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【論文介紹】航空鋁合金代次劃分特點及第五代800 MPa級超高強度鋁合金的時效析出特點
航空鋁合金代次劃分特點
百年航空、百年鋁材是鋁合金在航空應用的歷史縮影。1909年,英國《每日郵報》發起的橫渡英吉利海峽的競賽,獲勝的布里奧Ⅺ型飛機機翼前緣包有鋁制蒙皮,形成穩定的機翼型面。隨后航空鋁合金在飛機設計需求牽引和鋁合金自身技術發展的雙重推動下,至今已發展至第五代鋁合金。
航空鋁合金的代次劃分主要以變形鋁合金為主,每一代都有自己的典型特點:
第一代航空鋁合金是靜強度鋁合金,主要是為了滿足飛機靜強度設計需求、伴隨著鋁合金沉淀硬化技術的發明而研發的合金,典型合金為2A12-T6,7075-T6等。
第二代航空鋁合金是高強耐腐蝕鋁合金,這是為解決鋁合金應力腐蝕失效引起的飛機失事而產生,飛機設計對鋁合金提出了耐腐蝕的需求,此時獲得耐腐蝕更好的T73、T76等過時效熱處理技術也研發出來,典型合金為7A09-T73/T74等。
第三代航空鋁合金是高強、高韌鋁合金,這是隨著飛機強烈的減重需求,對鋁合金的綜合性能提出的高要求,在合金純化和微合金化技術進步的推動下高強、高韌鋁合金研發成功,典型合金為7050,7475,2124等。
第四代航空鋁合金是高性能鋁合金,為了滿足飛機損傷容限設計和可靠性設計,在精密熱處理技術以及主合金成分優化設計與發展的推動下高性能鋁合金應運而生,這代鋁合金具有超高強、耐損傷、高強韌低淬火敏感性鋁合金等特點,典型代表合金為2E12,7B50,7A55,7A85等。在航空裝備發展需求的牽引下,隨著國內先進鋁合金生產裝備的配套建設及材料制備關鍵技術的突破,國內四代航空鋁合金已經實現工業化穩定制備并裝機應用,國內航空鋁合金的研制與生產應用已經達到國際先進水平。
展開 鋁合金、鋅合金、鎂合金、鈦合金對比
鋁鑄件常用于內部結構件和對外觀要求不高的零件,摩托車的發動機外殼需要復雜的結構,要求重量輕同時也需要足夠的強度,大都旋轉鋁合金壓鑄作為胚料。
鋁鑄發動機外殼
鋁的牌號:
1×××系列為:純鋁(鋁含量不小于99.00%),該系列牌號的最后兩位數表示為:最低鋁含量的百分點。牌號的第二位的字母表示原始純鋁的改型情況。
2×××~8×××系列牌號的最后兩位數沒有特殊意義,僅用來區分:同一組中不同的鋁合金。牌號的第二位字母表示原始純鋁的改型情況。
2×××系列為:以銅為主要合金元素的鋁合金。2011快削合金,切削性好強度也高。2018 2218 鍛造用合金,鍛造性良好且高溫強度較高。
3×××系列為:以錳為主要合金元素的鋁合金。3105 3105建材、彩色鋁板、瓶蓋。
4×××系列為:以硅為主要合金元素的鋁合金。4032耐熱性、耐摩秏性良好,熱膨脹系數小。活塞、汽缸頭。
5×××系列為:以鎂為主要合金元素的鋁合金。5052為中程度強度之最具代表性合金,一般鈑金、船舶、車輛、建筑、瓶蓋、蜂巢板。
6×××系列為:以鎂為主要合金元素并以Mg2Si相為強化相的鋁合金。6063代表性的擠出用合金,強度比6061低,擠出性良好,可作復雜的斷面形狀之形材,耐蝕性及表面處理性均佳建筑、公路護欄、高欄、車輛、家具、家電制品、裝飾品。
7×××系列為:以鋅為主要合金元素的鋁合金。7075鋁合金中具有最高強度的合金之一,但耐蝕性不佳,與7072之覆蓋皮材可改善其耐蝕性,但成本提高。航空器、滑雪杖。
展開 建筑鋁合金模板平整度誤差是多少?鋁合金模板如何拆除?
一、鋁合金模板質量標準
鋁合金模板生產制作完成在工廠進行試拼裝,由業主/設計院/監理到廠內預驗收,模板成品按下表進行出廠前的檢驗:
模板制作允許偏差如下表所示:
二、鋁合金模板的拆除施工方法
1、拆除條件
《混凝土工程施工質量驗收規范》GB50204-2015中關于底模拆除時的混凝土強度必須符合下表要求:
在鋁合金模板早拆體系中,當混凝土澆筑完成后強度達到設計強度的50%后即可拆除頂模,只留下支撐桿。支撐桿的拆除根據留置的拆模試塊來確定拆除時間。
2、 拆除過程
(1)拆除墻柱側模:
當混凝土強度達到1.2Mpa,即可拆除側模,一般情況下混凝土澆筑完12小時后可以拆除墻柱側摸。先拆除斜支撐,后松動、拆除穿墻螺栓;拆除穿墻螺栓時,用扳手松動螺母,取下墊片,除下威令,輕擊螺栓一端,至螺栓退出混凝土。再拆除鋁合金模板連接的銷子和楔子,用撬棍撬動模板下口,使模板和墻體脫離。拆下的模板和配件及時清理,并通過上料口搬運至上層結構。模板拆除時注意防止損傷結構的棱角部位。
(2)拆除頂模:
根據鋁合金模板的早拆體系,當混凝土澆筑完成后強度達到設計強度的50%后方可拆除頂模,一般情況下48個小時以后可以拆除頂模。頂模拆除先從梁、板支撐桿連接的位置開始,拆除梁、板支撐桿132mm銷子和與其相連的連接件。緊跟著拆除與其相鄰梁、板的銷子和楔子。然后可以拆除鋁合金模板板。每一列的第一塊鋁合金模板被擱在墻頂邊模支撐口上時,要先拆除鄰近鋁合金模板,然后從需要拆除的鋁合金模板上拆除銷子和楔子,利用拔模具把相鄰鋁合金模板分離開來。拆除頂模時確保支撐桿保持原樣,不得松動。
展開 【論文介紹】航空鋁合金代次劃分特點及第五代800 MPa級超高強度鋁合金的時效析出特點
航空鋁合金代次劃分特點
百年航空、百年鋁材是鋁合金在航空應用的歷史縮影。1909年,英國《每日郵報》發起的橫渡英吉利海峽的競賽,獲勝的布里奧Ⅺ型飛機機翼前緣包有鋁制蒙皮,形成穩定的機翼型面。隨后航空鋁合金在飛機設計需求牽引和鋁合金自身技術發展的雙重推動下,至今已發展至第五代鋁合金。
航空鋁合金的代次劃分主要以變形鋁合金為主,每一代都有自己的典型特點:
第一代航空鋁合金是靜強度鋁合金,主要是為了滿足飛機靜強度設計需求、伴隨著鋁合金沉淀硬化技術的發明而研發的合金,典型合金為2A12-T6,7075-T6等。
第二代航空鋁合金是高強耐腐蝕鋁合金,這是為解決鋁合金應力腐蝕失效引起的飛機失事而產生,飛機設計對鋁合金提出了耐腐蝕的需求,此時獲得耐腐蝕更好的T73、T76等過時效熱處理技術也研發出來,典型合金為7A09-T73/T74等。
第三代航空鋁合金是高強、高韌鋁合金,這是隨著飛機強烈的減重需求,對鋁合金的綜合性能提出的高要求,在合金純化和微合金化技術進步的推動下高強、高韌鋁合金研發成功,典型合金為7050,7475,2124等。
第四代航空鋁合金是高性能鋁合金,為了滿足飛機損傷容限設計和可靠性設計,在精密熱處理技術以及主合金成分優化設計與發展的推動下高性能鋁合金應運而生,這代鋁合金具有超高強、耐損傷、高強韌低淬火敏感性鋁合金等特點,典型代表合金為2E12,7B50,7A55,7A85等。在航空裝備發展需求的牽引下,隨著國內先進鋁合金生產裝備的配套建設及材料制備關鍵技術的突破,國內四代航空鋁合金已經實現工業化穩定制備并裝機應用,國內航空鋁合金的研制與生產應用已經達到國際先進水平。
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『分享』熱設計:純鋁及鋁合金特性概述
熱設計:純鋁及鋁合金特性概述
鋁目前是電子散熱器使用最廣泛的材料。鋁的特性非常適合于制造散熱器。導熱性能好,價格便宜。
下面介紹一下散熱行業所使用的純鋁和鋁合金的特性,使大家對鋁及鋁合金有個教深入的認識。
一 純鋁
密度:鋁是一種很輕的金屬,密度為 2.72 克 / 厘米 3 ,約為純銅的 1/3 。
導電導熱性:鋁的導熱及導電性能好,當鋁的截面和長度與銅相同時,鋁的導電能力約為銅的 61 %,如果鋁與銅的重量相同爾截面不同(長度相等),則鋁的導電能力為銅的 200 %。
化學特性:抗大氣腐朽性能好,因為其表面易形成致密的氧化鋁膜,能阻止內部金屬的進一步氧化,鋁與濃硝酸、有機酸及食品基本不起反應。
鋁呈面心立方結構,工業用純鋁塑性極高 ( ψ =80%), 很容易承受各種成型工藝,但其強度過低, σ b 約為 69Mpa, 故純鋁只能通過冷變形強化或合金化來提高其強度后,才可以作為結構材料;
鋁是非磁性,無火花材料,且反射性能好,既能反射可見光,也能反射紫外線;
鋁中的雜質為硅和鐵,當雜質含量越高時,其導電性,抗腐蝕性及塑性越低;
二 . 鋁合金
如果在鋁中加入適量的某些合金元素,再經過冷加工或者熱處理,可以大幅度的改善某些特性,鋁中最常用的合金元素為銅、鎂、硅、錳、鋅 , 這些元素有時單獨加入,有時配合加入,除了上述元素外,有時還加入微量的鈦、硼、鉻等。
根據鋁合金的成分及生產工藝特點,可以分為鑄造鋁合金及形變鋁合金兩類。
形變鋁合金:這類鋁合金通常通過熱態或冷態的壓力加工,即經過軋制,擠壓等工序,制成板材、管材、棒材以及各種型材使用,這類合金要求具有相當高的塑性,故合金含量較少。
展開 航空航天鋁合金材料發展方向及工藝處理
在航空航天領域應用較多的有2000系鋁合金的主體成分主要是鋁(Al)、銅(Cu)、鎂(Mg)3種元素,7000系的鋁合金主要成分是Al、鋅(Zn)、Mg、Cu元素,還有一些通過加入一些特殊元素獲得的高性能(高強、高韌、耐腐蝕性能)鋁合金材料。目前,獲得高性能鋁合金材料的主要方法是通過改變熔鑄條件實現。
2000系鋁合金主要以Cu為主要的合金元素,鋁合金材料中加入適量的Cu元素制備的合金在強度、耐熱性、加工性能上會有更好的提升,但耐腐蝕性能會降低,因為Cu元素的引入會使鋁合金內部更容易呈現晶間腐蝕,材料組成元素直接影響著鋁合金的性能。因此,對于2000系的鋁合金一般都在表面做純鋁或6000系鋁合金包覆處理作為本體鋁合金的電化學保護膜,提高其耐腐蝕的性能。后來學者對于不同牌號鋁合金提高應力腐蝕性能的方法進行了很多研究,在一定程度上延緩了鋁合金的應力腐蝕的程度。
鋁合金材料是確保飛機安全飛行的重要部件材料,不同部位鋁合金材料的選型及性能預測直接關系到飛機的安全可靠性,預測航空鋁合金材料的失效問題直接關系到生命安全,需要引起廣泛重視。
性能優異的高強鋁合金主要應用在航空航天及軍事領域,因為航空航天及軍用類產品對減重的要求極高,高比強度的材料是航空航天的優選材料,在飛機用鋁材中,7000系高強高韌鋁合金和2000系中強高韌鋁合金起著重要作用。
展開 鋁及鋁合金的八大系列編號,瞬間成為鋁專家
根據鋁合金按加工方法可以分為變形鋁合金和鑄造鋁合金,鋁及鋁合金的編號主要分為八個系列。
合金牌號表示方法
國際牌號(用四位阿拉伯數字,現常用表示方法):
1XXX 表示為99%以上的純鋁系列 如1050、1100
2XXX 表示是鋁-銅合金系列 如2014
3XXX 表示是鋁-錳合金系列 如3003
4XXX 表示是鋁-硅合金系列 如4032
5XXX 表示是鋁-鎂合金系列 如5052
6XXX 表示是鋁-鎂-硅合金系列 如6061、6063
7XXX 表示是鋁-鋅合金系列 如7001
8XXX 表示是上述以外的合金體系
一系
在所有系列中1000系列屬于含鋁量最多的一個系列,純度可以達到99.00%以上。1000系列鋁板根據最后兩位阿拉伯數字來確定這個系列的最低含鋁量,比如1050系列最后兩位阿拉伯數字為50,根據國際牌號命名原則,含鋁量必須達到99.5%以上方為合格產品。
一系的鋁成形性、表面處理性良好,在鋁合金中其耐蝕性最佳。其強度較低,純度愈高其強度愈低。
手機上常用的到的有1050、1070、1080、1085、1100,做簡單擠壓成型(不做折彎),其中1050和1100可以做化學打沙、光面、霧面,法線效果,有較明顯的材料紋路,著色效果好;1080和1085鏡面鋁常用來做亮字、霧面效果,無明顯材料紋路。
一系的鋁材都相對較軟,主要用來做裝飾件或內飾件。
展開 解讀鋁合金的焊接性
解讀鋁合金的焊接性
鋁合金具有良好的耐蝕性、較高的比強度和導熱性以及在低溫下能保持良好力學性能等特點,在航空航天、汽車、電工、化工、交通運輸、國防等工業部門被廣泛地應用。
掌握鋁合金的焊接性特點、焊接操作技術、接頭質量和性能、缺陷的形成及防止措施等,對正確制定鋁合金的焊接工藝,獲得良好的接頭性能和擴大鋁合金的應用范圍具有十分重要的意義。
鋁的重量輕和耐腐蝕是其性能的兩大突出特點,純鋁的密度約為2.7 g/cm3,僅為鐵、銅密度的1/3;鋁及鋁合金的表面易生成一層致密、牢固的Al2O3保護膜,這層保護膜只有在鹵素離子或堿離子的激烈作用下才會遭到破壞,因此具有很好的耐大氣(包括工業性大氣和海洋大氣)腐蝕和水腐蝕的能力,能抵抗多數酸和有機物的腐蝕。
采用緩蝕劑,可耐弱堿液腐蝕;采用保護措施,可以提高鋁合金的耐蝕性能。在各種牌號的變形鋁及鋁合金中,鋁錳和鋁鎂合金屬于防銹鋁合金,不能熱處理強化,但強度比純鋁高,并具有優秀的抗蝕性和焊接性能。
1-鋁合金的分類、成分和性能
鋁合金的分類
鋁合金可分為變形鋁合金(又分為非熱處理強化鋁合金、熱處理強化鋁合金兩類)和鑄造鋁合金。變形鋁合金是指經不同的壓力加工方法制成的板、帶、管、型、條等半成品材料;鑄造鋁合金以合金鑄錠供應。
(圖片來源于網絡,侵刪)
按GB/T3190—1996和GB/T16474—1966的規定,鋁合金牌號命名的基本原則是:可直接采用國際四位數字體系牌號。
四位字符牌號的第一位、第三位、第四位為阿拉伯數字,第二位為英文大寫字母。
展開 鋁合金汽車板生產技術及其發展趨勢
鋁作為汽車輕量化的代表材料,對如今汽車行業的發展,成為了減輕車身重量的重點性原材料。鋁板的成形性、生產性能和鋼板非常接近,因此使用鋁合金代替鋼鐵材料是各國汽車制造商采用的主要減重手段之一。
國內外鋁合金汽車板市場概況
1.1鋁合金汽車板在新能源汽車行業的應用
2021年1月至11月我國新能源汽車的銷量達到299萬輛,同比增長1.7倍。新能源汽車產業的迅速發展與電池、自動化控制、新材料等技術發展息息相關,在電池技術尚未獲得重大突破情況下,車身輕量化依然是新能源汽車行業重要研究課題。鋁合金材料具有比強度高、耐腐蝕、回收率高等優勢⑴。鋁合金鑄件應用于發動機底盤系統已有百年歷史,但應用于車身覆蓋件的鋁合金汽車板發展卻較為緩慢,2010年以前僅在某些高端車型(如奧迪A8)上有較多應用特斯拉公司作為新能源汽車的領軍企業,率先應用全鋁車身,碳積分管理卓有成效。特斯拉在上海建設的超級工廠的投產也帶動了國內新能源汽車行業的迅速發展,以蔚來為典型代表的全鋁車身新能源汽車銷售量一度搶眼。
1.2鋁合金汽車板供應現狀
早期美國鋁業(Alcoa)、奧肯鋁業(Alusuisse)、加拿大鋁業(Alcan)等著名鋁加工企業通過與汽車主機廠如利蘭汽車(Leyland)、福特(Ford)和捷豹路虎(Jaguar Land Rover)合作開發定制化鋁合金汽車板,實現獨家供應。隨著汽車輕量化需求和新能源汽車行業的發展,以及汽車主機廠成本壓力,鋁合金汽車板技術要求有標準化趨勢,例如歐洲VDA標準統一了鋁合金汽車板技術指標:目前全球最大的鋁合金汽車板供應商諾貝麗斯(Novelis)公司通過新增、并購等方式,2020年其位于北美、歐洲、亞洲工廠的全部產能達到100萬t/a。
展開 高性能鋁合金開發 || 沉淀硬化理論 || 一部航空鋁合金百年發展史 || Alfred Wilm
自Alfred Wilm偶然發現了一種鋁合金的時效硬化現象已經過去了一個多世紀,這種鋁合金后來被稱為硬鋁(Duralumin)。他的工作使人們逐漸認識到硬化是由細小的沉淀物而引起的,這些沉淀物為位錯的運動提供了障礙,這是冶金學從一門藝術過渡到科學的一個很好的例子。簡要介紹了時效硬化鋁合金的發展以及現代實驗技術在原子尺度上理解沉淀過程的方法。然后討論了時效硬化的一些現代問題。
1.時效硬化起源
如果對
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世紀最重要的冶金發展進行民意調查,如果
100
年前
Alfred Wilm
發現的時效硬化不受歡迎,那就令人驚訝了。
盡管這一現象與鋁合金有關,但現在人們認識到,通過這種熱處理方法可以強化的合金種類遠遠超過鐵合金中傳統的馬氏體相變。
Alfred Wilm于1869年出生在當時德國東南部Silesia的一個農場。當他還是一個農業學校的學生時,他對化學產生了興趣,后來,1901年,在柏林附近的紐巴貝爾斯堡科學技術分析中心,他被任命為的冶金學家。
兩年來,他研究了通過熱處理增強鋁銅合金的可能性,毫無疑問,他發現,與碳鋼相反,這些合金在高溫淬火后變軟而不是硬。然后,在1903年,他的研究中心受在柏林的德國戰爭兵工廠的委托,尋找一種具有黃銅特性的鋁合金,可用于制造彈藥。
1906年,Wilm對Al-Cu-Mn合金進行了試驗,幾乎達到了要求的強度,但硬度仍然過低。然后加入0.5%的鎂,制備一些薄片,在520℃的鹽浴中加熱并淬火。這是一個周六的上午,就在中午快要關門的時候,Wilm的助手Jablonski利用離開之前僅有的時間快速測量了鋁合金的硬度。那時候,據說Wilm本人在一個陽光明媚的周末的剩余時間里在附近的哈維爾河上航行
。
展開 鋁合金結構的連接
根據國家標準《鉚釘技術條件》GB 116,普通鉚釘可用以下材料制成:碳素鋼、特種鋼、銅及其合金、鋁及其合金。國外鋁合金結構規范中關于鉚釘材料選用的規定:歐規和美規僅允許使用鋁合金鉚釘;英規允許使用鋁合金鉚釘、不銹鋼鉚釘和鋼鉚釘,但未規定不銹鋼鉚釘和鋼鉚釘的力學性能值。參考國外規范,本規范僅允許采用鋁合金鉚釘用于結構連接。
列入本規范條文并規定其強度設計值的鉚釘級別為:鋁合金鉚釘5B05-HX8、2A01-T4、2A10-T4。《鉚釘用鋁及鋁合金線材》GB 3196中規定的另兩種鉚釘材料1035-HX8、3A21-HX8由于其抗剪強度過低,不予選用。
鋁合金結構焊絲材料及焊接工藝要求:
鋁合金焊絲材料的選用,國家標準《鋁及鋁合金焊絲》GB 10858提供了較多種類的選擇。結合國內外應用,對于5×××和6×××系列合金,應用最為廣泛的焊絲主要有2種:含鎂5%的標準型鋁鎂焊絲5356和含硅5%的鋁硅焊絲4043,即國家標準《鋁及鋁合金焊絲》GB 10858中的SAIMG-3(5356)和SAISi-1(4043),故推薦優先選用。
根據國內外應用現狀,在鋁合金結構焊接中,通常采用兩種惰性氣體保護電弧焊,即MIG焊和TIG焊。由于TIG焊使用永久鎢極,電流大小受鎢極直徑的限制,故僅適用于較薄構件的焊接連接;而MIG焊電極為焊絲本身,可以使用比TIG焊大得多的電流,對于構件的厚度就沒有限制,可用于厚度50mm以內構件的焊接連接。本條參照歐規的相關條文,規定TIG焊僅適用于厚度小于或等于6mm的構件焊接。
引自《鋁合金結構設計規范》
展開 
【材料課堂】鋁鎂合金腐蝕行為及防護分析
解決鎂鋁合金腐蝕防護問題,可以從其內部的雜質控制來提升鎂鋁合金的純度,發展新的耐腐蝕合金離子注入鎂鋁合金或者激光表面改性等方式來實現,對于大規模的工業生產,則可以采用保護膜以及圖層處理等方法來實現,具有較高的經濟性。當前,對鎂鋁合金表面防腐處理的方法主要包括化學處理、陽極氧化以及金屬鍍層三種。
1 化學處理
通過化學處理能夠使鎂鋁合金表面形成一層氧化保護膜,該保護膜能夠與鎂鋁合金形成緊密的結合,阻擋外界腐蝕介質直接侵蝕鎂鋁合金表面基體,提升鎂鋁合金的耐腐蝕性能。在工業生產中,常用的鎂鋁合金化學處理方法是利用鉻酸鈉和氟化鎂在鎂鋁合金表面形成保護膜來進行保護,該保護膜在受到侵蝕之后還能緩慢的自我修復,很好的保護效果。加入稀土元素也能夠在鎂鋁合金表面形成保護膜,根據相關研究來看,該保護膜在pH 值為8.5 的緩沖溶液中能夠使美鋁合金的腐蝕速度明顯減緩,但是在pH 值為8.5 的侵蝕性溶液中,其保護性能會下降。
2 陽極氧化
鎂鋁合金的陽極氧化儲能相對于化學處理方法而言,能夠使鎂鋁合金的耐腐蝕性能得到較大幅度的提升。鎂鋁合金陽極氧化的氧化膜孔隙率較高,并且孔的形狀不規則,如果不對這些空隙進行處理,就容易導致腐蝕介質更容易透過氧化膜直接侵蝕鎂鋁合金表面。鎂鋁合金的陽極氧化處理更多的需要降低氧化膜的空隙密度。
展開 鋁合金的焊接方法和材料選用大全
鋁合金的焊接方法很多,各種方法有其不同的應用場合。除了傳統的熔焊、電阻焊、氣焊方法外,其他一些焊接方法(如等離子弧焊、電子束焊、真空擴散焊等)也可以容易地將鋁合金焊接在一起。
鋁合金常用焊接方法的特點及適用范圍見表1。應根據鋁及鋁合金的牌號、焊件厚度、產品結構以及對焊接性的要求等選擇。
技術 | 6063鋁合金焊接接頭性能的研究及改進措施
摘要:采用鎢極氬弧焊對6063鋁合金進行焊接試驗,觀察接頭的組織特點,并測定接頭的力學性能(硬度、拉伸)。結果表明,6063鋁合金焊接接頭不同區域的顯微組織不同,且接頭存在軟化區,其原因主要是第二相發生脫溶反應,產生“過時效”現象,并提出了改進接頭性能的相關措施。
0 引言
隨著人們生活水平的提高,汽車逐漸融為現代生活的一部分,汽車輕量化是解決汽車而臨問題的重要途徑。目前,比較常用的方法是采用鋁合金材料,鋁合金由于綜合力學性能好、耐腐蝕性強,而且能夠對其采用熱處理的方式進行強化,故廣泛應用于汽車車身、車門、車頂蓋、發動機蓋板等。
1 試驗材料與方法
焊接試驗材料取白車身常用的6063鋁合金。其化學成分如表1所示。采用鎢極氬弧焊對6063鋁合金進行焊接試驗,焊絲牌號選用ER4043,焊接設備采用逆變多功能氬弧焊機。采用對接接頭,焊接試驗參數結合車身用6063鋁合金常用的焊接工藝,如表2所示。按照焊接試驗參數進行3組焊接試驗(編號為M1,M2,M3)。
2 試驗結果與分析
2.1 6063鋁合金焊接接頭宏觀組織形貌
6063鋁合金焊接接頭的宏觀組織形貌如圖1所示。可以看出,采用相同的焊接試驗參數,其焊接接頭宏觀形貌也略有不同。圖1(a)中焊接接頭宏觀表面顏色不同、有深有淺,其原因可能是6063鋁合金在焊接時,難免有飛濺產生,造成焊接保護氣不能充分對其進行保護,從而接頭表而被空氣氧化,產生黑色氧化物,最終表現出接頭顏色的不同。這就說明,即使焊接參數相同,焊接接頭質量也不能完全保持一致,其接頭質量還受焊接過程、焊接環境以及操作者等多種因素綜合影響。
展開 厚板高強鋁合金焊接發展現狀
摘要 結合高強鋁合金焊接的特點、難點,介紹了幾種目前國際上焊接高強厚板鋁合金的新工藝,新方法—攪拌摩擦焊、雙絲MIG焊、激光一電弧焊;與傳統電弧焊相比,它們在厚板高強鋁合金焊接方面更具優越性。
1 厚板高強鋁合金的特點
1.1 高強鋁合金的性能特點
高強鋁合金因具有高的比強度和比剛度、耐腐蝕性能好、無磁性、低溫性能好以及良好的加工和力學性能,成為航空航天、輕型戰車結構的理想材料。隨著現代航空航天工業的發展,對高強鋁合金的強度和綜合性能提出了更高的要求。高強鋁合金制造各種結構材料和零部件主要是通過焊接成形,因此焊接性能是其重要的工藝性能指標。鋁合金焊接有幾大難點:
(1)鋁合金焊接接頭軟化嚴重,強度系數低;
(2)鋁合金表而易產生難熔的氧化膜,需要采用大功率密度的焊接工藝;
(3)鋁合金焊接容易產生氣孔;
(4)鋁合金焊接易產生熱裂紋;
(5)線膨脹系數大,易發生焊接變形;
(6)鋁合金導熱率大(約為鋼的4倍),相同焊接速度下,熱輸入量要比焊接鋼材大2-4倍。
1.2 厚板高強鋁合金的焊接特點和難點
厚板高強鋁合金除了具有普通鋁合金焊接的特點外,由于其厚度大,再加上鋁合金的高導熱性,采用普通的焊接方法時,因其焊接熱輸入量小,需采用多層多道焊,而焊縫表面很容易形成的高熔點氧化鋁,會導致焊縫夾渣,而且焊后熱裂紋嚴重,焊縫強度不高,所以普通焊接方法對厚板的焊接難度非常大。鑒于厚板高強鋁合金以上的焊接特點和難點,要想得到優良的焊縫,就需要采用能量密度大、焊接熱輸入小、焊接速度高的高效焊接方法。
國際焊接界圍繞著高強鋁合金尤其對于厚板的焊接瓶頸問題做了大量的研究,成果顯著。
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