ER2319铝铜焊丝 铝合金焊丝 规格1.2mm

ER2319 铝铜焊丝

焊丝核心特性与成分体系

ER2319 铝铜焊丝是专为 2219 铝合金（铝 - 6.3Cu-0.3Mn-0.18Zr）焊接设计的专用填充材料，属于 Al-Cu 系焊丝，核心适配航空航天、轨道交通等领域中高强度铝合金构件的连接，如火箭燃料贮箱、高铁车体铝合金框架等。其成分设计精准匹配母材，兼顾焊缝强度与焊接工艺性，典型化学成分（质量分数）如下：

• 铝（Al）：余量：作为基体元素，保障焊丝良好的塑性与导热性，为其他合金元素提供固溶载体；

• 铜（Cu）：5.8%-6.8%：核心强化元素，通过焊接后时效处理析出 CuAl₂强化相，显著提升焊缝抗拉强度与硬度，使焊缝强度接近母材水平；

• 锰（Mn）：0.2%-0.4%：细化焊缝晶粒，抑制焊接热影响区（HAZ）晶粒粗大，提升焊缝抗晶间腐蚀能力；

• 锆（Zr）：0.10%-0.25%：与铝形成 ZrAl₃化合物，固定晶界位置，减少焊接过程中的晶粒长大，优化焊缝力学性能均匀性；

• 钛（Ti）：0.10%-0.20%：细化晶粒，改善焊丝熔化后的熔滴过渡形态，提升电弧稳定性，减少飞溅；

• 铁（Fe）：≤0.3%、硅（Si）：≤0.12%：严格控制杂质含量，避免形成脆性 Fe-Al、Si-Al 化合物，防止焊缝韧性下降。

该焊丝采用实芯拉拔工艺制成，常规直径规格为 1.0mm、1.2mm、1.6mm（1.2mm 为通用规格），直径公差控制在 ±0.03mm。表面经特殊阳极氧化处理，形成均匀的氧化膜保护层，既防止焊丝存储时氧化锈蚀，又能减少焊接时的氧化烧损，保障焊缝成分稳定性。焊丝表面光滑无毛刺，可降低送丝阻力，避免焊接过程中出现断丝、送丝不稳等问题。

焊接工艺

（一）焊接方法与场景匹配

ER2319 铝铜焊丝因铝铜合金导热性强、氧化倾向大，主要适配钨极氩弧焊（TIG） 和熔化极惰性气体保护焊（MIG），两种方法各有适用场景：

• TIG 焊：适用于薄板（≤6mm）或精密部件焊接，如航空发动机铝合金导管、小型铝合金结构件，可通过精准控制热输入减少母材变形，尤其适合对焊缝成形要求高的场景；

• MIG 焊：适用于中厚板（≥8mm）对接、角接等结构，如高铁车体铝合金横梁拼接，焊接效率比 TIG 焊高 3-5 倍，可满足大批量生产需求，但需严格控制保护气体氛围，防止焊缝氧化。

（二）关键工艺参数优化

基于 ER2319 铝铜焊丝的成分特性与铝铜合金焊接难点（高导热、易氧化），需针对性设定工艺参数，典型参数如下表（以 1.2mm 焊丝为例）：

参数设定核心逻辑：

1. 热输入精准控制：铝铜合金导热系数约为钢的 3 倍，若热输入过低，易导致熔合不良、未焊透；热输入过高则会造成母材过热、晶粒粗大，甚至出现烧穿缺陷。TIG 焊电流控制在 120-150A，MIG 焊电流控制在 180-220A，确保熔深充足且母材变形量≤2mm/m；

2. 保护气体选择：采用高纯度 Ar（纯度≥99.995%）作为保护气体，避免使用含活性气体（如 CO₂、O₂）的混合气体，防止焊缝氧化生成 Al₂O₃夹杂，影响焊缝力学性能。MIG 焊需提高气体流量（18-25L/min），增强保护效果，应对更高的焊接热输入；

3. 预热与层间温度控制：预热温度设定为 80-120℃，可降低焊接区与母材的温差，减缓冷却速度，避免焊缝因快速冷却导致的应力集中；层间温度严格控制在≤150℃，防止多次加热导致母材过热，影响后续时效强化效果；

4. 后热与时效工艺：焊接后需先进行 120℃/1h 的去应力退火，消除焊接残余应力；再通过 190℃/12h 的人工时效处理，促使焊缝中 CuAl₂强化相均匀析出，使焊缝抗拉强度从时效前的 300MPa 提升至 400MPa 以上，达到使用要求。

（三）焊接操作关键要点

1. 母材预处理：焊接前需对母材坡口及两侧 20-30mm 范围内进行彻底清理，去除表面氧化膜、油污、水分。用擦拭去除油污，再用不锈钢丝刷（或专用铝丝刷）打磨去除氧化膜，Zui后用无水乙醇擦拭干净，防止氧化膜进入熔池形成夹杂；

2. 电弧与熔池控制：TIG 焊采用短弧焊接（弧长约 0.8-1.2 倍钨极直径），钨极伸出长度控制在 3-5mm，避免电弧过长导致保护失效；MIG 焊需控制熔滴过渡为 “喷射过渡”，减少飞溅，保持熔池稳定，避免断弧。焊接时采用左向焊法，便于观察熔池，确保成形良好；

3. 坡口设计与焊接顺序：对接接头优先采用 V 型坡口（角度 70°-80°，钝边 1-2mm，间隙 1.5-2mm），厚板可采用 X 型坡口，减少填充量，降低焊接应力。长焊缝采用 “分段退焊法”，每段长度控制在 150-200mm，焊后及时锤击焊缝（用橡胶锤），消除残余应力；

4. 环境控制：现场焊接时，环境温度需≥5℃，相对湿度≤60%，避免在雨天、大风天气（风速≥2m/s）焊接。若环境湿度超标，需对母材进行预热（温度提升至 120-150℃），并设置防风棚，防止保护气体被吹散，导致焊缝氧化。

焊后处理与性能

（一）焊后处理工艺

ER2319 铝铜焊丝焊接的构件需通过系列焊后处理，确保焊缝性能达标，具体步骤如下：

1. 清理：焊后冷却至室温，用钢丝刷去除焊缝表面的焊渣、飞溅，再用 10%-15% 的硝酸溶液酸洗（时间 5-10min），去除表面氧化膜，Zui后用清水冲洗干净并烘干；

2. 去应力退火：将构件放入时效炉，升温至 120℃，保温 1h，随炉缓冷至室温，消除焊接过程中产生的残余应力，防止后续时效处理时出现变形；

3. 人工时效：去应力退火后，将构件重新升温至 190℃，保温 12h，空冷至室温。该过程可促使焊缝中的 Cu 元素充分扩散，形成均匀的 CuAl₂强化相，显著提升焊缝强度与硬度；

4. 表面处理（可选）：若构件需具备抗腐蚀性能，可进行阳极氧化处理（如本色阳极氧化、硬质阳极氧化），在表面形成厚度 5-10μm 的氧化膜，提升耐蚀性。

（二）性能验证指标

经焊后处理后，ER2319 铝铜焊丝焊缝需满足以下力学性能与工艺性能要求，确保适配高强度铝合金构件使用场景：

• 室温力学性能：抗拉强度≥420MPa，屈服强度≥350MPa，伸长率≥8%，硬度（HV）≥120；

• 高温性能：150℃时抗拉强度≥380MPa，200℃时抗拉强度≥350MPa，满足中温工况使用需求；

• 耐蚀性：在 3.5% NaCl 溶液中中性盐雾试验（GB/T 10125）100h，焊缝表面无明显腐蚀点，腐蚀速率≤0.01mm/a；

• 工艺性能：焊缝成形美观，无气孔、夹渣、未焊透等缺陷，弯曲试验（弯曲角度 180°，弯心直径为焊丝直径的 3 倍）无裂纹。

质量控制

（一）全流程质量管控

1. 焊丝存储与预处理：焊丝需存放在干燥、通风的环境中，温度控制在 15-25℃，相对湿度≤50%，避免与腐蚀性介质接触。开封后未用完的焊丝需用真空包装密封，存储时间超过 6 个月需重新检测表面氧化情况，若氧化严重需报废处理。焊接前需检查焊丝表面，确保无氧化、油污、毛刺；

2. 焊接设备校准：TIG 焊设备需定期校准钨极夹持精度、电流电压稳定性（每月 1 次）；MIG 焊设备需检查送丝机构的送丝速度精度、导丝管通畅性（每两周 1 次），确保焊接参数稳定。保护气体纯度需定期检测（每季度 1 次），若纯度低于 99.995% 需更换气瓶；

3. 过程监控与检测：焊接时用红外测温仪实时监控预热温度与层间温度，每道焊后用焊缝检测尺检查焊缝高度、宽度、余高，确保符合设计要求。焊后 24h 内进行 渗透检测（PT），排查表面裂纹、气孔；重要构件需进行 射线检测（RT，符合 GB/T 3323 一级标准），确保内部无缺陷；

4. 时效处理监控：时效处理时需实时监控炉内温度均匀性（温差≤±5℃），定期校准温控仪表（每月 1 次），防止因温度偏差导致焊缝强化效果不佳。时效后需抽样进行力学性能测试（每批次抽样 3 件），若性能不达标需重新进行时效处理。

（二）典型缺陷针对性防治

1. 气孔：主要诱因是母材或焊丝表面油污、水分未清理干净，保护气体不纯或流量不足。防治措施：严格清理母材与焊丝表面，使用高纯度 Ar 气体，确保 TIG 焊气体流量 10-15L/min、MIG 焊 18-25L/min，焊接时保持短弧，避免空气进入熔池；

2. 未焊透：因铝铜合金导热快，热输入不足导致。防治措施：适当提高焊接电流（如 TIG 焊电流可提升至 140-150A），降低焊接速度，确保熔深充足；坡口间隙控制在 1.5-2mm，避免钝边过厚（≤2mm）；

3. 焊缝氧化变色：保护气体保护不充分或环境湿度大导致。防治措施：设置防风棚，确保风速≤2m/s；环境湿度超过 60% 时对母材进行 120-150℃预热，去除水分；焊接后及时冷却，避免高温下长时间暴露在空气中；

4. 时效后强度不足：时效温度偏低或保温时间不足导致。防治措施：严格控制时效温度 190℃±5℃，保温时间 12h±0.5h，时效前确保构件完全冷却至室温，避免带入残余热量影响时效效果。

应用场景

（一）核心应用领域

ER2319 铝铜焊丝凭借与 2219 铝合金的良好匹配性、优异的强度与工艺性，主要应用于以下高强度铝合金构件焊接场景：

• 航空航天领域：火箭燃料贮箱、卫星铝合金结构件、航空发动机短舱，需承受高应力且对重量敏感的部件；

• 轨道交通领域：高铁、地铁车体铝合金框架、转向架铝合金部件，要求焊缝强度高、耐蚀性好，适应长期户外服役；

• 兵器装备领域：装甲车辆铝合金车体、导弹发射筒，需具备高强度、抗冲击性能，满足轻量化需求；

• 工业设备领域：大型铝合金压力容器、铝合金模具，要求焊缝密封性好、强度高，适应中温工况。

（二）使用禁忌与注意事项

1. 母材匹配限制：ER2319 铝铜焊丝仅适用于 2219 铝合金焊接，禁止与其他牌号铝合金（如 6061、7075）混用，因成分差异大，易导致焊缝脆性增加、强度下降。若需焊接异种铝合金，

2. 低温工况限制：不适用于低于 - 50℃的低温工况，因铝铜合金在低温下韧性下降，易发生脆性断裂。若需在低温环境使用，

3. 焊接操作禁忌：禁止在未清理母材表面氧化膜的情况下焊接，避免形成 Al₂O₃夹杂；禁止在风速≥2m/s、湿度≥60% 的环境下无防护焊接，防止焊缝氧化、气孔；TIG 焊时禁止使用过大的电弧长度，避免钨极烧损导致焊缝夹钨；

4. 时效处理禁忌：禁止在焊接后未进行去应力退火直接进行时效处理，避免残余应力与时效应力叠加导致构件变形；禁止时效温度超过 200℃或保温时间超过 15h，防止 CuAl₂强化相过度长大，导致焊缝强度下降。