鋁合金類別
通常以四位數(shù)字標(biāo)明:位數(shù)字: 合金成分
1000系列:材料含99%以上之純鋁
2000系列:銅(Copper)為主要之成分---易熱處理以提高強(qiáng)度, 但提高了腐蝕性
3000系列:錳(Manganese)為主要之成分----增加硬度
4000系列:硅(Silicon)為主要之成分-----為焊條之理想材料
5000系列:鎂(Magnesium)為主要之成分-----提高強(qiáng)度及抗腐蝕
6000系列:鎂與硅為主要之成分-----以硅化鎂存在,可熱處理提高強(qiáng)度及易加工
7000系列:鋅(Zinc)為主要之成分-----經(jīng)熱處理提高強(qiáng)度,為所有鋁合金中強(qiáng)度高
五系
5000系列鋁合金代表5052、5005、5083、5A05系列。5000系列鋁棒屬于較常用的合金鋁板系列,主要元素為鎂,含鎂量在3-5%之間。又可以稱為鋁鎂合金。主要特點(diǎn)為密度低,抗拉強(qiáng)度高,延伸率高。在相同面積下鋁鎂合金的重量低于其他系列.在常規(guī)工業(yè)中應(yīng)用也較為廣泛。在我國5000系列鋁板屬于較為成熟的鋁板系列之一。
鋁的特性
a)優(yōu)點(diǎn)
鋁及鋁合金是目前應(yīng)用廣泛之飛機(jī)制造材料。
重量輕,差不多是同體積銅或鋼的1/3重量。
防腐蝕能力強(qiáng)。
可反射能—可見光、熱、電磁波。
導(dǎo)電及導(dǎo)熱能力強(qiáng),且又是非鐵磁性。
容易接合(焊接、鉚接或膠合)
外觀及表面易處理
機(jī)械性質(zhì)良好,經(jīng)加工處理后強(qiáng)度高、延展性高
存量多
b)缺點(diǎn)
當(dāng)溫度升高超過200℃,強(qiáng)度大幅減弱
當(dāng)溫度下降時(shí)傾向脆性材料
焊后處理
(1)焊后清理 焊后留在焊縫及四周的殘存焊劑和焊渣等會(huì)破壞鋁表面的鈍化膜,有時(shí)還會(huì)腐蝕鋁件,應(yīng)清理干凈。外形簡單、要求一般的工件可以用熱水沖洗或蒸氣吹刷等簡單方法清理。要求高而外形復(fù)雜的鋁件,在熱水中用硬毛刷洗擦后,再在60℃~80℃左右、濃度為2%~3%的鉻酐水溶液或溶液中浸洗5 min~10 min,并用硬毛洗擦刷,然后在熱水中沖洗擦滌,用烘箱烘干,或用熱空氣吹干,也可自然干燥。
(2)焊后熱處理 鋁容器一般焊后不要求熱處理。假如所用鋁材在容器接觸的介質(zhì)條件下確有明顯的應(yīng)力腐蝕敏感性,需要通過焊后熱處理以消除較高的焊接應(yīng)力,來使容器上的應(yīng)力降低到產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開裂的臨界應(yīng)力以下,這時(shí)應(yīng)由容器設(shè)計(jì)文件提出特別要求,才進(jìn)行焊后消除應(yīng)力熱處理。如需焊后退火熱處理,對(duì)于純鋁、5052、5086、5154、5454、5A02、5A03、5A06等,推薦溫度為345℃;對(duì)于2014、2024、3003、3004、5056、5083、5456、6061、6063、2A12、2A24、3A21等,推薦溫度為415℃;對(duì)于2019、2A11、6A02等,推薦溫度為360℃,根據(jù)工件大小與要求,退火溫度可正向或負(fù)向各調(diào)20℃~30℃,保溫時(shí)間可在0.5 h~2 h之間。
鋁容器的應(yīng)用特點(diǎn)
(1)鋁在空氣和氧化性水溶液介質(zhì)中,其表面較易產(chǎn)生致密的氧化鋁鈍化膜,它在一些氧化性介質(zhì)中具有良好的耐蝕性。在高溫中,純鋁的耐蝕性優(yōu)于不銹鋼。鋁材常作為耐蝕容器材料。
(2)對(duì)一些腐蝕性不太強(qiáng),但要求防鐵污染的介質(zhì),如化纖生產(chǎn)介質(zhì)等,鋁有較好的耐蝕性,而且沒有鐵污染物料,因此,鋁材常作為防鐵污染的容器的材料。其他有色金屬容器也能防鐵污染,但鋁便宜。
(3)鋁是面心立方晶格,沒有同素異構(gòu)體,低溫下不存在像鐵素體鋼那樣的脆性轉(zhuǎn)變,鋁容器的低設(shè)計(jì)溫度可達(dá)-269℃。鋁材常作為低溫容器的材料。鋁鎂合金中的鎂含量較高時(shí),會(huì)以金屬間化合物Mg2Al3和Mg5Al8在晶間析出,使鋁鎂合金在某些介質(zhì)中產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕敏感性,只有在65℃以下使用才不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕,因此含鎂量超過了3%的鋁鎂合金規(guī)定設(shè)計(jì)溫度不超過65℃。析出相過多也會(huì)降低沖擊韌性,因此含鎂量超過3%的鋁鎂合金及其焊接接頭應(yīng)檢驗(yàn)沖擊韌性。其他鋁和鋁容器,包括低溫鋁容器均不要求進(jìn)行沖擊韌性檢驗(yàn)。
(4) 由于鋁鎂硅合金固溶時(shí)效狀態(tài)強(qiáng)度高,塑性也較好,焊接性好,焊接接頭在焊后狀態(tài)仍能保持較高的強(qiáng)度,因而常用作容器用高強(qiáng)度鋁合金。鋁,特別是純鋁的規(guī)定非比例伸長應(yīng)力很低,在小的載荷下即會(huì)產(chǎn)生塑性變形。鋁容器在使用與運(yùn)輸時(shí),應(yīng)留意碰撞變形。
(5) 為了得到好的塑性,純鋁、鋁錳合金和鋁鎂合金的變形鋁材都只在退火狀態(tài)或熱作狀態(tài)使用,不采用冷作狀態(tài)。熱作狀態(tài)鋁的焊接接頭,焊接熱對(duì)熱影響區(qū)有退火作用,因而其許用應(yīng)力也只取退火狀態(tài)鋁材的許用應(yīng)力。只有鋁鎂硅合金和鋁銅合金的鋁材才采用固溶時(shí)效狀態(tài),以其高強(qiáng)度。
應(yīng)用舉例:鋁母線的焊接
大中型發(fā)電機(jī)組的槽形和管形,小型機(jī)組的板狀母線。
1、母線材質(zhì)、焊接材料及設(shè)備
母線材質(zhì):L2工業(yè)純鋁;
焊材:絲301或絲311;
焊接設(shè)備:交流氬弧、熔化極氣體保護(hù)焊機(jī)。
2、對(duì)接坡口及接頭墊板
(1)對(duì)接坡口及其尺寸
δ≤6mm,不開坡口,間隙2-5mm;
δ=6-20mm,70oV型坡口,間隙5-8mm,鈍邊1-2mm。
(2)坡口根部墊板
1)鋁質(zhì)或鋼質(zhì);
2)墊板的大小視母線形狀和尺寸而選擇;
3)母線為板狀或槽狀時(shí),選板形墊板;
4)母線為管形時(shí),一般選純鋁墊圈;
5)母線封閉外殼的環(huán)縫對(duì)接選用帶弧形槽的鋼墊板。
3、清洗工藝
(1)焊絲清洗:分焊絲整理,堿洗,酸洗,烘干存放幾個(gè)步驟。烘好的焊絲要隨即使用,避免再次氧化。
(2)焊件坡口清理
1)化學(xué)清洗 :采用清洗劑進(jìn)行清洗。
2)機(jī)械清洗:先用(、松香或汽油)擦拭表面除油污,然后用細(xì)鋼絲刷或刮刀使母材焊接區(qū)刮至有金屬光澤為止。
(3)焊接過程中的清理
清除焊接過程中出現(xiàn)的黑斑、粘合、夾渣(鏟削)。
4、焊接工藝
(1)預(yù)熱:一般可采取電阻爐加熱。高一些為好,但不要超過250oC。
(2)工藝要點(diǎn):TIG焊
1)大規(guī)范參數(shù):鎢棒直徑3-6mm,焊絲直徑2.4-6mm,焊接電流250-400A,氬氣流量15-20l/min(視噴嘴大小決定)。
2)點(diǎn)焊要求
直線焊縫先點(diǎn)焊兩端,后點(diǎn)焊中部至少三處,每處約60~80mm;
外殼環(huán)焊縫每隔60o點(diǎn)焊一處,每處長約80mm左右;
管形主母線沿圓周均分2-4處點(diǎn)焊,每處長約40-50mm。
3)好用鋁制引弧板引弧和收弧。
一、鋁及鋁合金的分類
鋁具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性,其密度小,質(zhì)量輕,塑性好。
在純鋁中加入各種合金元素而成的鋁合金,強(qiáng)度顯著提高。
1、工業(yè)純鋁
純鋁的牌號(hào)有1070A(L1)、1060A(L2)、1050A(L3)以及1A85(LG1)、1A90(LG2)、1A99(LG5),其中的雜質(zhì)主要是鐵和硅,隨雜質(zhì)含量的增加,強(qiáng)度增加,塑性、導(dǎo)電性和耐蝕性下降。
2、鋁合金
在純鋁中加入少量合金元素能大大改善鋁的各項(xiàng)性能。Cu、Mg、Mn能提高強(qiáng)度,Ti能細(xì)化晶粒,Mg能抗海水腐蝕,Ni能提高耐熱性。
鋁合金分變形鋁合金和鑄造鋁合金兩大類。
變形鋁合金在加熱時(shí)能形成單相固溶體組織,能進(jìn)行各種壓力加工。其又可分為非熱處理強(qiáng)化和熱處理強(qiáng)化兩類。
熱處理強(qiáng)化的鋁合金又可分為硬鋁合金、鍛鋁合金、超硬鋁合金。
鑄造鋁合金適宜于鑄造而不能進(jìn)行壓力加工。
拉絲機(jī)原理按其主要用途可分為金屬復(fù)合材料拉絲機(jī),塑料拉絲機(jī),竹板材拉絲機(jī)。金屬復(fù)合材料拉絲機(jī)屬于標(biāo)準(zhǔn)件等金屬制品生產(chǎn)加工預(yù)加工機(jī)械設(shè)備,目的是由于把由不銹鋼板材制造商生產(chǎn)加工運(yùn)輸至標(biāo)準(zhǔn)件等金屬制品制造業(yè)企業(yè)的電纜線或圓棒根據(jù)拉絲機(jī)的拉撥處理,使電纜線或圓棒的直徑,同軸度,內(nèi)部金相檢驗(yàn)結(jié)構(gòu),表面光澤度和調(diào)直度都確保標(biāo)準(zhǔn)件等金屬制品生產(chǎn)加工務(wù)必的原料處理要求。