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**了解铝合金的焊接性特点

发布时间:2017-10-25  浏览:420次

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2.7 g/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***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(双分为非热处理强化铝合金、热处理强化铝合金两类)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。

铝合金的分类及性能特点

分类

合金名称

合金系

性能特点

示例

变形铝合金

非热处理强化铝合金

防锈铝

Al-Mn

抗蚀性、压力加工性与焊接性能好,但强度较低

3A21

Al-Mg

5A05

热处理强化铝合金

硬铝

Al-Cu-Mg

力学性能高

2A11,2A12

超硬铝

Al-Cu-Mg-Zn

硬度强度**高

7A04,7A09

锻铝

Al-Mg-Si-Cu

锻造性能好

耐热性能好

2A14,2A50

Al-Cu-Mg-Fe-Ni

2A70,2A80

铸造铝合金

简单铝硅合金

Al-Si

铸造性能好,不能热处理强化,力学性能较低

ZL102

特殊铝硅合金

Al-Si-Mg

铸造性能良好,可热处理强化,力学性能较高

ZL101

Al-Si-Cu

ZL107

Al-Si-Mg-Cu

ZL105,ZL110

Al-Si-Mg-Cu-Ni

ZL109

铝铜铸造合金

Al-Cu

耐热性好,铸造性能与抗蚀性差

ZL201

铝镁铸造合金

Al-Mg

力学性能高,抗蚀性好

ZL301

铝锌铸造合金

Al-Zn

能自动淬火,宜于压铸

ZL401

铝稀土铸造合金

Al-Re

耐热性能好

—

硬铝  

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**高和应用**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。

铝合金的新旧牌号对照

类别

新牌号

旧牌号

类别

新牌号

旧牌号

防锈铝合金

—

5A02

5A03

5A05

5A06

5B05

5083

5056

3A21

3003

LF1

LF2

LF3

LF5

LF6

LF10

LF4

LF5-1

LF21

—

锻铝合金

6A02

2A50

2B50

2A70

2A80

2A90

2A14

6061

6063

LD2

LD5

LD6

LD7

LD8

LD9

LD10

LD30

LD31

硬铝合金

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

超硬铝合金

 

 

 

7A03

7A04

—

7A09

7A10

7003

 

 

 

LC3

LC4

LC5

LC9

LC10

LC12

(2)铝合金的性能

铝合金的物理性能

合金

密度

/g·cm-1

比热容

(100℃)

/J·kg-1·K-1

热导率

(25℃)

/W·m-1·K-1

线胀系数

(20~100℃)

/10-6K-1

电阻率

(20℃)

/10-6Ω·m

备注

(原牌号)

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

防锈铝LF21

防锈铝LF3

防锈铝LF6

硬铝LY12

硬铝LY16

锻铝LD2

锻铝LD10

超硬铝LC4

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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