全面了解铝合金的焊接性特点

原标题:全面了解铝合金的焊接性特点
铝合金具有良好的耐蚀性、较高的比强度和导热性以及在低温下能保持良好力学性能等特点 , 在航空航天、汽车、电工、化工、交通运输、国防等工业部门被广泛地应用 。
掌握铝合金的焊接性特点、焊接操作技术、接头质量和性能、缺陷的形成及防止措施等 , 对正确制定铝合金的焊接工艺 , 获得良好的接头性能和扩大铝合金的应用范围具有十分重要的意义 。
铝的重量轻和耐腐蚀是其性能的两大突出特点 , 纯铝的密度约为2.7g/cm3,仅为铁、铜密度的1/3;铝及铝合金的表面易生成一层致密、牢固的Al2O3保护膜 , 这层保护膜只有在卤素离子或碱离子的激烈作用下才会遭到破坏 , 因此具有很好的耐大气(包括工业性大气和海洋大气)腐蚀和水腐蚀的能力 , 能抵抗多数酸和有机物的腐蚀 。
采用缓蚀剂 , 可耐弱碱液腐蚀;采用保护措施 , 可以提高铝合金的耐蚀性能 。 在各种牌号的变形铝及铝合金中 , 铝锰和铝镁合金属于防锈铝合金 , 不能热处理强化 , 但强度比纯铝高 , 并具有优秀的抗蚀性和焊接性能 。
铝合金的分类、成分和性能
(1)铝合金的分类
铝合金可分为变形铝合金(又分为非热处理强化铝合金、热处理强化铝合金两类)和铸造铝合金 。 变形铝合金是指经不同的压力加工方法制成的板、带、管、型、条等半成品材料;铸造铝合金以合金铸锭供应 。

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按GB/T3190—1996和GB/T16474—1966的规定 , 铝合金牌号命名的基本原则是:可直接采用国际四位数字体系牌号 。
四位字符牌号的第一位、第三位、第四位为阿拉伯数字 , 第二位为英文大写字母 。 2×××为Al-Cu系 , 3×××为Al-Mn系 , 4×××为Al-Si系 , 5×××为Al-Mg系 , 6×××为Al-Mg-Si系 , 7×××为Al-Zn系 , 8×××为Al-其他元素 , 9×××为Al-备用系 。 这样 , 我国变形铝合金的牌号表示法与国际上的通用方法基本一致 。

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Al-Mn合金和Al-Mg合金属于防锈铝合金 , 不能热处理强化 , 但非热处理强化铝合金通过加工硬化、固溶强化提高力学性能 , 特点是强度中等、塑性及耐蚀性好 , 又称防锈铝 , 原先代号为LF×× 。 强度比纯铝高 , 并且具有优异的抗腐蚀性和良好的焊接性 , 是目前焊接结构中应用最广的铝合金、超硬铝、锻铝等 。
硬铝
【全面了解铝合金的焊接性特点】硬铝的牌号是按铜的增加顺序编排的 。 Cu是硬铝的主要成分 , 为了得到高的强度 , Cu含量一般应控制在4.0%~4.8% 。 Mn也是硬铝的主要成分 , 主要作用是消除铁对抗蚀性的不利的影响 , 还能细化晶粒、加速时效硬化 。 在硬铝合金中 , 铜、硅、镁等元素能形成溶解于铝的化合物 , 从而促使硬铝合金在热处理时强化 。
退火状态下硬铝的抗拉强度为160~220MPa , 经过淬火及时效后抗拉强度增加至312~460MPa 。 但硬铝的耐蚀性能差 , 为了提高合金的耐蚀性 , 常在硬铝板表面覆盖一层工业纯铝保护层 。
超硬铝
合金中锌、镁、铜的平均总含量可达9.7%~13.5% , 在当前航空航天工业中仍是强度最高和应用最多的一种轻合金材料 。 超硬铝的塑性和焊接性差 , 接头强度远低于母材 。 由于合金中锌含量较多 , 形成晶间腐蚀及焊接热裂纹的倾向较大 。
锻铝
具有良好的热塑性 , 而且铜含量越少热塑性越好 , 适于作锻件用 。 具有中等强度和良好的抗蚀性 , 在工业中得到广泛应用 。

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(2)铝合金的性能

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防锈铜器(铝锰合金、铝镁合金)主要用于要求高的塑性的焊接性、在液体或气体介质中工作的低载荷零件 , 如油箱、汽油或润滑油导管、各种液体容器和其他用深拉制作的小负荷零件等 。
铝合金被广泛应用航空航天、建筑、汽车、机械制造、电工、化学工业、商业等领域 。 铝合金在飞机制造中是主要的结构材料 , 它约占骨架质量的55% , 而且大部分关键轴承部件 , 如涡轮发动机轴向压缩机叶片、机翼、骨架、外壳、尾翼等是由铝合金制造的 。

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