孙 彬, 马保栋, 柯长奋

(沈阳大学 机械工程学院, 辽宁 沈阳 110044)

5356高镁铝合金是一种热处理不可强化铝合金[1],该合金具有较好的塑性、断裂韧性、耐蚀性和可焊接性,并且和大部分铝基合金有较好的兼容性[2-3],被广泛用作Al-Mg系铝合金铝基焊接填充材料[4-5].5356铝合金含镁量高、易吸气、易氧化、成分偏析明显[6-7]、强度高和塑性低,但铝合金焊杆的连铸连轧生产技术目前还存在很多技术难点,国内轨道交通铝合金车体焊接用5356铝合金焊丝90%以上需要从德国VAW公司、美国Alcoa公司、日本KOK公司等公司进口[8-9].

引进国外机械合金连铸连轧设备价格昂贵且不含技术,使我国5356铝合金焊杆的生产技术仍停留在半连续铸锭-挤压和水平连铸状态,限制了我国连铸连轧生产铝合金焊丝杆的技术发展.国内制造商生产电工圆铝杆连轧机组主要为三辊Y型轧机,尽管和国外意大利Properzi 三辊Y型连铸连轧设备类似,但采用国产Y型轧机轧制5356机械合金杆一直没有成功.轧制5356铝合金焊丝杆对轧机的机架强度、刚度和轧辊的强度有很高要求,轧制过程中轧件变形温度、轧制速度、铝合金模拟模型以及应力应变的本构关系,目前仍没有可以借鉴的参数.

连轧过程道次多(一般7～15个道次),过程复杂,靠实验很难完成,文中借助Deform 3D软件进行9机架三辊Y型轧机9道次热连轧的5356铝合金杆直径为9.5 mm有限元数值模拟,揭示变形过程中的温度场、应力应变场和轧制力变化情况,为高性能铝合金焊丝杆连轧设备及……