**了解鋁合金的焊接性特點(diǎn)
2017-10-25
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***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(guò)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。