变形
变形铝合金是以各种压力加工方法制成的管、棒、线、型等半成品铝合金。根据其用途又可分为防腐铝合金、超硬铝、特殊铝、硬铝、锻铝5类。
常用的防锈铝合金中主要合金元素是锰和镁,加锰可提高其抗蚀能力,加镁使其强化并降低比重,其特点是耐腐蚀,抛光性好,可长时间保持光亮表面,强度比纯铝高,多用于制造与液体接触的零件、管道、日用品、装饰品等; 硬铝又称杜拉铝,是铝、铜、镁合金,并含少量锰。铜、镁在铝中溶解度较大,有强化效应,锰使其耐蚀。硬铝根据其合金元素含量不同可分别制造铆钉、飞机的螺旋桨及飞机上的高强度零件;超硬铝是含有锌的硬铝,其硬度、强度均比硬铝高,不同品种的超硬铝用于制造各种结构零件、高载荷零件,是航空工业的重要材料之一;锻铝在一般状态下具有高的塑性,强度大,用来制造各种锻件或冲压件,如内燃机活塞等; 特殊铝是在特定情况下使用的,组分不同,各有用途。
铸造
铸造铝合金是用来直接浇铸各种形状的机械零件的铝合金。按加入的主要元素不同又可分为Al-Si系合金、Al-Zn系合金、Al-Mg系合金。每个系统各有牌号,较为复杂。
较常见的牌号:1060、2024、5052、6061、6063、7075。
1060:1060属普通工业纯铝,含铝量不小于99.60%,其特点是:强度低,加工硬化是的强化途径。热加工和冷加工性能好,导热导电率高,抗蚀性能优良。广泛用于要求成形性能良好、抗蚀、可焊的工业设备,也可作为电导体材料。
2024: 2024合金的成份和组织与2A12合金相同,仅2124合金中杂质Fe、Si的含量限制较低。2024合金薄板、厚板和型材已成功地用于制造飞机、火箭的蒙皮、舱段、整体油箱壁板、翼粱等。
5052:5052合金的镁含量为2.5%,在铝-镁系防锈铝中属含镁量较低者。广泛应用于制造飞机的燃料和燃油管及燃料箱、各种船舶和运输工具中的零部件、薄板金属制品、仪表、街灯支架、铆钉和线材等。
6061:6061合金为Al-Mg-Si系可热处理强化铝合金,可加工成板、管、棒、型、线材和锻件。广泛用于建筑型材,需要良好耐蚀性能的大型结构件,卡车、船舶、铁道车辆结构件,导管,家居等。
6063:6063合金为Al-Mg-Si系可热处理强化铝合金,可挤压成棒材、型材、管材。广泛用于建筑结构材料和装饰材料,如门框、窗框、壁板、货柜、家具、升降梯,以及飞机、船舶、轻工业部门、建筑物等不同颜色的装饰构件。
7075:7075合金是Al-Zn-Mg-Cu系超硬铝,其特点是固溶处理后塑性好,热处理强化非常明显。可加工成板材(包铝与不包铝),管材、型材,棒材和锻件。主要用于飞机结构件和其他高强度抗腐蚀结构件。
1. 极易氧化。在空气中,铝容易同氧化合,生成致密的三氧化二铝薄膜(厚度约0.1-0.2μm),熔点高(约 2050℃),远远超过铝及铝合金的熔点(约600℃左右)。氧化铝的密度3.95-4.10g/cm3,约为铝的1.4倍, 氧化铝薄膜的表面易吸附水分,焊接时,它阻碍基本金属的熔合,极易形成气孔、夹渣、未熔合等缺陷,引起焊缝 性能下降。
2. 易产生气孔。铝和铝合金焊接时产生气孔的主要原因是氢,由于液态铝可溶解大量的氢,而固态铝几乎不溶解氢, 因此当熔池温度快速冷却与凝固时,氢来不及逸出,容易在焊缝中聚集形成气孔。氢气孔目前难于完全避免,氢的 来源很多,有电弧焊气氛中的氢,铝板、焊丝表面氧化膜吸附空气中的水分等。实践证明,即使氩气按GB/T4842标 准要求,纯度达到99.99% 以上,但当水分含量达到20ppm时,也会出现大量的致密气孔,当空气相对湿度超过 80%时,如果不采取加热等措施,焊缝就会明显出现气孔。同时,采用小电流慢速焊,加大焊缝冷却时间,并利用 焊丝电弧进行熔池搅动,可以较好的帮助气体排出熔池。
3. 焊缝变形和形成裂纹倾向大。铝的线膨胀系数和结晶收缩率约比钢大两倍,易产生较大的焊接变形的内应力,对刚 性较大的结构将促使热裂纹的产生。
4. 铝的导热系数大(纯铝0.538卡/Cm.s.℃)。约为钢的4倍,因此,焊接铝和铝合金时,比焊钢要消耗更多的热 量。
5. 合金元素的蒸发的烧损。铝合金中含有低沸点的元素(如镁、锌、锰等),在高温电弧作用下,极易蒸发烧损,从 而改变焊缝金属的化学成分,使焊缝性能下降。
6. 高温强度和塑性低。高温时铝的强度和塑性很低,破坏了焊缝金属的成形,有时还容易造成焊缝金属塌落和焊穿现 象。
7. 无色彩变化。铝及铝合金从固态转为液态时,无明显的颜色变化,使操作者难以掌握加热温度。