铝合金是工业中应用的一类有色金属结构材料,在航空、航天、汽车、机械制造、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。
纯铝的密度小(ρ=2.7g/cm3),大约是铁的 1/3,熔点低(660℃),铝是面心立方结构,故具有很高的塑性(δ:32~40%,ψ:70~90%),易于加工,可制成各种型材、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
加一定元素形成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“比强度”(强度与比重的比值 σb/ρ)胜过很多合金钢,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、压气机等常以铝合金制造,以减轻自重。采用铝合金代替钢板材料的焊接,结构重量可减轻50%以上。
国际上已经注册的铝合金牌号有1000多个,每个牌号又有多种状态,在硬度,强度,耐蚀性,加工性,焊接性,装饰性等方面都存在着明显的差异。选择铝合金的牌号与状态时,以上各方面很难同时满足,也没有必要,应根据产品的性能要求,使用环境,加工过程等因素,设定各种性能的优先次序,方可做到合理选材,在保证性能的前是下合理控制成本。
硬度:很多客户在购买铝时非常关心,硬度首选跟合金化学成份有直接的关系。其次,不同的状态也影响较大,从所能达到的最高硬度来看,7系,2系,4系,6系,5系,3系,1系,依次降低。
硬度:强度是产品设计时必须考虑的重要因素,成其是铝合金组件作为组件时,应根据所承受的压力,选择适当的合金。纯铝强度最低,而2系及7系热处理型合金度最高,硬度和强度有一定的下相关系。
耐蚀性:耐蚀性包括化学腐蚀,耐应力腐蚀等性能。一般而言,1系纯铝的耐蚀性最佳,5系表现良好,其次是3系和6系,2系及7系较差。耐蚀性选用原则应根据其使用场合而定。高强度合金腐蚀环境下使用,必须使用各种防蚀用复合材料。
加工性:加工性能包插成形性能与切削性能。因为成形性与状态有关,在选择铝合金牌号后,还需考虑各种状态的强度范围,通常强度高的材不易成形。台果要对铝材进行折弯,拉伸,深冲等成形加工,完退火状态材料的成形性最佳,反之,热处理状态材料的成形性最差。铝合金的切削性较差,对于模具,机械零件等需要切削性较佳,反之,低强度者切削性较差,对模具,机械零件等需要切削加工的产品,铝合金的切削性是重要的考虑因素。
焊接性:多数铝合金的焊接性均无问题,尤其是部分5系列的铝合金,是专为焊接考虑而设计的,相对面言,部分2系和7系的铝合金较难焊接。
装饰性能:铝材应用于装饰或某些特定的场合时,需要对其表面进行阳极氧化,涂装等加工,以获得相应的颜色和表面组织,这时其装饰性应该重点考虑的,一般而言,耐蚀性较好的材料,其阳极处理性能,表面处理性能,涂装性能都非常出色。
其他特性:除上述特性以外,还有导电性,耐磨性,耐热性等。在选材时也可以加以考虑。
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