mm的铸锭，经均匀化退火后，挤压出直径为12mm的线坯，挤压出的线坯经中间退火及多道次拉拔，得到直径为3mm的线坯，再经退火、扒皮后，送入光亮拉拔生产线进行光亮拉拔，最后得到直径为1.2mm的焊丝。图1为焊丝的生产工艺流程图。3.1熔铸工艺设计的熔铸工艺路线如下：装料→熔化→扒渣→调成分→炉内精炼→炉外除气和过滤→半连续铸造。为了提高半连续铸锭表面质量及冶金质量的稳定性，半连续铸造均采用热顶半连续铸造。实验时在低于750℃温度下熔炼，添加特殊溶剂覆盖后加Mg，炉内同时进行搅拌和喷粉精炼，在炉外保证旋转石墨喷头喷吹氩气除气过程熔体的温度恒定，采

4、用陶瓷片进行双级过滤，将AlTiB送丝装置远离结晶器其在高温处喂丝；同时采用直径为200mm或180mm的圆结晶器进行半连续铸造，半连续铸造过程的铸造温度为730-740℃，铸造速度为110~120mm/min，冷却水水压控制在0.05MPa左右。将铸锭的成分控制在5XXX焊丝铝合金所要求的范围之内，焊丝合金半连续铸锭的铍含量控制到小于0.0005%（l/100g。3.2均匀化处理半连续铸造得到的合金半连续铸锭，由于冷却速度快，容易形成成分偏析和枝晶偏析，造成合金力学性能下降，影响后续的塑性加工，因此，半连续铸锭在挤压前需进行均匀化退火。根据生产现场

5、的常规制度，采用470℃×24h工艺对半连续铸锭进行均匀化处理。3.3挤压拉拔工艺合金铸锭经均匀化处理后，切头扒皮，重新加热进行挤压，在390℃～410℃采用直径为185mm的挤压筒同时挤出四根直径为12mm或10mm线坯毛料。将挤压的直径为12mm或10mm的线坯退火之后在轧尖设备上进行轧尖，轧尖要求以线坯端头能穿过待拉伸的模具200~250mm为宜，轧尖后的线材在单模拉丝机上进行多次拉拔与退火，即在Φ12.0mm→Φ10.5mm之间、10.5mm→Φ8.2mm之间、Φ8.2mm→Φ6.2mm之间、Φ6.2mm→Φ5.0mm之间配合390℃～400

6、℃中间退火后将铝合金焊丝线坯处理为直径5mm左右的坯材，目的是获得具有较高力学性能（较高的强度和较大的延伸率），以便进一步在铝合金光亮焊丝线处理生产线上一次拉拔成成品规格的铝合金光亮焊丝。再将Φ5.0mm线坯使用冷焊方法连接后，经精确定径拉拔成Φ2.76mm的铝线坯，待喂入铝合金光亮焊丝线处理生产线。3.4光亮处理高档铝合金光亮焊丝的生产的最后一道生产过程为将Φ2.76mm的铝线坯，喂入铝合金光亮焊丝线处理生产线，经过多个模孔一次拉拔成成品规格（Φ1.2mm）的铝合金光亮焊丝，光亮拉拔过程中包括高速扒皮和超声波清洗过程，最后得到成品焊丝。4生产出焊丝

7、的性能4.1化学成分表2为最终制备的ER5356及ER5183合金焊丝化学成分，可见，采用半连续铸造—挤压法制备的ER5356及ER5183合金焊丝成分除Si、Fe含量略低于国际标准外，其它元素含量均可控制在国际规定的范围内。显微组织：为保证焊丝的成分均匀，需要对焊丝的显微组织进行对比分析。为满足焊接的要求，预期的显微组织应为第二相趋近于弥散、细小，在基体中分布均匀，且与基体结合牢固。图2为最终制备的ER5356及ER5183合金焊丝纵切面的金相组织。从图中可见，最终制备的ER5356及ER5183合金焊丝金相组织中总体来看第二相尺寸较小，分布比较均

8、匀。对比观察可以发现，与5356合金焊丝相比，5183合金焊丝中第二相的数量略多、尺寸略大。4.2焊丝力学性