基本介绍
铝合金铝合金是工业中应用最广泛的一类结构材料，在航空、航天、汽车、、船舶及化学工业中已大量应用。随着近年来科学技术以及工业经济的飞速发展，对结构件的需求日益增多，使铝合金的研究也随之深入。铝合金的广泛应用促进了铝合金焊接技术的发展，同时焊接技术的发展又拓展了铝合金的应用领域，因此铝合金的焊接技术正成为研究的热点之一。
纯铝的密度小（ρ=2.7g/cm3），大约是铁的 1/3，熔点低（660℃），铝是，故具有很高的塑性（δ:32~40%，ψ:70~90%），易于加工，可制成各种、板材，抗腐蚀性能好；但是纯铝的强度很低，退火状态 σb 值约为8kgf/mm2，故不宜作结构材料。通过长期的生产实践和科学实验，人们逐渐以加入合金元素及运用热处理等方法来强化铝，这就得到了一系列的铝合金。 添加一定的合金在保持纯铝质轻等优点的同时还能具有较高的强度，σb 值分别可达 24～60kgf/mm2。这样使得其“”（强度与比重的比值 σb/ρ）胜过很多，成为理想的结构材料，广泛用于机械制造、运输机械、动力机械及航空工业等方面，飞机的机身、蒙皮、等常以铝合金制造，以减轻自重。采用铝合金代替钢板材料的，结构重量可减轻50%以上。
2物质特性
铝合金低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、和抗蚀性，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。
铝合金分两大类：铸造，在铸态下使用；，能承受，力学性能高于铸态。可加工成各种形态、规格的铝合金材。主要用于制造航空器材、日常生活用品、建筑用门窗等。
铝合金 铝合金按加工方法可以分为变形铝合金和。变形铝合金又分为不可热处理强化型铝合金和可热处理强化型铝合金。不可热处理强化型不能通过热处理来提高机械性能，只能通过变形来实现强化，它主要包括、工业高纯铝、以及等。可热处理强化型铝合金可以通过和时效等热处理手段来提高机械性能，它可分为、锻铝、和特殊铝合金等。
一些铝合金可以采用热处理获得良好的机械性能，和抗腐蚀性能。
铝合金是工业中应用最广泛的一类结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶 铝合金及化学工业中已大量应用。随着近年来科学技术以及工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入。铝合金的广泛应用促进了铝合金焊接技术的发展，同时焊接技术的发展又拓展了铝合金的应用领域，因此铝合金的焊接技术正成为研究的热点之一。
铸造铝合金按化学成分可分为，铝，，铝和铝合金，其中铝硅合金又有简单铝硅合金（不能热处理强化，力学性能较低，铸造性能好），特殊铝硅合金（可热处理强化，力学性能较高，铸造性能良好），
“”的材质就是铝合金。
3性能参数
铝合金的典型机械性能(typical mechanical properties)
及状态
拉伸强度(25°c mpa)
屈服强度(25°c mpa)
硬度500kg力10mm球
1.6mm(1/16in)厚度
5052-h112
175
195
60
12
5083-h112
180
211
65
14
6061-t651
310
276
95
12
7050-t7451
510
455
135
10
7075-t651
572
503
150
11
2024-t351
470
325
120
20
铝合金的典型物理性能(typical physical properties)
铝合金牌号及状态
(20-100℃)
μm/m·k
熔点范围
(℃)
20℃(68℉)
(%iacs)
20℃(68℉)
ωmm2/m
密度(20℃)(g/cm3)
2024-t351
23.2
500-635
30
0.058
2.82
5052-h112
23.8
607-650
35
0.050
2.72
5083-h112
23.4
570-640
29
0.059
2.72
6061-t651
23.6
580-650
43
0.040
2.73
7050-t7451
23.5
490-630
41
0.0415
2.82
7075-t651
23.6
475-635
33
0.0515
2.82
铝合金的化学成份(chemical composition limit of aluminum )
合金
牌号
硅si
铁fe
铜cu
锰mn
镁mg
铬cr
锌zn
钛ti
2024
23.2
0.5
3.8-4.9
0.3-0.9
1.2-1.8
0.1
0.25
0.15
5052
25
0.4
0.1
0.1
2.2-2.8
0.15-0.35
0.1
--
5083
23.8
0.4
0.1
0.3-1.0
4.0-4.9
0.05-0.25
0.25
0.15
6061
23.6
0.7
0.15-0.4
0.15
0.8-1.2
0.04-0.35
0.25
0.15
7050
23.5
0.15
20.-2.6
0.1
1.9-2.6
0.04
5.7-6.7
0.06
7075
23.6
0.5
1.2-2.0
0.3
2.1-2.9
0.18-0.28
5.1-6.1
0.2
纯铝产品
来源： 地壳中含量最丰富的，含量高于7%。铝，原子序数为13，原子量为26.98，原子体积为(立方厘米/摩尔)：10.0，面心立方结构，熔点660℃，密度2.702，地壳中含量（ppm）：82000 。
纯铝分冶炼品和压力加工品两类，前者以化学成份al表示，后者用汉语拼音lv（铝、工业用的）表示。
先进的铝合金制造各种飞机都以铝合金作为主要结构材料。飞机上的蒙皮、梁、肋、桁条、隔框和都可以用铝合金制造。飞机依用途的不同，铝的用量也不一样。着重于经济效益的民用机因铝合金价格便宜而大量采用，如采用的铝合金约占机体结构重量 81%。军用飞机因要求有良好的作战性能而相对地减少铝的用量，如最大飞行速度为 2.5的f-15高性能战斗机仅使用35.5%铝合金。有些铝合金有良好的低温性能,在-183～-253[2oc]下不冷脆，可在和液氧环境下工作，它与和不起化学反应,具有良好的,因而是制造液体火箭的好材料。发射“”号飞船的“土星” 5号运载火箭各级的燃料箱、氧化剂箱、箱间段、级间段、尾段和仪器舱都用铝合金制造。
航天飞机的乘员舱、前机身、中机身、后机身、垂尾、襟翼、和都是用铝合金制做的。各种和的主要结构材料也都是铝合金。
铝合金的检测设备
合金分析检测铝合金
delta 专门用于现场，无损，快速，准确分析检测合金元素和合金牌号的识别。
·合金材料鉴别（pmi）
；管理；安装材料复检。由于在石化建设，金属冶炼，压力容器，电力电站，石油化工，精细化工，制药，航空航天等行业中，混料或使用不合格的材料会产生严重的安全事故。delta合金分析仪用以确保生产设备与管道中所使用的合金零部件与设计要求的规格完全一致。delta合金分析仪携带方便，使用简单，分析速度快，精度高，其结果直接显示合金牌号、成分的百分比含量，从而使delta合金分析仪成为合金材料鉴别的全世界第一供应商。
废旧金属回收
废旧金属的回收、再利用需要delta合金分析仪，确保对大量繁杂多样的合金种类及材料品质，进行现场快速准确的分析检测。为购销双方在原材料交易时作出迅速、可靠的判定，并提供必要的信息。
·质量保证与质量控制（qa/qc）
在行业中，材料、半成品、成品的质量保证与质量控制（qa/qc）是必不可少的，混料或使用不合格材料必给企业带来损失。delta合金分析仪被广泛用于从小型金属材料加工厂到大型的飞机制造商的各种制造业。已成为质量体系中材料确认、半成品检验、成品复检的首选仪器。
4锻造修伤
修伤是铝合金工艺中的重要一环。由于铝合金在高温下较软，粘性大，流动性差，容易粘模并产生各种(、毛刺、裂纹等)，在进行下一道工序前，必须打磨、修伤，将表面缺陷清除干净，否则在后续工序中缺陷将进一步扩大，甚至引起报废。
修伤用的工具有风动、风动小铣刀、电动小铣刀及扁铲等。修伤前先经腐蚀查清缺陷部位，修伤处要圆滑过渡，其宽度应为深度的5～10倍。
5压铸特点
铝合金产品分为防锈（lf）、硬质（ly）、锻造（ld）、超硬（lc）、包覆（lb）、特殊（lt）及（lq）等七类。常用铝合金材料的状态为退火（m焖火）、（y）、热轧（r）等三种。
压铸的特点
简称压铸，是一种将熔融合金液倒入压室内，以高速充填钢制模具的型腔，并使合金液在压力下凝固而形成铸件的铸造方法。压铸区别于其它铸造方法的主要特点是高压和高速。
（1）金属液是在压力下填充型腔的，并在更高的压力下结晶凝固，常见的压力为15—100mpa。
（2）金属液以高速充填型腔，通常在10—50米/秒，有的还可超过80米/秒，（通过内浇口导入型腔的—内浇口速度），因此金属液的充型时间极短，约0.01—0.2秒（须视铸件的大小而不同）内即可填满型腔。、压铸合金与是压铸生产的三大要素，缺一不可。所谓就是将这三大要素有机地加以综合运用，使能稳定地有节奏地和高效地生产出外观、内在质量好的、尺寸符合图样或协议规定要求的合格铸件，甚至优质铸件。
压铸的流动性
流动性是指合金液体充填铸型的能力。流动性的大小决定合金能否铸造复杂的铸件。在铝合金中共晶合金的流动性最好。
影响流动性的因素很多，主要是成分、温度以及合金液体中存在、及其他污染物的固相颗粒，但外在的根本因素为浇注温度及浇注压力（俗称浇注压头）的高低。
实际生产中，在合金已确定的情况下，除了强化熔炼工艺（精炼与除渣）外，还必须改善铸型工艺性（砂模透气性、金属型模具排气及温度），并在不影响的前提下提高浇注温度，保证合金的流动性。
铝材
铝和铝合金经加工成一定形状的材料统称铝材，包括板材、带材、、材、、线材、等。
6铝合金板材
1.铝塑板
铝塑板是由经过表面处理并用涂层的3003铝锰合金、5005材作为表面，作为芯层，高分子粘结膜经过一系列工艺加工复合而成的新型材料。它既保留了原组成材料（、非金属）的主要特性，又克服了原组成材料的不足，进而获得了众多优异的材料性质。产品特性：艳丽多彩的装饰性、耐候、耐蚀、耐创击、防火、防潮、隔音、隔热、抗震性、质轻、易加工成型、易搬运安装等特性。
铝塑板规格：
厚度：3mm、4mm、6mm、8mm
宽度：1220mm、1500mm
长度：1000mm、2440mm、3000mm、6000mm
铝塑板标准尺寸：1220*2440mm
铝塑板用途：可应用于幕墙、内外墙、门厅、饭店、商店、会议室等的装饰外，还可用于旧建筑的改建，用作柜台、家具的面层、车辆的内外壁等。
2.铝单板
铝单板均与采用世界知名大企业的优质铝合金加工而成，再经表面喷涂美国ppg、或阿克苏氟碳烤漆精制而成，铝单板主要由面板、加强筋骨，挂耳等组成。
铝单板特点：，刚性好、强度高、不燃烧性、防火性佳、加工工艺性好、色彩可选性广、装饰效果极佳、易于回收、利于环保。
铝单板应用：建筑幕墙、柱梁、阳台、隔板包饰、、广告标志牌、车辆、家具、展台、仪器外壳、地铁海运工具等。
3.铝蜂窝板
铝蜂窝板采用复合，选用优质的3003h24或ah14高锰合金铝板为基材，与铝合金蜂窝芯材复合成型。铝蜂窝板从面板材质、形状、接缝、安装系统到颜色、表面处理为建筑师提供丰富的选择，能够展示丰富的屋面表现效果，具有卓越的设计自由度。它是具有施工便捷、综合性能理想、保温效果显著的新型材料，它的卓越性能吸引了人们的眼球。
铝蜂窝板并无标准尺寸，所有板材均根据设计图纸由工厂订制而成，广泛地应用于大厦外墙装饰（特别适用于高层的建筑）内墙天花吊顶、墙壁隔断、房门及保温车厢、广告牌等等领域。该产品将为我国建材市场注入绿色、环保、节能的鲜活动力。
4.铝蜂窝穿孔吸音吊顶板
铝蜂窝穿孔吸音吊顶板的构造结构为穿孔铝合金面板与穿孔背板，依靠优质胶粘剂与铝蜂窝芯直接粘接成铝，蜂窝芯与面板及背板间贴上一层吸音布。由于内的蜂窝芯分隔成众多的封闭小室，阻止了空气流动，使声波受到阻碍，提高了吸声系数（可达到0.9以上），同时提高了板材自身强度，使单块板材的尺寸可以做到更大，进一步加大了设计自由度。可以根据设计，进行不同的穿孔率设计，在一定的范围内控制组合结构的吸音系数，既达到设计效果，又能够合理控制造价。通过控制穿孔孔径、孔距，并可根据客户使用要求改变穿孔率，最大穿孔率<30%，孔径一般选用∮2.0、∮2.5、∮3.0等规格，背板穿孔要求与面板相同，吸音布采用优质的无纺布等吸声材料。适用于地铁、影剧院、电台、电视台、纺织厂和躁声超标准的厂房以及体育馆等大型公共建筑的吸声墙板、天花吊顶板。
7铝合金焊接
铝合金材料,强度高和质量轻。主要为tig、mig、fsw、电阻点焊等。
铝合金焊接保护措施
1、焊前用化学+机械的方法清除工件坡口及周围部分和表面的氧化物，顺序是先化学清洗，后机械打磨；
2、焊接过程中要采用合格的保护气体进行保护；
3、在气焊时，采用熔剂，在焊接过程中不断用焊丝挑破熔池表面的。
焊接难点（1）极易氧化。在空气中，铝容易同氧化合，生成致密的薄膜（厚度约0．1－0．2μm），熔点高（约2050℃），远远超过的熔点（约600℃左右）。氧化铝的密度3．95－4．10g/cm3，约为铝的1．4倍，氧化铝薄膜的表面易吸附水分，焊接时，它阻碍的熔合，极易形成气孔、夹渣、等缺陷，引起焊缝性能下降。
（2）易产生气孔。铝和铝合金焊接时产生气孔的主要原因是氢，由于液态铝可溶解大量的氢，而固态铝几乎不溶解氢，因此当熔池温度快速冷却与凝固时，氢来不及逸出，容易在焊缝中聚集形成气孔。氢气孔目前难于完全避免，氢的来源很多，有气氛中的氢，、焊丝表面氧化膜吸附空气中的水分等。实践证明，即使氩气按gb/t4842标准要求，纯度达到99．99% 以上，但当水分含量达到20ppm时，也会出现大量的致密气孔，当超过80%时，如果不采取加热等措施，焊缝就会明显出现气孔。同时，采用慢速焊，加大焊缝冷却时间，并利用焊丝电弧进行熔池搅动，可以较好的帮助气体排出熔池。
（3）焊缝变形和形成裂纹倾向大。铝的和结晶约比钢大两倍，易产生较大的的，对刚性较大的结构将促使的产生。
（4）铝的导热系数大（纯铝0．538卡/cm．s．℃）。约为钢的4倍，因此，焊接铝和时，比焊钢要消耗更多的热量。
（5）合金元素的蒸发的烧损。铝合金中含有低沸点的元素（如、、等），在高温电弧作用下，极易蒸发烧损，从而改变焊缝金属的化学成分，使焊缝性能下降。
（6）高温强度和塑性低。高温时铝的强度和塑性很低，破坏了焊缝金属的成形，有时还容易造成焊缝金属塌落和焊穿现象。
（7）无色彩变化。铝及铝合金从固态转为液态时，无明显的颜色变化，使操作者难以掌握加热温度。
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