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常見問答

**了解鋁合金的焊接性特點(diǎn)

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鋁合金具有良好的耐蝕性、較高的比強(qiáng)度和導(dǎo)熱性以及在低溫下能保持良好力學(xué)性能等特點(diǎn),在航空航天、汽車、電工、化工、交通運(yùn)輸、國(guó)防等工業(yè)部門被廣泛地應(yīng)用。

掌握鋁合金的焊接性特點(diǎn)、焊接操作技術(shù)、接頭質(zhì)量和性能、缺陷的形成及防止措施等,對(duì)正確制定鋁合金的焊接工藝,獲得良好的接頭性能和擴(kuò)大鋁合金的應(yīng)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(diǎn),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(hù)膜,這層保護(hù)膜只有在鹵素離子或堿離子的激烈作用下才會(huì)遭到破壞,因此具有很好的耐大氣(包括工業(yè)性大氣和海洋大氣)腐蝕和水腐蝕的能力,能抵抗多數(shù)酸和有機(jī)物的腐蝕。

采用緩蝕劑,可耐弱堿液腐蝕;采用保護(hù)措施,可以提高鋁合金的耐蝕性能。在各種牌號(hào)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(qiáng)化,但強(qiáng)度比純鋁高,并具有優(yōu)秀的抗蝕性和焊接性能。

?鋁合金的分類、成分和性能

(1)鋁合金的分類

鋁合金可分為變形鋁合金(雙分為非熱處理強(qiáng)化鋁合金、熱處理強(qiáng)化鋁合金兩類)鑄造鋁合金。變形鋁合金是指經(jīng)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(yīng)。

鋁合金的分類及性能特點(diǎn)

分類

合金名稱

合金系

性能特點(diǎn)

示例

變形鋁合金

非熱處理強(qiáng)化鋁合金

防銹鋁

Al-Mn

抗蝕性、壓力加工性與焊接性能好,但強(qiáng)度較低

3A21

Al-Mg

5A05

熱處理強(qiáng)化鋁合金

硬鋁

Al-Cu-Mg

力學(xué)性能高

2A11,2A12

超硬鋁

Al-Cu-Mg-Zn

硬度強(qiáng)度**高

7A04,7A09

鍛鋁

Al-Mg-Si-Cu

鍛造性能好

耐熱性能好

2A14,2A50

Al-Cu-Mg-Fe-Ni

2A70,2A80

鑄造鋁合金

簡(jiǎn)單鋁硅合金

Al-Si

鑄造性能好,不能熱處理強(qiáng)化,力學(xué)性能較低

ZL102

特殊鋁硅合金

Al-Si-Mg

鑄造性能良好,可熱處理強(qiáng)化,力學(xué)性能較高

ZL101

Al-Si-Cu

ZL107

Al-Si-Mg-Cu

ZL105,ZL110

Al-Si-Mg-Cu-Ni

ZL109

鋁銅鑄造合金

Al-Cu

耐熱性好,鑄造性能與抗蝕性差

ZL201

鋁鎂鑄造合金

Al-Mg

力學(xué)性能高,抗蝕性好

ZL301

鋁鋅鑄造合金

Al-Zn

能自動(dòng)淬火,宜于壓鑄

ZL401

鋁稀土鑄造合金

Al-Re

耐熱性能好

硬鋁 ?

硬鋁的牌號(hào)是按銅的增加順序編排的。Cu是硬鋁的主要成分,為了得到高的強(qiáng)度,Cu含量一般應(yīng)控制在4.0%~4.8%。Mn也是硬鋁的主要成分,主要作用是消除鐵對(duì)抗蝕性的不利的影響,還能細(xì)化晶粒、加速時(shí)效硬化。在硬鋁合金中,銅、硅、鎂等元素能形成溶解于鋁的化合物,從而促使硬鋁合金在熱處理時(shí)強(qiáng)化。

退火狀態(tài)下硬鋁的抗拉強(qiáng)度為160~220MPa,經(jīng)過淬火及時(shí)效后抗拉強(qiáng)度增加至312~460MPa。但硬鋁的耐蝕性能差,為了提高合金的耐蝕性,常在硬鋁板表面覆蓋一層工業(yè)純鋁保護(hù)層。

超硬鋁 ?

合金中鋅、鎂、銅的平均總含量可達(dá)9.7%~13.5%,在當(dāng)前航空航天工業(yè)中仍是強(qiáng)度**高和應(yīng)用**多的一種輕合金材料。超硬鋁的塑性和焊接性差,接頭強(qiáng)度遠(yuǎn)低于母材。由于合金中鋅含量較多,形成晶間腐蝕及焊接熱裂紋的傾向較大。

鍛鋁?

?具有良好的熱塑性,而且銅含量越少熱塑性越好,適于作鍛件用。具有中等強(qiáng)度和良好的抗蝕性,在工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。

鋁合金的新舊牌號(hào)對(duì)照

類別

新牌號(hào)

舊牌號(hào)

類別

新牌號(hào)

舊牌號(hào)

防銹鋁合金

5A02

5A03

5A05

5A06

5B05

5083

5056

3A21

3003

LF1

LF2

LF3

LF5

LF6

LF10

LF4

LF5-1

LF21

鍛鋁合金

6A02

2A50

2B50

2A70

2A80

2A90

2A14

6061

6063

LD2

LD5

LD6

LD7

LD8

LD9

LD10

LD30

LD31

硬鋁合金

2A01

2A02

2A04

2A06

2B11

2B12

2A10

2A11

2A12

2A13

2A16

2A17

LY1

LY2

LY3

LY4

LY6

LY8

LY9

LY10

LY11

LY12

LY13

LY16

LY17

超硬鋁合金

?

?

?

7A03

7A04

7A09

7A10

7003

?

?

?

LC3

LC4

LC5

LC9

LC10

LC12

(2)鋁合金的性能

鋁合金的物理性能

合金

密度

/g·cm-1

比熱容

(100℃)

/J·kg-1·K-1

熱導(dǎo)率

(25℃)

/W·m-1·K-1

線脹系數(shù)

(20~100℃)

/10-6K-1

電阻率

(20℃)

/10-6Ω·m

備注

(原牌號(hào))

3A21

5A03

5A06

2A12

2A16

6A02

2A10

7A04

2.73

2.67

2.64

2.78

2.84

2.70

2.80

2.85

1009

880

921

921

880

795

836

180.0

146.5

117.2

117.2

138.2

175.8

159.1

159.1

23.2

23.5

23.7

22.7

22.6

23.5

22.5

23.1

3.45

4.96

6.73

5.79

6.10

3.70

4.30

4.20

防銹鋁LF21

防銹鋁LF3

防銹鋁LF6

硬鋁LY12

硬鋁LY16

鍛鋁LD2

鍛鋁LD10

超硬鋁LC4

防銹銅器(鋁錳合金、鋁鎂合金)主要用于要求高的塑性的焊接性、在液體或氣體介質(zhì)中工作的低載荷零件,如油箱、汽油或潤(rùn)滑油導(dǎo)管、各種液體容器和其他用深拉制作的小負(fù)荷零件等。

鋁合金被廣泛應(yīng)用航空航天、建筑、汽車、機(jī)械制造、電工、化學(xué)工業(yè)、商業(yè)等領(lǐng)域。鋁合金在飛機(jī)制造中是主要的結(jié)構(gòu)材料,它約占骨架質(zhì)量的55%,而且大部分關(guān)鍵軸承部件,如渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)軸向壓縮機(jī)葉片、機(jī)翼、骨架、外殼、尾翼等是由鋁合金制造的。


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