铝及铝合金焊接

铝及铝合金的焊接 铝及铝合金是工业中应用最广泛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。 有色金属 non-ferrous metal，狭义的有色金属又称为非铁金属， 是铁、锰、铬以外的 所有金属的统称。 广义的有色金属还包括有色合 金。 有色合金是以一种有色金属为基体 （通 常大于 50） ，加入一种 或几种其他元素而构成的合金。随着科学技术的发展，有色金 属的应 用日趋广泛。 虽然有色金属只占金属总量的 5左右， 但有色金属在 工程应用中的 重要作用确实钢铁或其他材料无法代替的。有色金属具 有特殊的性能， 比常规钢铁材料的 焊接更复杂，这给焊接工作带来很 大的困难。 铝合金是工业中应用最广泛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。 什么是金属盒非金属，什么是黑色金属和有色金属，什么事合 什么是金属盒非金属， 什么是黑色金属和有色金属， 金 目前，已知的的化学元素有 118 种，其中自然界只存 在 92 种， 科学家成功研制出并已经得到承认和命名的元素有 18 种，有 8 种元 素没有 得到承认和命名。 人们通常把这些元素分成金属和非金属两大 类。从物理性能上来看， 具 有导电性、导热性、可塑性以及特殊光泽 的元素叫金属，反之是非金属。常见的金属有铁、 铝、铜、镁、锌等。 在非金属中， 常温下呈气态的有氢、 氧、 氩等； 常温下呈液态的 有溴； 常温下呈固态的有碳、硼等。 金属又可分为黑色金属和有色金属两大类。黑色金属通常是指 铁、铬、锰和铁基合金， 其他的金属合金称为有色金属。 合金是有两种或两种以上的金属元素与非金属元素所组合成的 具有合金性质的物质。 3A21 就是由铝和锰组成的以铝为基的合金。 有色金属的分类 有色金属按其性质、 用途、 产量及其在地壳中的储量状况一般分为有 色 轻金属、有色重金属、贵金属、稀有金属和半金属五大类。在稀有 金属中，根据其物理化 学性质、原料的共生关系、生产工艺流程等特 点，又分稀有轻金属、稀有重金属、稀有难 熔金属、稀散金属、稀土 金属、稀有放射性金属。 铝合金的分类、成分和性能 铝合金的分类、 （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.按 GB/T3190 1996 和 GB/T164741966 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。 非 热 处 理 强 化 变 铝 形 合 铝 金 合 热 金 处 理 强 化 铝 合 金 合 金 名 称 铝合金的分类及性能特点 合 金 系 Al-Mn 性 能 特 点 示 例 3A21 防锈铝 Al-Mg 抗 蚀 性、压 力 加 工 性 与 焊 接 性 能好， 强 度 较 低 但 5A05 硬 铝 超 硬 铝 Al-Cu-Mg Al-Cu-Mg-Zn Al-Mg-Si-Cu 力 学 性 能 高 硬 度 强 度 最 高 锻 铝 Al-Cu-Mg-Fe-Ni 简 单 铝 硅 合 金 Al-Si Al-Si-Mg Al-Si-Cu 特 殊 铝 硅 合 金 锻 造 性 能 好 耐 热 性 能 好 铸 造 性 能 好， 不 能 热 处 理 强化 ， 力学 性 能 较 低 铸 造 性 能 良 好， 可 热 处 理 强 化，力 学 性 能 较 高 耐 热 性 好， 铸 造 性 能 与 抗 蚀 性 差 力 学 性 能 高，抗 蚀 性 好 能 自 动 淬 火，宜 于 压 铸 耐 热 性 能 好 2A11,2A1 2 7A04,7A0 9 2A14,2A5 0 2A70,2A8 0 ZL102 ZL101 ZL107 ZL105,ZL 110 ZL109 ZL201 ZL301 ZL401 铸造 铝合 金 Al-Si-Mg-Cu Al-Si-Mg-Cu-Ni 铝 铜 铸 造 合 金 铝 镁 铸 造 合 金 铝 锌 铸 造 合 金 铝 稀 土 铸 造 合 金 Al-Cu Al-Mg Al-Zn Al-Re 非热处理强化铝合金 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。 Al－Mn 合金和 Al －Mg 合金属于防锈铝合金，不能热处理强化，但强 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 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。 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