铝焊接自动化
铝是最难焊接的合金。氧化铝在 3700oF 熔化,而铝在 1200oF 熔化。因此,焊接前应彻底清除表面的氧化铝。铝有可热处理和不可热处理合金。可热处理铝合金通过称为时效的过程获得强度。由于过度时效,焊接铝时会发生抗拉强度的显着下降。
9组主要铝合金元素:
名称 | 主要合金元素 |
1xxx | 非合金(纯)>99% Al |
2xxx | 铜是主要的合金元素,但也可以指定其他元素(镁) |
3xxx | 锰是主要的合金元素 |
4xxx | 硅是主要的合金元素 |
5xxx | 镁是主要的合金元素 |
6xxx | 镁和硅是主要合金元素 |
7xxx | 锌是主要合金元素,但也可以指定其他元素,例如铜、镁、铬和锆 |
8xxx | 其他元素(包括锡和一些锂成分) |
9xxx | 留作将来使用 |
影响铝焊接的因素:
- 氧化铝涂层
- 热导率
- 热膨胀系数
- 熔化特性
锻造铝合金
1xxx系列
这些牌号的铝具有优异的耐腐蚀性、高导热性和导电性、低机械性能和出色的可加工性。
通过应变硬化可以获得强度的适度增加。主要杂质为铁和硅。
2xxx系列
这些合金需要进行固溶热处理以获得最佳性能;在固溶热处理条件下,力学性能与低碳钢相似,有时甚至超过低碳钢。
在某些情况下,采用沉淀热处理(时效)来进一步提高机械性能。这种处理增加了屈服强度,随之而来的是伸长率的损失;对抗拉强度影响不大。
2xxx系列合金的耐蚀性不如大多数其他铝合金,在一定条件下可能发生晶间腐蚀。
当需要在中等温度下具有一定的强度时,2xxx 系列的合金是很好的选择。这些合金的焊接性有限,但该系列中的一些合金具有优异的切削加工性。
3xxx系列
这些合金通常不可热处理,但强度比 1xxx 系列合金高约 20%。
由于只有有限百分比的锰(最多约 1.5%)可以有效地添加到铝中,因此只有少数合金将锰用作主要元素。
4xxx系列
4xxx 系列合金中的主要合金元素是硅,加入足量的硅(最多 12%)可显着降低熔程。
出于这个原因,铝硅合金被用于焊丝和作为连接铝的钎焊合金,其中需要比母材金属更低的熔化范围。
当应用阳极氧化饰面时,含有大量硅的合金会变成深灰色到木炭,因此需要建筑应用。
5xxx系列
主要的合金元素是镁,当它作为主要的合金元素或与锰一起使用时,结果是一种中高强度的可加工硬化合金。
作为硬化剂,镁比锰更有效,大约 0.8% Mg 相当于 1.25% Mn,而且可以添加更多的量。
该系列合金具有较好的焊接性能,在海洋大气中具有较好的耐腐蚀性。
然而,应限制高镁合金的冷加工量和允许的工作温度,以避免应力腐蚀开裂的敏感性。
6xxx系列
6xxx 系列合金所含的硅和镁的比例大约为形成硅化镁 (Mg2Si) 所需的比例,因此可进行热处理。
虽然不如大多数2xxx和7xxx合金强度高,但6xxx系列合金具有相对较好的成形性、焊接性、机械加工性和相对较好的耐腐蚀性,具有中等强度。
这种可热处理组中的合金有时在 T4 状态下形成(固溶热处理但不是沉淀热处理)并在形成后通过沉淀热处理强化到完全 T6 性能。
7xxx系列
锌含量为 1% 至 8%,是 7xxx 系列合金中的主要合金元素,当与较小百分比的镁结合使用时,会产生中等强度至高强度的可热处理合金。
通常也少量添加其他元素,如铜和铬。
一些7xxx系列合金已用于机身结构和其他高应力部件。
更高强度的 7xxx 合金表现出较低的抗应力腐蚀开裂性,通常用于过时效回火以提供更好的强度、耐腐蚀性和断裂韧性组合。
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