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ZL205A铝合金铸件焊补用焊丝的研究

高强韧 ZL205A铝合金以其优异的力学性能，得到了军shi、航空航天等，具有广阔的应用前景。但其铸造性能差，铸件易产生局部铸造缺陷，往往需要进行焊补。焊补过程中易出现工程技术要求严格的焊补热裂纹，且极难。焊补热裂纹缺陷的产生，与焊接方法、工艺等因素相关，但更重要的是焊补用焊丝材料，其抗裂性对焊补热裂纹起着决定性作用。到目前为止，有关ZL205A 合金铸件焊补的研究未见报道。其焊补用焊丝一般采用本体制备，各生产厂家根据自身情况，或直接切条或制成条状、盘装焊丝，抗裂性较差。因此急需开发出一种新型抗裂焊丝，来改善这种状况。本文借鉴变形铝合金焊丝研究方法，根据ZL205A合金特性，通过优化本体焊丝材料成分配比、添加微量合金元素等方面的研究来降低焊丝材料热裂敏感性，从而达到改善焊补热裂纹缺陷的目的。

一些研究资料认为Cu、V、Zr 三元素对Al-Cu类合金热裂敏感性影响较大。然而通过对该三元素的正交试验发现,在本体焊丝材料成分范围内调整其合金元素成分配比对降低焊丝材料热裂敏感倾向影响很小，可能是因为合金成分较复杂，且其成分区间较小，微量调整达不到预期目的。在添加微量稀土元素的研究中，发现 Ce 和 La 都能降低合金热裂倾向，但Ce的效果并不显著，而且孕育期长，且程度上还降低了合金流动性。而La 以纯金属形式加入时，结果不稳定;以中间合金形式加入时，效果良好，通过试验确定较优添加量为0.2%。金相分析发现，La的加入细化了合金晶粒，从而显著提高了合金抗裂性。传统的焊丝制备工艺流程为:熔炼一浇锭一挤压一拉拔，由于该工艺一般要求大批量制备，在熔炼、制锭过程中易导致预制锭组织较差，不但成品率低，也影响所制备焊丝的质量。本研究采用了新型制备工艺:给定配比合金熔炼一连铸出中10mm 料杆一拉拔一表面处理。合金由液态直接激冷成中10mm 料杆，其组织致密良好，成品率也相应提高。同时采用了先进的表面处理技术，终得到的焊丝比较理想。后，在与本体焊丝的焊补对比试验中，发现改进型焊丝较大程度上降低了合金热裂敏感性，达到了降低铸件焊补区域热裂纹缺陷的目的。