前语        铝合金运用于造船业已有近百年的前史, 跟着国内外造船业日新月异地开展, 船只的轻量化越来越被注重, 因为铝的低密度、高强度、高刚性和耐腐性，船只规划者运用铝缔造的船只和运用钢材或其它组成材料缔造的船只比较分量减轻了15-20%。铝合金的高韧性、抗腐蚀性以及可焊性为缔造对分量要求严厉的船型供给了很好的挑选，因为铝的加工本钱较低，因此运用铝材制作船只更具经济性。铝合金能够作为板材，也能够进行揉捏成型加工和铸造加工。再加上铝合金杰出的物理特性，使得用铝合金制作船只非常具有经济性。从船只规划者视点来看，运用铝合金制作的船只能够到达更高的速度以及更长的运用寿命，铝合金的这些长处,使其在船只的运用上开展得很快, 造船业为铝材供给了宽广的运用商场。        第一章  铝合金在国内外舰船中的运用现状        舰船上运用的铝合金能够分为变形铝合金和铸造铝合金变形铝合金在各国造船中的运用，从大型水面舰船上层建筑，上千吨的全铝海洋研讨船、远洋商船和客船的缔造，到水翼艇、气垫船、旅客渡船、双体客船、交通艇、登陆艇等各类高速客船和军用快艇上都许多运用了变形铝合金。铸造铝合金首要用于泵、活塞、舾装件及雨壳体等部件。        1.1航空母舰        航母是个庞然大物。它体积巨大，缔造精巧，是一个机动性很强的作战渠道，对减清结构分量等具有及其火急的需求，隐刺操控航母结构的分量非常重要，其间包含操控航母各种设备，特别是上层建筑的分量，最改进航母的战术技能功能至关重要。        初步统计，国外每艘航母铝合金材料用量大约在1000吨左右，例如，美国“独立”号（CVA62）航母用了1019吨铝合金；“厂商”号核动力航母（CVA65）用了450吨铝合金；法国“福熙”号（R99）及“克里蒙梭”号（R98）航母上都用了1000多吨铝合金。铝合金在航母上的运用对减轻航母结构分量，进步稳性、适航性、进步战技功能等具有重要意义。        铝合金在航母上的运用部位，从部分起飞和下降甲板，巨大的升降机，许多管系，到舷窗盖，吊灯架，门，舱室近邻，舱室装修，家具，厨房设备和部分辅机等。列如美国水兵1961年执役的“厂商”号航空母舰的四个巨大的升降机是用铝-镁合金焊接而成的。        1.2驱逐舰等大型水面舰船上层建筑        驱逐舰等大型水面舰船为了减轻上层建筑的分量，以坚持稳性等，而广泛选用铝合金结构。事实上在许多驱逐舰等大型水面舰船中，主甲板上的悉数结构都是用铝合金制作的。据统计，美国水兵不同级的驱逐舰，在甲板以上结构中所用的铝合金数量别离如下：护航驱逐舰（DE）用铝量251.33吨；驱逐舰（DLG）用铝量811.30吨；弹道驱逐舰（DDG）用铝量515.88吨；弹道核动力驱逐舰（DLGN）用铝量为930.35吨。        美国水兵第一艘弹道驱逐舰USS“杜威”号（DLG14）比第二次世界大战期间最大的驱逐舰长出50英尺，而吨位则简直大两倍。在“杜威”号的上层建筑中运用的811.30吨铝合金中大部分是5466厚板和5086薄板。铝构件替代了钢后，节省了150吨不必要的分量。铝的总用量中20%左右是5456和5086合金。别的一些铝用来制作甲板下面的一切的柜、家具、床铺及有关设备。所用的铝合金材料包含6061合金、5052合金等。        1.3快艇及高速船        关于快艇艇体材料和高速船船体材料，一般要求在确保满意的强度和刚度的条件下，尽量减轻分量，并要求材料具有杰出的耐海水腐蚀功能和可焊性。例如美国从300多吨的大型反潜水翼研讨船，200多吨的炮艇及水翼艇，到PTF级快艇，LCM8登陆艇等，大多选用铝-镁合金焊接结构。        1.3.1水翼艇        早些时期美国水兵缔造的五艘水翼艇巡查艇，称为“Pegasus”号的原型已于1974年11月下水。在这条潜艇的壳体，内部舱壁和甲板的板材和防扰材中，金属惰性气体保护焊缝的长度超越两英里。在缔造时用一台牵引型的线焊机对铝板进行焊接。制成了大的平面分段。防扰材进行定位焊再进行手艺焊。为了制作工序更有用。规划一种由核算机操控的主动焊操作台。        号水翼艇是70吨的水翼巡查炮艇PGH-1是1968年下水的。在美国水兵和海岸警卫队中运用。选用5456合金作艇体材料。因为它具有最高的焊接接头强度功能。-H116和-117状况用于板材。-H111状况用于揉捏件。挑选具有较高抗裂性的5356合金焊丝用于焊接，缔造时的焊接工艺为金属惰性气体保护的脉冲电弧焊和射流电弧焊以及钨极惰性气体保护焊。        播音公司已缔造了许多航速为43节的100吨级水翼艇，这些依据美国水兵水翼艇的规划演化出来的民用艇为喷翼型。壳体和上层建筑悉数是焊铝结构，选用5456-H116或-H117合金。焊接查验很严厉，对悉数焊缝进行X射线，超声波查验和上色查验。在上色前要对查看部位作腐蚀处理，以除掉污物。        苏联是世界上成批出产水翼艇的抢先国家，已制作了几百艘水翼艇并投入运营，还出口许多艘。        我国用5A01合金板材、型材、锻件和焊丝缔造了“飞鱼”号水翼艇，缔造中选用了半主动化消融极脉冲氩弧焊和钢制反转胎架-拉马设备。        1.3.2气垫船        铝合金在气垫船运用中值得一提的是1976年由Rohr工业公司承保的一项规划美国水兵3000吨、80节表面效应船“3KSES”的合同。该船为全焊铝结构。在选材时，或许选用5456-H116或-H117，也有或许焊件选用强度较高的Al-Cu-Mn系2219合金，非焊件选用高强度Al-Zn-Mg-Cu系7075-T73合金。这两种合金是在宇航范畴的运用中归纳功能较好的合金，能否在海洋环境中长期运用是一个问题。其时美国新研发的CS19（镁含量高达8.7%左右）也有潜在的或许。因为其焊接接头的典型屈从强度到达23公斤/mm2，而常用的5456合金一般为15~17公斤/mm2。该船是吨位最大的全焊铝壳船。选材当然及其稳重。5456-H116或-H117合金总算因机械功能、耐蚀性及本钱三方面的长处而被评为用于主壳体结构的最佳材料。选用5456-H112合金作为揉捏件，因为其比强度比5086-H112大19%，-H112状况合金的安排中没有会使合金在海洋环境中呈现脱落蚀敏感性的β相晶界接连网络。        前些年，报导了西班牙水兵缔造的36吨气垫船原型用于实验和判定的状况。它是用铆接办法缔造的。苏联用Amr-61合金缔造了“火焰”号气垫船。        英国缔造了全焊的气垫船Apl-88。是其时铝壳气垫船的最新开展。壳体选用Al-4.5Mg的N8合金，型材选用Al-1%Mg-1%Si的H30合金。选用深I型材和长而宽的大型揉捏件以防止横向焊缝和减小接近焊件的热影响。上一年3月加拿大海岸警卫队向英国气垫船公司订货了一批Apl-88。        前些年规划的气垫船与前期比较有很大改动，包含运用冷柴油机替代燃气轮机和用焊接的铝结构替代较杂乱的玻璃钢。Apl-88和“虎”级气垫船就具有这些规划特征。最新的“虎-40”于1986年4月开端规划，同年12月开端试航。该艇总长17.25米，总宽7.625米，高5.375米。除用作客船外，还可用作内河和海岸巡查艇以及作业艇等。        七十年代至八十年代，我国用7A19合金、5A30合金等缔造了全升气垫船和侧壁式气垫船，无论是全垫升仍是侧壁式气垫船所用的铝合金板材厚度都较薄，一般为1-3mm。此外还用了许多规格的型材。因为板材较薄，大都铝质气垫船选用的是铆接链接，但也有全焊接气垫船。        1.3.3双体船        英国麦克泰公司为英国水兵规划缔造了第一批装有升降舵的铝壳双体船。这些船有许多有目共睹的特色：宽广而安稳的甲板；极低航速时杰出的机动性；杰出的航向安稳性；阻力小。        法国梅泰罗工业体系已完结一种军用多用处铝壳双体船的规划，总长25米，宽10米，吃水0.7-1米，空船重45吨，载分量18吨，主机为两台1200柴油机，喷水推动，最大航速30节。        在挪威和瑞典，用铝合金缔造双体船很盛行，如挪威规划的10艘高速双体船悉数选用对称船体，没搜载客449人，别离以32节和24节的航速横渡海峡。        日本用铝合金缔造的“Marineshuttle”号小水线面双体船长41米，航速34节，是一艘280个客位的非对称船型高速双体客船。        我国国内航线中运用了不少双体船，其间有进口的，也有国内自行缔造的。        1.3.4地效翼船        地效翼船是介于船只与飞机之间，运用相似机翼的表面效应出产的气动升力，支撑艇重脱离水面低飞，偶然能浮水飞行的高技能新式舰船。地效翼船的航速高最快可达300多节，并且飞行性好，具有杰出的两栖性，能在水上、路上起降，在波涛上方低空飞行，受搅扰少，又比较安全。并且跨过沼地、冰层、雷区、障碍物，可广泛用于军事行动。是快速登录的必备舰型，长与航母，两栖进犯舰配套，在登录作战中极具突然性。此外，地效翼船的经济性好（油耗比惯例飞机低30%以上）。比之飞机安全的多，造价也相对廉价，在经济和军事两方面都会发作巨大效益。        地效翼船要求艇体选用铝合金材料，并且要求用焊接结构（在俄罗斯较大吨位地效翼船的船体首要运用了可焊接的铝合金材料）。并且要求艇体材料屈从强度大于300Mpa，抗拉强度到达400Mpa，一起要求材料具有杰出的成型工艺性，杰出的耐腐蚀功能等归纳功能。        1.4铝合金在其他船型上的运用。        1.4.1作业船        铝制作业船要求的保护较少, 运用时间更长、行进速度更快; 毫无疑问, 捕鱼船或任何其它海洋业有必要做这种出资。        经历标明, 任何一种铝质小型船只都能够运用数十年, 而不会遭受任何显着的腐蚀。这种船只的退役一般是出自技能过期的原因, 而非铝结构的老化。总的说来, 5000 和 6000 系铝- 镁合金优异的耐海洋性气候, 特别是耐海水浸蚀功能现已得到我们认可。        1.4.2 LNG(液化天然气)货船        液化天然气) 可替代石油作动力, 在石油发作危机时, 对它的需求将变得更火急。LNG 是把天然气在低于- 162℃的低温下液化而成的, 因此在LNG 的储藏和运送中需求低温功能好的金属。一般运用铝合金、镍钢和不锈钢, 而铝合金具有杰出的耐海水腐蚀功能, 因此都倾向运用分量轻和焊接功能好的铝合金。缔造 LNG 货船首要有两大技能: 隔板( 膜片) 或Moss- Rosenberg。Moss-Rosenberg 型船只的特征是有较大的球形储罐( 每只船至少 5 个), 它们是由较宽的铝镁合金板材制成的, 选用一种特殊的高电流气态金属焊接工艺将其焊接在一起。        1.5铝合金的用量        铝合金在船只运用方面的远景       关于作为交通工具的船只来说, 进步速度是其改进和开展的首要技能指标之一。现在, 在各种交通运送工具中, 船只运送的速度开展最慢, 而进步其速度的最有用办法一是减轻船重, 二是选用减小水阻力办法, 这两种办法的有机结合, 使得铝合金高速船艇正在飞速开展中。我国水运条件非常优胜, 海岸线总长约 1 万 8千多公里, 内河航道 1 千余条, 跟着经济和交易的迅速开展, 必将需求许多的船只。因此, 开发铝合金船具有重要战略意义。        第二章  船只用铝合金的选材准则与优势       2.1高的比强度和比模量        材料的屈从强度和弹性模量是进行船只结构强度核算，断定结构尺度的最基本参数。因为各种铝合金的弹性模量和密度都大体相同，而添加少数合金元素或改动热处理状况对它们的影响甚微，因此在必定范围内进步屈从强度对减轻舰船结构分量有利，一般铝合金的密度为2.7~2.8/cm3左右，弹性模量为70~73GPa左右。但高强度铝合金一般很难一起具有优秀的耐蚀性和可焊性，因此舰船用铝合金一般选用具有中等强度和耐蚀可焊铝合金，此外铸造铝合金在舰船范畴也有必定的运用。        2.2优秀的焊接功能        关于舰船而言，选用焊接衔接比选用铆接衔接具有显着的长处，因此焊接衔接办法已在造船中广泛运用，基本上替代了铆接结构，现在在铝船缔造中首要运用主动氩弧焊接办法。铝合金具有杰出的可焊接性意味着铝合金在焊接时构成的裂纹的趋向要小，即铝合金具有杰出的焊接抗裂性，并且焊后焊接接头功能改动不大。因为在造船的条件下不能通过从头热处理的办法康复因焊接而失掉的功能，所以这是船用铝合金有别于其它结构用铝合金的重要特色之一。AL-Zn-Mg系和AL-Mg-Si系合金焊后强度显着下降，AL-Zn-Mg系合金焊后耐蚀性也差，因此该两系合金在作为焊接船用材料时遭到必定的约束。而AL-Mg系合金无此坏处。AL-Zn-Mg系合金首要用于焊后可热处理的构件（如壳体），AL-Mg-Si系合金首要用作型材。        2.3优秀的耐蚀功能        舰船结构多在严苛的海水介质和海洋环境中运用，因此铝合金是否耐腐蚀是决议其可否作为船用铝合金的首要标志之一。一般要求船用铝合金基体和焊接接头在海水和海洋环境中无应力腐蚀、脱落腐蚀和晶间腐蚀倾向；要尽量防止触摸腐蚀、缝隙腐蚀和海生物附着腐蚀；答应有较小的均匀腐蚀和点腐蚀。        2.4杰出的冷、热成型功能        舰船在缔造过程中要饱尝冷加工（如折边、卷边、辊弯、冲压等）和热加工（如热弯、火工矫形等）。所以要求船用铝合金易于加工成型，加工时不发作裂纹等缺陷，加工后仍能满意强度、耐蚀性等功能要求。        2.5 铝合金在船只运用方面的优势        铝合金具有比重和弹性模量小、耐腐蚀、可焊接、易加工、无磁性和低温功能好等特色, 用于船只，中具有如下长处:    (1) 因为其比重小, 因此可减轻船重, 可减小发动机单机容量, 可添加速度;可削减燃料消耗, 节省燃油; 能够改进船的长宽比, 添加安稳性, 使船易于操作; 还能够添加载分量, 取得额定赢利。        (2) 因为抗腐蚀功能好, 能削减涂油等修理费用, 可延长运用年限(一般在 20 年以上)。        (3) 加工成形功能好, 易于进行切开、冲压、冷弯、成形和切削等各种形式的加工, 合适船体的流线化; 可揉捏出大型宽幅薄壁型材, 削减焊缝数和使船体结构合理化和轻量化。        (4)焊接功能好, 能较简单地进行焊接。        (5) 弹性模量小, 吸收冲击应力的才能大, 有较大的安全性。        (6)铝废料简单收回, 能够循环运用。        (7)无低温脆性, 最合适做低温设备。        (8) 因为非磁性, 罗盘不受影响; 全铝船能够防止进犯, 合适作扫雷艇。        (9) 没有虫灾和枯燥变形; 不焚烧, 遇火灾较安全。        第三章 船用铝合金的种类、特性、用处        船用铝合金按制作工艺的不同能够分为变形铝合金和铸造铝合金，因为船用铝合金对强度、耐腐蚀性、可焊接性等有特殊的要求，所以船用铝合金多选用铝-镁系合金、铝-镁-硅系合金和铝-锌-镁系合金，其间铝-镁系合金在舰船上运用最广泛，按公司产品出产状况，下面首要对船用变形铝合金做要点介绍。        3.1船用铝合金的特性、用处和化学成分        船只用铝合金按用处可分为船体结构用铝合金、舾装用铝合金，船壳体结构上用的铝合金首要是5083、5086和5456这三种合金，6000系合金因为在海水中会发作晶间腐蚀，所以首要用于船只的上部结构，舾装铝合金首要用的是揉捏型材，7000系合金热处理后的强度和工艺功能比5000系合金还要优胜，在船只制作中的运用远景宽广，首要用于舰艇上层结构，如压挤结构、装甲板等，可是7000合金的缺陷是抗应力腐蚀功能差，所以约束了该系合金的运用范围。        3.2 船用铝合金的种类及用处示例        船用铝合金按产品种类可分为，板材、型材、管、棒、锻件、铸件，公司现在铝合金产品种类首要是板材和带材。        注：1、舾装也运用5052合金，种类有板、管和棒2、5083、5086和6N01合金可出产出宽幅薄壁揉捏型材3、板材的运用厚度是由船体结构、船只规格和运用部位等所决议，从船体轻量化视点考虑，一般尽量选用薄板，但还应考虑在运用时间内板材腐蚀的深度，一般运用的板材有1.6mm以上的薄板和30mm以上的厚板。为削减焊接，常运用2.0m宽的铝板，大型船则运用2.5m宽的铝板，长度一般是6m,也有按造船厂合同运用一些特殊规格的板材。为防滑，甲板选用花纹板。        3.3船用铝合金的状况        铝合金的状况标志着材料的加工办法，内部安排和机械功能，一般工程师依据用处不同而选用不同状况的材料，船体结构用的5000系合金选用O和H状况，6000系合金选用T状况，按日本的JIS标准规则列出的5000系合金的H状况细目和6000系合金和AC系铸造合金的状况代号如下表所示。

船用钢板指按船级社建造规范要求生产的用于制造船体结构的热轧钢板材。  　　由于船舶工作环境恶劣，船体壳要受海水的化学腐蚀、电化学腐蚀和海生物、微生物的腐蚀；船体承受较大的风浪冲击和交变负荷；船舶形状使其加工方法复杂等因素、所以对船体结构用钢要求严格。首先良好的韧性是最关键的要求，此外，要求有较高的强度，良好的耐腐蚀性能、焊接性能，加工成型性能以及表面质量。为保质量和保证有足够的韧性，要求化学成分的Mn/C在2.5以上，对碳当量也有严格要求，并由船检部门认可的钢厂生产。船体用结构钢按照其最小屈服点划分强度级别为：一般强度结构钢和高强度结构钢。船体用结构钢分一般厚度和高强度钢两种，一般强度钢按质量分A、B、C和D四个等级；高强度钢又分两个强度级别和三个质量等级；AH32、DH32、EH32、AH36、DH36、EH36。  　　中国船级社规范标准的一般强度结构钢分为：A、B、D、E四个质量等级（即CCSA、CCSB、CCSC、CCSD）；中国船级社规范标准的高强度结构钢为三个强度级别、四个质量等级。  　　主要船级社规范有： 船用钢板　　中国 CCS  　　美国 ABS  　　德国 GL  　　法国 BV  　　挪威 DNV  　　日本 KDK  　　英国 LR  　　船体用结构钢的化学成分  　　钢  　　类 等级 化学成份（质量分数）（%）  　　C Mn si P S Al Nb V  　　一般  　　强度  　　钢 A ≤O.22 ≥2.5C O.10～0.35 ≤O.04 ≤0.04  　　B ≤O.21 O.60～1.00  　　D ≤O.21 0.60～1.00 ≥O.015  　　E ≤O.18 O.70～1.20 ≥0.015  　　高  　　强  　　度  　　钢 AH32 ≤O.18 O.70～1.60 0.10～O.50 ≤O.04 ≤0.04 ≥O.015  　　DH32 O.90～1.60  　　EH32 O.90～1.60  　　AH36 0.70～1.60 O.015～O.050 O.03O～O.10  　　DHB6 0.90～1.60  　　EH36 O.90～1.60  　　船体用结构钢的交货状态  　　钢材等级 厚度／mm 交货状态  　　A 6---40  　　热轧、控轧或正火  　　B 热轧、控轧或正火  　　D 6---32 热轧、控轧或正火  　　正火①②  　　E 6---32 钢板：正火；型钢；正火或控轧  　　AH32  　　AH36 6---32  　　>25--32 热轧、正火或控轧  　　正火①②  　　DH32  　　DH36 6---25  　　>20---32 正火或控轧②  　　正火①②  　　EH32  　　EH36 6---40 正火②  　　船体用结构钢的力学性能  　　钢材  　　等级  　　厚度  　　／mm  　　屈服点 ós  　　／MPa 抗拉  　　强度  　　ób／MPa 伸长率δ5  　　(％) v型冲击试验 冷弯试验  　　温度  　　／℃ 平均冲击吸收功  　　AKv／J 窄冷弯  　　b=2a  　　180℃ 宽冷弯  　　b=5a  　　120°  　　纵向 横向  　　≥ ≥ ≥  　　A ≤50 235 400～490 22 d=2a  　　B 0 27 20  　　d=3a  　　D —10 27 20  　　E 一40 27 20  　　AH32 ≤50 315 440～590 22 O 3l 22  　　d=3a  　　DH32 —20 31 22  　　EH32 —40 31 22  　　AH36 ≤50 355 490～620 21 O 34 24  　　d=3a  　　DH36 —20 34 24  　　EH36 —40 34 24  一般强度船体结构用钢分为A、B、C、D4个等级，这4个等级的钢材的屈服强度（不小于235N/mm^2）和抗拉强度（400～520N/mm^2）一样，只是不同温度下的冲击功不一样而已； 高强度船体结构用钢按其最小屈服强度划分强度等级，每一强度等级又按其冲击韧性的不同分为A、D、E、F4级。 A32、D32、E32、F32的屈服强度不小于315N/mm^2，抗拉强度440～570N/mm^2，A、D、E、F分别表示其各自可分别在0°、-20°、-40°、-60°的情况下所能达到的冲击韧性； A36、D36、E36、F36的屈服强度不小于355N/mm^2，抗拉强度490～620N/mm^2，A、D、E、F分别表示其各自可分别在0°、-20°、-40°、-60°的情况下所能达到的冲击韧性； A40、D40、E40、F40的屈服强度不小于390N/mm^2，抗拉强度510～660N/mm^2，A、D、E、F分别表示其各自可分别在0°、-20°、-40°、-60°的情况下所能达到的冲击韧性。 还有， 焊接结构用高强度淬火回火钢：A420、D420、E420、F420；A460、D460、E460、F460；A500、D500、E500、F500；A550、D550、E550、F550；A620、D620、E620、F620；A690、D690、E690、F690； 锅炉与受压容器用钢：360A、360B；410A、410B；460A、460B；490A、490B；1Cr0.5Mo、2.25Cr1Mo 机械结构用钢：一般可选用上述钢材； 低温韧性钢：0.5NiA、0.5NiB、1.5Ni、3.5Ni、5Ni、9Ni； 奥氏体不锈钢：00Cr18Ni10、00Cr18Ni10N、00Cr17Ni14Mo2、00Cr17Ni13Mo2N、00Cr19Ni13Mo3、00Cr19Ni13Mo3N、0Cr18Ni11Nb； 双相不锈钢：00Cr22Ni5Mo3N、00Cr25Ni6Mo3Cu、00Cr25Ni7Mo4N3。 复合钢板：适用于化学制品运输船的容器和液货舱； Z向钢：是在某一等级结构钢（称为母级钢）的基础上，经过特殊处理（如钙处理、真空脱气、氩气搅拌等）和适当热处理的钢材。 a

船用管GB/T5312-1999（热轧、挤压、扩管）船用管尺寸公差外径(D)≤159>159外径允许偏差±1.0%(最小为±0.5mm)±1.25%壁厚(S)≤20S>20D≥351壁厚允许偏差+15%,-10%(最小为+0.45mm,-0.30mm)±10%±15%船用管纵向力学性能类别纲级抗拉强度(MPa)屈服点(MPa)≥延伸率（%）≥碳钢和碳锰钢360360-48021524410410-53023522490490-610285211Cr0.5Mo440440-600275222.25Cr1Mo410410-56023520490490-64027516船用管化学成份船用管分类钢级CSiMnP≤S≤CrMoNiCuSnW总量碳钢和碳锰钢360≤0.17≤0.350.40-0.800.0400.040≤0.25≤0.10≤0.30≤0.30--≤0.70410≤0.21≤0.350.40-1.200.0400.040≤0.25≤0.10≤0.30≤0.30--≤0.70440≤0.23≤0.350.80-1.500.0400.040≤0.25≤0.10≤0.30≤0.30--≤0.701Cr0.5Mo4400.10-0.180.10-0.350.40-0.700.0400.0400.70-1.100.45-0.65≤0.30≤0.25≤0.03≤0.020-2.25Cr1Mo4100.08-0.150.10-0.350.40-0.700.0400.0402.00-2.500.90-1.20≤0.30≤0.25≤0.03≤0.020-

船用铝合金是铝合金产品的新兴领域之一，也是目前国内众多铝加工企业转型升级的重点方向。船用铝合金由于是用于海洋船舶等领域，因此比其他的普通铝合金产品来说，有更为严格的工艺要求和性能标准。　　　　船用铝合金选材原则可以分为四个方面。一是有高的比强度和比模量，船舶的结构强度和尺寸与材料的屈服强度和弹性模量密切相关，由于铝合金的弹性模量和密度大体相同，合金元素的添加也影响甚微，因此在一定范围内提高屈服强度对减轻舰船结构有力。高强度铝合金通常很难同时具备优良的耐蚀性和可焊接性。因此船用铝合金一般都是中等强度，耐蚀可焊接合金。二是优良的焊接性能。目前船舶中主要采用的是自动氩弧焊接方法，良好的焊接性意味着铝合金在焊接时形成的裂纹的趋向要小，也就是说铝合金要具有良好的焊接抗裂性。因为造船条件下不能通过再次热处理恢复失去的焊接性能。三是优良的耐蚀性能，船舶结构多少苛刻的海水介质和海洋环境中使用，因此，耐蚀性能是船用合金的主要标志之一。四是铝合金具有良好的冷、热成型性能，因为船舶制造中要经收冷加工和热加工多种处理，所以船用铝合金必须易于加工成型，不产生裂纹缺陷，并且加工后仍能满足强度和耐蚀要求。　　　　船用铝合金选材较为严格，目前较多采用的是5083、5086、5454、5754、6061等铝合金产品。在实际应用中，船用铝合金的优势非常明显。首先是比重小，可减轻船重，节约能耗，增加载重量；其次是抗腐蚀性好，减少涂油等费用，延长使用年限；三是焊接、加工成形性号，利于后期加工；较后铝废料易于回收，可以循环使用，同时，不燃烧，遇火安全。

船用铝合金按制造工艺的不同可以分为变形铝合金和铸造铝合金，由于船用铝合金对强度、耐腐蚀性、可焊接性等有特殊的要求，所以船用铝合金多选用铝-镁系合金、铝-镁-硅系合金和铝-锌-镁系合金，其中5系铝-镁合金在舰船上应用较广泛，那么，5系船用铝合金究竟有什么特点呢？　　　　5系船用铝合金主要有5083、5086、5456这三种。6系合金在海水中会发生晶间腐蚀，因此船舶上部结构运用较多，7系合金缺点是抗腐蚀性差，因此使用范围受限。综合来看，5系船用铝板是目前应用较为广泛，较有前途的铝合金产品。　　　　5083铝合金可以看作5系船用铝板的代表产品，状态有O、H111、H112、H116、H321等，5083铝板合金成分为：铝Al：余量，硅Si：≤0.40，铜Cu：≤0.10，镁Mg：4.0～4.9，锌Zn：≤0.25锰Mn：0.40～1.0钛Ti：≤0.15铬Cr：0.05～0.25铁Fe：0～0.400，5083铝合金有中等强度，耐腐蚀和成形性良好，抗疲劳度较高，一般用作船体主要结构。其他如5052、5086、5454、5456等，也多用在船体结构或者压力容器、管道、船体和甲板等。　　　　一般来说，板材的使用厚度是由船体结构、船舶规格和使用部位等所决定，从船体轻量化角度考虑，一般尽量采用薄板，但还应考虑在使用时间内板材腐蚀的深度，通常使用的板材有1.6mm以上的薄板和30mm以上的厚板。也有按造船厂合同使用一些特殊规格的板材。为防滑，甲板采用花纹板。　　　　从船用铝板发展来看，目前，国内众多铝加工厂家已经开始重点研发5系、6系船用铝板，加大科研力度，扩大生产规模，进军船用铝板等高端制造市场。以全国铝加工龙头企业_x001F_—明泰铝业为例，其5083、5086、5454等铝板2015年通过了中国船级社认证，10月份又通过了挪威船级社认证，取得了外贸铝板的“世界许可证”。　　　　随着研发创新和生产能力的提升，5系船用铝板将会迎来更大的发展机遇，为铝加工转型升级提供广阔的发展空间。（本文由明泰铝业供稿）

船用紫铜管，顾名思义，就是用于船上的紫铜管。生产方法，将紫铜管内壁表面进行除锈处理；开启总能量控制充电装置（ＴＯＴＡＬＥＮＥＲＧＹ　　ＣＯＮＴＲＯＬ）对乙烯－丙烯酸共聚物粉末进行通电处理，使乙烯－丙烯酸共聚物粉末产生负电荷；用气流将进上述处理的乙烯－丙烯酸共聚物粉末喷射到旋转的紫铜管的内壁表面，到设定厚度；用熔融加热装置，对紫铜管进行加热，加热温度为６０～１２０℃，加热时间６～８分钟，自然冷却后得成品。紫铜管，又称铜管， 有色金属 管一种，是压制的和拉制的无缝管。紫铜管重量较轻，导热性好，低温强度高。常用于制造换热设备（如冷凝器等）。也用于制氧设备中装配低温管路。直径小的铜管常用于输送有压力的液体（如润滑系统、油压系统等）和用作仪表的测压管等。紫铜管具备坚固、耐腐蚀的特性，而成为现代承包商在所有住宅商品房的自来水管道、供热、制冷管道安装的首选。 　　1、铜是经济的。 由于铜管容易加工和连接，使其在安装时，可以节省材料和总费用，稳定性可可靠性，可省去维修。 　　2、铜是轻便的。 对相同内径的绞螺纹管而言，铜管不需要黑色 金属 的厚度。当安装时，铜管的输送费用更小，维护更容 易，占用空间更小。 　　3、铜是可以改变形状的。 因为铜管可以弯曲、变形，它常常可以做成弯头和接头，光滑的弯曲允许铜管以任何角度折弯。 　　4、铜是易连接的。 　　5、铜是安全的。 不渗漏、不助燃、不产生有毒气体、耐腐蚀。 　　铜管质地坚硬，不易腐蚀，且耐高温、耐高压，可在多种环境中使用。与此相比，许多其他管材的缺点显而易见，比如过去住宅中多用的镀锌钢管，极易锈蚀，使用时间不长就会出现自来水发黄、水流变小等问题。还有些材料在高温下的强度会迅速降低，用于热水管时会产生不安全隐患，而铜的熔点高达摄氏1083度，热水系统的温度对铜管微不足道。 考古学家在埃及金字塔内发现了距今4500年前的铜水管，至今还能使用。想要了解更多关于船用紫铜管的信息，请继续浏览上海 有色 网。

铝型材焊合需注意以下几个关键：　　　　（1）焊前预备　　　　选用化学或机械办法，严厉整理焊缝坡口两边的表面氧化膜。　　　　化学清洗是运用碱或酸清洗工件表面，该法既可去除氧化膜，还可除油污，详细工艺进程如下：体积分数为6%～10%的溶液，在70℃左右浸泡0．5min→水洗→体积分数为15%的硝酸在常温下浸泡1min进行中和处理→水洗→温水洗→枯燥。洗好后的铝合金表面为无光泽的银白色。　　　　机械整理可选用风动或电动铣刀，还可选用刮刀、锉刀等东西，关于较薄的氧化膜也可用0．25mm的铜丝刷打磨铲除氧化膜。　　　　整理好后当即施焊，假如放置时刻超越4h，应从头整理。　　　　（2）断定安装空隙及定位焊距离　　　　施焊进程中，铝板受热胀大，致使焊缝坡口空隙削减，焊前安装空隙假如留得太小，焊接进程中就会引起两板的坡口堆叠，添加焊后板面不平度和变形量；相反，安装空隙过大，则施焊困难，并有烧穿的或许。适宜的定位焊距离能确保所需的定位焊空隙，因而，挑选适宜的安装空隙及定位焊距离，是削减变形的一项有用办法。依据经历，不同板厚对接缝较合理的安装工艺参数如表2。　　　　（3）挑选焊接设备　　　　现在市场上焊接产品品种较多，一般情况下宜选用沟通钨极氩弧焊（即TIG焊）。它是在氩气的维护下，使用钨电极与工件问发生的电弧热熔化母材和填充焊丝的一种焊接办法。该焊机作业时，因为沟通电流的极性是在周期性的改换，在每个周期里半波为直流正接，半波为直流反接。正接的半波期间钨极能够发射满足的电子而又不致于过热，有利于电弧的安稳。反接的半波期间工件表面生成的氧化膜很简单被整理掉而取得表面亮光漂亮、成形杰出的焊缝。　　　　（4）挑选焊丝　　　　一般选用301纯铝焊丝及311铝硅焊丝。　　　　（5）选取焊接办法和参数　　　　一般以左焊法进行，焊炬和工件成60°角。焊接厚度15mm以上时，以右焊法进行，焊炬和工件成90°角。　　　　焊接壁厚在3mm以上时，开V形坡口，夹角为60°～70°，空隙不得大于1mm，以多层焊完结。壁厚在1．5mm以下时，不开坡口，不留空隙，不加填充丝。焊固定管子对接接头时，当管径为200mm，壁厚为6mm时，应选用直径为3～4mm的钨极，以220～240A的焊接电流，直径为4mm的填充焊丝，以1～2层焊完。

6063铝合金焊接主要采用两种焊接方式：1.氩弧焊（交流）焊接；2.气保焊焊接。    焊接方法：几乎各种焊接方法都可以用于焊接铝及铝合金，但是铝及铝合金对各种焊接方法的适应性不同，各种焊接方法有其各自的应用场合。气焊和焊条电弧焊方法，设备简单、操作方便。气焊可用于对焊接质量要求不高的铝薄板及铸件的补焊。焊条电弧焊可用于铝合金铸件的补焊。惰性气体保护焊（TIG或MIG）方法是应用最广泛的铝及铝合金焊接方法。铝及铝合金薄板可采用钨极交流氩弧焊或钨极脉冲氩弧焊。铝及铝合金厚板可采用钨极氦弧焊、氩氦混合钨极气体保护焊、熔化极气体保护焊、脉冲熔化极气体保护焊。熔化极气体保护焊、脉冲熔化极气体保护焊应用越来越广泛（氩气或氩/氦混合气）。    焊接特点：（1）铝在空气中及焊接时极易氧化，生成的氧化铝（Al2O3）熔点高、非常稳定，不易去除。阻碍母材的熔化和熔合，氧化膜的比重大，不易浮出表面，易生成夹渣、未熔合、未焊透等缺欠。铝材的表面氧化膜和吸附大量的水分，易使焊缝产生气孔。焊接前应采用化学或机械方法进行严格表面清理，清除其表面氧化膜。在焊接过程加强保护，防止其氧化。钨极氩弧焊时，选用交流电源，通过“阴极清理”作用，去除氧化膜。气焊时，采用去除氧化膜的焊剂。在厚板焊接时，可加大焊接热量，例如，氦弧热量大，利用氦气或氩氦混合气体保护，或者采用大规范的熔化极气体保护焊，在直流正接情况下，可不需要“阴极清理”。 （2）铝及铝合金的热导率和比热容均约为碳素钢和低合金钢的两倍多。铝的热导率则是奥氏体不锈钢的十几倍。在焊接过程中，大量的热量能被迅速传导到基体 金属 内部，因而焊接铝及铝合金时，能量除消耗于熔化 金属 熔池外，还要有更多的热量无谓消耗于 金属 其他部位，这种无用能量的消耗要比钢的焊接更为显著，为了获得高质量的焊接接头，应当尽量采用能量集中、功率大的能源，有时也可采用预热等工艺措施。（3）铝及铝合金的线膨胀系数约为碳素钢和低合金钢的两倍。铝凝固时的体积收缩率较大，焊件的变形和应力较大，因此，需采取预防焊接变形的措施。铝焊接熔池凝固时容易产生缩孔、缩松、热裂纹及较高的内应力。生产中可采用调整焊丝成分与焊接工艺的措施防止热裂纹的产生。在耐蚀性允许的情况下，可采用铝硅合金焊丝焊接除铝镁合金之外的铝合金。在铝硅合金中含硅0.5%时热裂倾向较大，随着硅含量增加，合金结晶温度范围变小，流动性显著提高，收缩率下降，热裂倾向也相应减小。根据生产经验，当含硅5%～6%时可不产生热裂，因而采用SAlSi條（硅含量4.5%～6%)焊丝会有更好的抗裂性。（4）铝对光、热的反射能力较强，固、液转态时，没有明显的色泽变化，焊接操作时判断难。高温铝强度很低，支撑熔池困难，容易焊穿。（5）铝及铝合金在液态能溶解大量的氢，固态几乎不溶解氢。在焊接熔池凝固和快速冷却的过程中，氢来不及溢出，极易形成氢气孔。弧柱气氛中的水分、焊接材料及母材表面氧化膜吸附的水分，都是焊缝中氢气的重要来源。因此，对氢的来源要严格控制，以防止气孔的形成。（6）合金元素易蒸发、烧损，使焊缝性能下降。（7）母材基体 金属 如为变形强化或固溶时效强化时，焊接热会使热影响区的强度下降。（8） 铝为面心立方晶格，没有同素异构体，加热与冷却过程中没有相变，焊缝晶粒易粗大，不能通过相变来细化晶粒。    了解跟多有关6063铝合金焊接的信息，请关注上海 有色 网。 

据美国《先进材料&加工技术》近期报道，美国Mercury Marine公司研究人员开发出来一种具高抗冲击强度的船螺旋桨用新型铸造合金，并将该系列铝合金命为Mer calloy。 　　  　　研究人员把这种Mercalloy合金366和铝合金AA514、AA365进行比较研究。 　　  　　这系列新型铝合金的开发集中在化学成份构成上排除了Fe，而在传统300系列铝压铸合金中都含有Fe，而在Mercalloy合金中采用Sr，试验表明Mercalloy合金比AA514合金具有较高抗冲击强度，从而提高了延展性，采用该合金加 工的螺旋桨对于铸造温度不敏感，而AA5365则对铸造温度敏感。Mercalloy合金和AA365合金都比铝镁合金展示了更好可铸造性能。Mercalloy合金还具有较佳能吸收性能和在负载下的更高抗挠曲性能。

6028合金属于Al-Mg-Si系热处理可强化的铝合金，具有中等强度和良好的焊接性能、耐腐蚀性，主要用于交通运输和结构工程工业。如桥梁、起重机、屋顶构架、运输机、运输船等。 　　近年来，随着国内外造船业突飞猛进的发展，减轻船体自重，提高船速，寻求代替钢铁部件的铝合金材料，已成为铝加工业和造船业面临的重要课题。6082铝合金具有中等强度和良好的耐蚀性，重量又轻，是制造高速船部件的理想材料。 　　1技术要求 　　1.1化学成分(%) 　　Si 0.7-1.3 Fe≤5.0 Cu≤0.10 Mn 0.4-1.0 　　Mg 0.6-1.2 Cr≤0.25 Zn≤0.20 Ti≤0.10 　　1.2外观 　　表面不能有裂纹、分层、腐蚀、氧化夹杂物、起皮、气泡及机械损伤，边缘平齐，无毛刺。 　　1.3力学性能 　　抗拉强度σb≥310MPa，屈服点σ0.2≥250MPa，延伸率δ≥10% 　　2熔铸工艺 　　2.1成分控制 　　由于该产品性能要求高，Mg、Si、Fe等元素主要起强化作用，合理配比对挤压工艺及较终产品性能意义重大。因此须严格控制，范围不能太宽。其中Mn含量过高会影响到合金铸造性能，随着Mn含量增加其粘度增大，流动性下降，因此Mn含量应控制在中偏下范围，Cu虽然对合金有强化作用，但含量高会损害抗蚀性，铜含量不宜过高。 　　2.2熔铸工艺 　　2.2.1熔炼 　　6082合金特点是含Mn，Mn是难熔金属，熔炼温度应控制在740-760℃。取样前均匀搅拌两次以上，保证金属完全熔化、温度准确、成分均匀。搅拌后在铝液深度的中部、炉膛左右两侧各取一个样进行分析，分折合格后即可转炉。 　　2.2.2净化与铸造 　　熔体转入静置炉后，用氮气和精炼剂进行喷粉、喷气精炼，精炼温度735-745℃，时间15分钟，精炼完后静置30分钟。通过此过程除气、除渣、净化熔体。 　　熔铸时在铸模至炉口间有两道过滤装置，炉口有泡沫陶瓷过滤板(30PPI)过滤，铸造前用14目玻璃纤维丝布过滤，充分滤去熔体中的氧化物、夹渣。 　　6082合金铸造温度偏高(较6063正常工艺)，铸造速度偏低，水流量偏大，上述工艺需严格控制，不能超出范围，否则容易导致铸造失败。 　　3均匀化退火 　　6082合金变形抗力大，挤压困难，力学性能指标偏高。通过均匀化处理后，合金组织发生如下变化：(1)晶内偏析消失；(2)Ms2Si相溶入α(Al)中，不平衡共晶消失；(3)β(Al9Fe2Si2)相向α(Al12Fe3Si2)相转变，并细化含铁相粒子。 　　通过上述变化，其挤压性能和型材质量将得到很大改善。晶内偏析消失将降低挤压时金属流动的不均匀性，提高挤压型材的表面光洁度；组织中粗大不平衡相Mg、Si质点和粗大Al-Fe-Si相粒子的减少、细化将减轻型材表面裂纹倾向，提高挤压速度；Mg2Si相充分固溶则是强化合金，提高其力学性能的首要条件。 　　均匀化温度：555-565℃保温时间：3小时，冷却速度≥200℃/h 　　4挤压工艺 　　4.1铸棒加热方式 　　铸棒加热采用工频感应加热，这种热方式的特点是(1)加热时间短，在3分钟内即可达到500℃左右；(2)温度控制准确，误差不超过±3℃。 　　如果用电阻炉缓慢加热，将会导致Mg2Si相析出，影响强化效果。 　　4.2挤压 　　改变了以下几方面的因素，合理制订了挤压工艺。 　　(1)6082合金变形抗力大，所以铸棒温度应偏上限(480-500℃)； 　　(2)模具温度也应偏高； 　　(3)为防止缩尾或气泡、氧化皮、杂质卷入，压余应留长一些； 　　(4)要使合金主要强化相Mg2Si完全固溶，须保证淬火温度在500℃以上，固此型材挤压出口温度应控制在500-530℃； 　　(5)6082合金淬火敏感性高。合金中含有Mn，促进晶内金属间化合物形成，对淬火性能有不利影响。要求淬火冷却强度大、冷却速度快，必须通过水淬使其温度迅速降到50℃以下； 　　(6)型材锯切后，装框应保护一定间隔，不可排放过密。 　　5时效制度 　　合理的时效制度既要保证产品性能，又要考虑生产效率及生产成本，我们经过反复试验证明：时效温度170-180℃，保温时间5小时，为6082型材较佳时效制度。 　　6试验结果 　　6.1化学成分稳定性及铸棒低倍组织情况 　　6.2力学性能情况 　　以上试验结果显示：由于合理选择熔炼铸造工艺、热处理制度，铸棒成分稳定，组织均匀，在合适的淬火时效制度下，型材出口温度越高，则性能超优良。 　　7结论 　　根据6082合金船用铝型材的特点和性能要求，上述工艺是比较合理的。其中铸棒均匀化处理、感应加热、型材水淬后时效是达到产品性能要求的先决条件；工艺参数的严格控制是产品质量的保证。在熔铸工艺中，铸造温度、速度、冷却水流量的合理搭配是保证铸造质量的关键；在挤压工艺中，挤压出口温度的控制则是保证产品性能的关键。按本工艺生产的产品顺利通过了挪威船级社的认证，满足了用户的需求。

铝合金焊接的标准　　　　铝材焊接办法：简直各种焊接办法都能够用于焊接铝及铝合金，可是铝及铝合金对各种焊接办法的适应性不同，各种焊接办法有其各自的使用场合。气焊和焊条电弧焊办法，设备简略、操作便利。气焊可用于对焊接质量要求不高的铝薄板及铸件的补焊。焊条电弧焊可用于铝合金铸件的补焊。惰性气体维护焊(TIG或MIG)办法是使用最广泛的铝及铝合金焊接办法。铝及铝合金薄板可选用钨极沟通氩弧焊或钨极脉冲氩弧焊。铝及铝合金厚板可选用钨极氦弧焊、氩氦混合钨极气体维护焊、熔化极气体维护焊、脉冲熔化极气体维护焊。熔化极气体维护焊、脉冲熔化极气体维护焊使用越来越广泛(氩气或氩/氦混合气)。广东铝板批发　　　　焊前预备　　　　1、焊前整理：铝及铝合金焊接时，焊前应严厉铲除工件焊口及焊丝表面的氧化膜和油污。　　　　1)化学清洗化学清洗效率高，质量安稳，适用于整理焊丝及尺度不大、成批出产的工件。可用浸洗法和擦洗法两种。可用、汽油、火油等有机溶剂表面去油，用40℃～70℃的5%～10%NaOH溶液碱洗3min～7min(纯铝时刻稍长但不超越20min)，活动清水冲刷，接着用室温至60℃的30%HNO3溶液酸洗1min～3min，活动清水冲刷，风干或低温枯燥。　　　　2)机械整理:在工件尺度较大、出产周期较长、多层焊或化学清洗后又沾污时，常选用机械整理。先用、汽油等有机溶剂擦试表面以除油，随后直接用直径为0.15mm～0.2mm的铜丝刷或不锈钢丝刷子刷，刷到显露金属光泽停止。一般不宜用砂轮或普通砂纸打磨，避免砂粒留在金属表面，焊接时进入熔池发生夹渣等缺点。别的也可用刮刀、锉刀等整理待焊表面。　　　　整理后如寄存时刻过长(如超越24h)应当重新处理。　　　　2、垫板:铝合金在高温时强度很低，液态铝的活动性能好，在焊接时焊缝金属简略发生下塌现象。为了确保焊透而又不致陷落，焊接经常选用垫板来托住熔池及邻近金属。垫板可选用石墨板、不锈钢板、碳素钢板、铜板或铜棒等。垫板表面开一个圆弧形槽，以确保焊缝不和成型。也能够不加垫板单面焊双面成型，但要求焊接操作娴熟或采纳对电弧施焊能量严厉主动反应操控等先进工艺办法。3、焊前预热:薄、小铝件一般不必预热，厚度10mm～15mm时可进行焊前预热，依据不同类型的铝合金预热温度可为100℃～200℃，可用氧一焰、电炉或喷灯等加热。预热可使焊件减小变形、削减气孔等缺点。焊后处理铝合金批发供应商　　　　1)焊后整理焊后留在焊缝及邻近的残存焊剂和焊渣等会损坏铝表面的钝化膜，有时还会腐蚀铝件，应整理洁净。形状简略、要求一般的工件能够用热水冲刷或蒸气吹刷等简略办法整理。要求高而形状杂乱的铝件，在热水顶用硬毛刷冲洗后，再在60℃～80℃左右、浓度为2%～3%的铬酐水溶液或重溶液中浸洗5min～10min，并用硬毛冲洗刷，然后在热水中冲冲洗刷，用烘箱烘干，或用热空气吹干，也可天然枯燥。　　　　2)焊后热处理铝容器一般焊后不要求热处理。

节能降耗和减轻环境污染是世界各国交通运输业面临的紧迫问题。为解决这一问题，各种轻质合金(如铝、镁合金) 越来越多地应用于交通运输工具上。其中铝合金具有十分优良的物理、机械力学性能，且重量轻，在汽车制造业得到了广泛应用，其中滤清器就是较典型的应用之一。由于铝合金的化学活泼性很强，表面极易形成氧化膜，且具有难熔性质，加之铝合金导热性强，焊接时容易造成不熔合现象；同时，氧化膜可以吸收较多的水分，从而导致焊缝气孔的形成；此外，铝合金的线膨胀系数大，导热导电性强，焊接时容易产生咬边、翘曲变形等缺陷，并且焊后接头力学性能下降。采用常规的氩弧焊( TIG) 和惰性气体熔化级电弧(MIG)方法焊接铝合金时，容易产生气孔、焊接裂纹以及焊接变形大等问题，制约了其在工业中的应用推广。与常规的焊接方法相比，激光焊接是一种功能多、适应性强、可靠性高的精密焊接方法，且易于实现自动化。由于激光高的功率密度，焊接时热输入量低，在保证熔深的基础上，焊接热影响区小，焊接变形小，激光焊接不需要真空装置，因此激光焊接具有质量高、精度高、速度高的特点。同时随着大功率、高性能激光加工设备的不断开发, 使得铝合金激光焊接技术在汽车制造业得到了广泛应用。 本文以车用铝合金滤清器为研究对象，分析了车用铝合金滤清器焊接的工艺要点及相关影响因素。滤清器焊缝为环焊缝，接头为锁底对接，要求焊缝表观均匀美观，熔宽达2mm以上，熔深达1.5mm以上，样件如图1所示。图1 样件 1 设备、材料及方法 设备：Trumpf 3001激光器和焊接头（光学配置：聚焦镜焦长为300mm、准直镜200mm、光纤芯径300μm），如图2所示；图2 Trumpf激光器和焊接头 材料：6系铝合金； 方法：激光焊接头在固定位置不动，工件绕固定轴旋转实现环焊缝焊接，焊接过程采用高纯Ar气旁轴保护。 2 焊接工艺易出现的问题 1、保护气吹向导致的问题：当保护气吹向与工件旋转方向同向时，即保护气后吹，因而焊接过程中保护气不能及时将待焊焊缝处空气排开，易导致焊接过程中空气的混入，从而使得焊缝极易氧化，焊后焊缝表面发黑且成形很差（如图3所示）。图3 保护气吹向与工件旋转方向同向形成的焊缝形貌 2、使用小内径气管导致保护范围过窄，且单位面积气体吹力过大：如当采用内径为4mm单铜管保护气保护，且样件是竖直摆放时（如图4所示），由于液态铝合金流动性较大，在保护气吹力和自身重力等因素的作用下，熔池中的铝合金易往重力方向下流，导致焊后焊缝下塌（如图5所示）。另外，小内径铜管的气体吹向面积小，气体吹力较大，也易导致焊缝成形不稳定。3、保护气不纯导致焊缝局部氧化，表面发黄：由于铝合金化学性质较活泼，在高温下极易氧化，因而焊接铝合金滤清器时保护气要采用高纯氩气（纯度99.99%），采用纯氩（纯度99.9%）保护时，由于高温焊接时气体杂质的侵入，也会导致焊缝局部氧化，甚至焊接不良，如图6所示。图6 保护气不纯导致的焊缝不良 4、工艺参数不匹配导致的焊接不良：激光焊接根据熔深的不同分为热导焊（功率密度在105 W/ cm2 —— 106 W/ cm2 之间）和深熔焊（功率密度在106 W/ cm2 —— 107 W/ cm2之间），热导焊时浅层金属主要靠表面吸收激光能量后向下的热传导而被加热至熔化，形成的焊缝近半圆型，焊缝熔深较浅。在激光焊接过程中小孔的出现可大大提高材料对激光的吸收率，小孔作为一个黑体可使焊件获得更多的能量耦合，这是获得良好焊接质量的前提条件。铝合金对激光具有极高的初始反射率，对C02激光束的反射率可达96％，对Nd：YAG激光束的反射率也接近80％。铝合金的热导率在室温下约为普通中碳钢的3倍，因此在实际焊接铝合金过程中，需要保证足够的激光功率，以获得需要的熔深。在不同铝合金的激光焊接中都发现存在一个激光能量密度阈值，若低于此值，焊件仅发生表面熔化，焊接以热传导型进行，熔深很浅，仅在表面形成一道激光冲击痕，而一旦达到或超过此值，等离子体产生，同时诱导出小孔，熔深大幅度提高。因而铝合金激光焊接若想达到深熔焊效果，需要达到一定功率值。但功率也不能达大，易导致因热输入过大使得焊缝凹陷，咬边严重，如图7a所示。在能量小于激光能量密度阈值时，会出现明显的热传导焊形貌，如图7b所示。图7 激光功率对焊缝成形的影响 3 解决方法和结果 1、针对保护气体吹力过大且吹向面积过小而导致熔池不稳定、焊缝保护范围过窄的问题，采用内径较大的保护气管（直径9mm）替代，如图8所示。该气管能在对熔池形成较大保护范围的前提下，减弱气体对熔池成形的干扰。图8 大内径气管保护 2、为了满足焊缝表面成形均匀美观和熔宽2mm以上的要求，采用了慢速、离焦焊接。另外焊接过程中采取上坡调时间100ms、下坡调时间300ms，以减小收弧处形成的弧坑。 选取表1参数作为优化的焊接工艺参数，焊后样件如图9所示，收弧形貌如图10所示。焊缝表面形貌和横断面形貌分别如图11和图12所示。从图9、图10和图11中可以看出，焊缝表面形成细密且均匀一致的鱼鳞纹形貌，并且没有任何表面裂纹和气孔等缺陷，另外收弧弧坑大大减小。从图12中可以检测出，焊缝熔宽达2.5mm，熔深达1.7mm，且内部无气孔、裂纹等缺陷。

铝及铝合金材料密度低，强度高，热电导率高，耐腐蚀才干强，具有出色的物理特性和力学功用，因此广泛应用于工业产品的焊接结构上。长期以来，由于焊接方法及焊接技能参数的选择不妥，构成铝合金零件焊接后因应力过于会集发作严峻变形，或由于焊缝气孔、夹渣、未焊透等缺陷，致使焊缝金属裂纹或质料疏松，严峻影响了产品质量及功用。 　　1 铝合金材料特征 　　铝是银白色的轻金属，具有出色的塑性、较高的导电性和导热性，一同还具有抗氧化和抗腐蚀的才干。铝很简略氧化发作三氧化二铝薄膜，在焊缝中简略发作夹杂物，然后损坏金属的连续性和均匀性，下降其机械功用和耐腐蚀功用。多见铝合金母材和焊丝的化学成分及机械功用见表1。 　　2 铝合金材料的焊接难点 　　(1)很简略氧化。在空气中，铝简略同氧化合，生成细密的三氧化二铝薄膜(厚度约0.1-0.2μm)，熔点高(约2050℃)，远远逾越铝及铝合金的熔点(约600℃支配)。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，它阻止底子金属的熔合，很简略构成气孔、夹渣、未熔合等缺陷，导致焊缝功用下降。 　　(2)易发作气孔。铝和铝合金焊接时发作气孔的首要原因是氢，由于液态铝可溶解许多的氢，而固态铝几乎不溶解氢，因此当熔池温度快速冷却与凝聚时，氢来不及逸出，简略在焊缝中调集构成气孔。孔当时难于完全避免，氢的来历许多，有电弧焊气氛中的氢，铝板、焊丝表面吸附空气中的水分等。实践证明，即使氩气按GB/T4842标准要求，纯度抵达99.99% 以上，但当水分含量抵达20ppm时，也会呈现许多的细密气孔，当空气相对湿度逾越80%时，焊缝就会明显呈现气孔。 　　(3)焊缝变形和构成裂纹倾向大。铝的线胀大系数和结晶缩短率约比钢大两倍，易发作较大的焊接变形的内应力，对刚性较大的结构将促进热裂纹的发作。 　　(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)，在高温电弧效果下，很简略蒸发烧损，然后改动焊缝金属的化学成分，使焊缝功用下降。 　　(6)高温强度和塑性低。高温时铝的强度和塑性很低，损坏了焊缝金属的成形，有时还简略构成焊缝金属塌落和焊穿表象。 　　(7)无颜色改变。铝及铝合金从固态转为液态时，无明显的颜色改变，使操作者难以掌握加热温度。 　　3 铝合金材料焊接的技能方法 　　(1)焊前准备 　　选用化学或机械方法，严峻收拾焊缝坡口两边的表面氧化膜。 　　化学清洁是运用碱或酸清洁工件表面，该法既可去掉氧化膜，还可除油污，详细技能进程如下：体积分数为6%～10%的溶液，在70℃支配浸泡0.5min→水洗→体积分数为15%的硝酸在常温下浸泡1min进行中和处置→水洗→温水洗→单调。洗好后的铝合金表面为无光泽的银白色。 　　机械收拾可选用风动或电动铣刀，还可选用刮刀、锉刀等东西，关于较薄的氧化膜也可用0.25mm的铜丝刷打磨根除氧化膜。 　　收拾好后当即施焊，假设放置时刻逾越4h，应从头收拾。 　　(2)判定装置空地及定位焊间隔 　　施焊进程中，铝板受热胀大，致使焊缝坡口空地减少，焊前装置空地假设留得太小，焊接进程中就会导致两板的坡口堆叠，增加焊后板面不平度和变形量;相反，装置空地过大，则施焊困难，并有烧穿的或许。适合的定位焊间隔能保证所需的定位焊空地，因此，选择适合的装置空地及定位焊间隔，是减少变形的一项有用方法。根据阅历，纷歧样板厚对接缝较合理的装置技能参数如表2。 　　(3)选择焊接设备 　　当时市场上焊接产品种类较多，一般情况下宜选用交流钨极氩弧焊(即TIG焊)。它是在氩气的保护下，运用钨电极与工件问发作的电弧热熔化母材和填充焊丝的一种焊接方法。该焊机作业时，由于交流电流的极性是在周期性的转换，在每个周期里半波为直流正接，半波为直流反接。正接的半波时期钨极可以发射满意的电子而又不致于过热，有利于电弧的安稳。反接的半波时期工件表面生成的氧化膜很简略被收拾掉而获得表面亮光漂亮、成形出色的焊缝。 　　(4)选择焊丝 　　一般选用301纯铝焊丝及311铝硅焊丝。 　　(5)选择焊接方法和参数 　　一般以左焊法进行，焊炬和工件成60°角。焊接厚度15mm以上时，以右焊法进行，焊炬和工件成90°角。 　　焊接壁厚在3mm以上时，开V形坡口，夹角为60°～70°，空地不得大于1mm，以多层焊结束。壁厚在1.5mm以下时，不开坡口，不留空地，不加填充丝。焊固定管子对接接头时，当管径为200mm，壁厚为6mm时，应选用直径为3～4mm的钨极，以220～240A的焊接电流，直径为4mm的填充焊丝，以1～2层焊完。 　　根据阅历，在铝及铝合金焊接时，其适用的焊接参数如表3所示。

一、铝合金焊接的特点铝合金由于重量轻、比强度高、耐腐蚀性能好、无磁性、成形性好及低温性能好等特点而被广泛地应用于各种焊接结构产品中，采用铝合金代替钢板材料焊接，结构重量可减轻50%以上。 　　铝合金焊接有几大难点： 　　①铝合金焊接接头软化严重，强度系数低，这也是阻碍铝合金应用的最大障碍；②铝合金表面易产生难熔的氧化膜(Al2O3其熔点为2060℃) ，这就需要采用大功率密度的焊接工艺；③铝合金焊接容易产生气孔；④铝合金焊接易产生热裂纹；⑤线膨胀系数大，易产生焊接变形；⑥铝合金热导率大(约为钢的4倍) ，相同焊接速度下，热输入要比焊接钢材大2～4倍。 　　因此，铝合金的焊接要求采用能量密度大、焊接热输入小、焊接速度高的高效焊接方法。 　　二、铝合金的先进焊接工艺针对铝合金焊接的难点，近些年来提出了几种新工艺，在交通、航天、航空等行业得到了一定应用，几种新工艺可以很好地解决铝合金焊接的难点，焊后接头性能良好，并可以对以前焊接性不好或不可焊的铝合金进行焊接。 　　1.铝合金的搅拌摩擦焊接搅拌摩擦焊FSW( Friction Stir Welding) 是由英国焊接研究所TWI ( The Welding Institute) 1991 年提出的新的固态塑性连接工艺。其工作原理是用一种特殊形式的搅拌头插入工件待焊部位，通过搅拌头高速旋转与工件间的搅拌摩擦，摩擦产生热使该部位金属处于热塑性状态，并在搅拌头的压力作用下从其前端向后部塑性流动，从而使焊件压焊在一起。由于搅拌摩擦焊过程中不存在金属的熔化，是一种固态连接过程，故焊接时不存在熔焊的各种缺陷，可以焊接用熔焊方法难以焊接的有色金属材料，如铝及高强铝合金、铜合金、钛合金以及异种材料、复合材料焊接等。目前搅拌摩擦焊在铝合金的焊接方面研究应用较多。已经成功地进行了搅拌摩擦焊接的铝合金包括2000 系列(Al- Cu) 、5000 系列(Al -Mg) 、6000 系列(Al - Mg - Si) 、7000 系列(Al - Zn) 、8000 系列(Al - Li) 等。国外已经进入工业化生产阶段，在挪威已经应用此技术焊接快艇上长为20 m 的结构件，美国洛克希德·马丁航空航天公司用该项技术焊接了铝合金储存液氧的低温容器火箭结构件。 　　铝合金搅拌摩擦焊焊缝是经过塑性变形和动态再结晶而形成，焊缝区晶粒细化，无熔焊的树枝晶，组织细密，热影响区较熔化焊时窄，无合金元素烧损、裂纹和气孔等缺陷，综合性能良好。与传统熔焊方法相比，它无飞溅、烟尘，不需要添加焊丝和保护气体，接头性能良好。由于是固相焊接工艺，加热温度低，焊接热影响区显微组织变化小，如亚稳定相基本保持不变，这对于热处理强化铝合金及沉淀强化铝合金非常有利。焊后的残余应力和变形非常小，对于薄板铝合金焊后基本不变形。与普通摩擦焊相比，它可不受轴类零件的限制，可焊接直焊缝、角焊缝。传统焊接工艺焊接铝合金要求对表面进行去除氧化膜，并在48h 内进行加工，而搅拌摩擦焊工艺只要在焊前去除油污即可，并对装配要求不高。并且搅拌摩擦焊比熔化焊节省能源、污染小。 　　搅拌摩擦焊铝合金也存在一定的缺点： 　　①铝合金搅拌摩擦焊接时速度低于熔化焊；②焊件夹持要求高，焊接过程中对焊件要求加一定的压力，反面要求有垫板；③焊后端头形成一个搅拌头残留的孔洞，一般需要补焊上或机械切除；④搅拌头适应性差，不同厚度铝合金板材要求不同结构的搅拌头，且搅拌头磨损快；⑤工艺还不成熟，目前限于结构简单的构件，如平直的结构、圆形结构。搅拌摩擦焊工艺参数简单，主要有搅拌头的旋转速度、搅拌头的移动速度、对焊件的压力及搅拌头的尺寸等。 　　2.铝合金的激光焊接铝及铝合金激光焊接技术(Laser Welding) 是近十几年来发展起来的一项新技术，与传统焊接工艺相比，它具有功能强、可靠性高、无需真空条件及效率高等特点。其功率密度大、热输入总量低、同等热输入量熔深大、热影响区小、焊接变形小、速度高、易于工业自动化等优点，特别对热处理铝合金有较大的应用优势。可提高加工速度并极大地降低热输入，从而可提高生产效率，改善焊接质量。在焊接高强度大厚度铝合金时，传统的焊接方法根本不可能单道焊透，而激光深熔焊时形成大深度的匙孔，发生匙孔效应，则可以得到实现。 　　激光焊接铝合金有以下优点： 　　①能量密度高，热输入低，热变形量小，熔化区和热影响区窄而熔深大；②冷却速度高而得到微细焊缝组织，接头性能良好；③与接触焊相比，激光焊不用电极，所以减少了工时和成本；④不需要电子束焊时的真空气氛，且保护气和压力可选择，被焊工件的形状不受电磁影响，不产生X射线；⑤可对密闭透明物体内部金属材料进行焊接；⑥激光可用光导纤维进行远距离的传输，从而使工艺适应性好，配合计算机和机械手，可实现焊接过程的自动化与精密控制。 　　现在应用的激光器主要是CO2和YAG激光器，CO2激光器功率大，对于要求大功率的厚板焊接比较适合。但铝合金表面对CO2激光束的吸收率比较小，在焊接过程中造成大量的能量损失。YAG激光一般功率比较小，铝合金表面对YAG激光束的吸收率相对CO2激光较大，可用光导纤维传导，适应性强，工艺安排简单等。 　　在焊接大厚度铝合金时，传统的焊接方法根本不可能单道焊透，而激光深熔焊时形成大深度的匙孔，发生匙孔效应，则可以得到实现 。 　　铝及铝合金的激光焊接难点在于铝及铝合金对辐射能的吸收很弱，对CO2 激光束(波长为10. 6μm) 表面初始吸收率1. 7 %；对YAG激光束(波长为1. 06 μm)吸收率接近5 %。

铝合金被广泛的运用在工业产品上，由于它具有很好的物理功能，不过由于焊接办法及焊接工艺参数的选取不妥，形成铝合金零件焊接后因应力过于会集发生严峻变形，或由于焊缝气孔、夹渣、未焊透等缺点，导致焊缝金属裂纹或原料疏松，严峻影响了产品质量及功能。接下来小编为我们介绍铝合金焊接办法及铝合金焊接注意事项。　　　　铝合金焊接办法　　　　1、钨极氩弧焊　　　　钨极氩弧焊法首要用于铝合金，是一种较好的焊接办法，不过钨极氩弧焊设备较杂乱，不合适在露天条件下操作。　　　　2、电阻点焊、缝焊　　　　这种焊接办法能够用来焊接厚度在5mm以下的铝合金薄板。但是在焊接时用的设备比较杂乱，焊接电流大、出产率较高，特别适用于大批量出产的零、部件。　　　　3、脉冲氩弧焊　　　　脉冲氩弧焊能够很好的改进在焊接过程中的安稳性能够调理参数来操控电弧功率和焊缝成形。焊件变形小、热影响区小，特别适用于薄板、全方位焊接等场合以及对热敏理性强的锻铝、硬铝、超硬铝等的焊接。　　　　铝合金焊接注意事项　　　　1、焊接铝合金前先要整理铝合金表面，不能有油污，尘土等存在，能够用清洗铝合金焊接处的表面，厚板铝合金要用钢丝刷整理，之后再加清洗。　　　　2、在焊接铝合金的时分要先整理铝合金表面，不能有油烟，尘埃等，别的厚板铝合金要用钢丝刷整理，然后再加清洗。　　　　3、假如板材比较后能够对板材预热，这样能够避免预热不行形成成焊不透，在收弧时要用小电流收弧填坑。　　　　4、焊接时一定要规范，要根据板材的厚度来焊接　　　　5、焊的电缆不要太长，要是太长会形成送丝安稳。

铝合金激光焊接最为引人关注的特点是其高效率，而要充分发挥这种高效率就要把它运用到大厚度深熔焊接中。因此，研究和使用大功率激光器进行大厚度深熔焊接将是未来发展的必然趋势。大厚度深熔焊更加突出了小孔现象及其对焊缝气孔的影响，因此小孔形成机理及其控制变得更加重要，它必将成为未来学术界及工业界共同关心和研究的热点问题。    改善激光焊接过程的稳定性和焊缝成形、提高焊接质量是人们追求的目标。因此，激光-电弧复合工艺、填丝激光焊接、预置粉末激光焊接、双焦点技术以及光束整形等新技术将会得到进一步的完善和发展。     另外，有人发现在CO2激光焊接熔池中存在几安培的固有电流，焊接区的外加磁场会影响熔池的流动状态以及光致等离子体的形态和稳定性。因此，采用某种形式的磁场有可能改善铝合金激光焊接过程的稳定性和焊缝质量。所以，采用辅助电流，通过其形成的电磁力控制熔池流动状态，从而改善焊接过程的稳定性，提高焊缝质量，也可能会受到更多研究者的关注。

申请号：200710186567.2      名称：铝合金用表面处理剂和铝合金的表面处理方法      公开(公告)号：CN101235497      公开(公告)日：2008.08.06      主分类号：C23C22/05(2006.01)I      地址：日本兵库县      发明(设计)人：小林宣裕;大胁武史;井户秀和      专利代理机构：中科专利商标代理有限责任公司      代理人：汪惠民      摘要      提供一种铝合金用表面处理剂和铝合金的表面处理方法，能够使时效劣化的铝合金表面的特性恢复，此外，即使不在此恢复后涂油，并且，即使不在温度和湿度受到控制的特定环境下保管，也能够使铝合金表面的特性难以时效劣化。(1)一种用于使时效劣化的铝合金表面特性得到恢复的铝合金用表面处理剂，其中，由含有磷酸氢盐的水溶液构成，(2)在所述水溶液中的磷酸氢盐的浓度为0.01～20g/升，(3)一种铝合金的表面处理方法，其中，使所述表面处理剂与时效劣化的铝合金表面接触。

电站用铝合金件的防腐漆涂装方法，涂装步骤为： 　　1.将铝合金件浸入用表面活性剂和水配制的脱脂溶液中进行脱脂处理1—1.5小时； 　　2.然后浸入清水池中清洗3—5分钟；清洗后浸入用草酸、冰醋酸和水配制的钝化液进行表面钝化处理1.5—2小时； 　　3.然后浸入另一个清水池中清洗3—5分钟；清洗后取出晾干喷涂防腐漆； 　　4.喷漆后放入烘干房，通入90—100℃的温度烘干1—1.5小时； 　　5.烘干后取出，打磨清理铝合金件表面，即完成铝合金件防腐漆的涂装。 　　利用处理池底部通气的方法加速脱脂过程和表面钝化过程，提高生产效率30%以上；用90—100℃的温度对防腐层均匀烘干，保证在防腐层干燥过程中始终有较强的附着力，有效提高防腐层的寿命。删除

汽车车身用铝合金材料主要包括2000系、5000系、6000系合金板材、型材、管材及高性能铸铝，不同受力部位采用不同型号的铝合金材料。     骨架部分：车身受力最大的部分，采用2000系或7000系材料，可热处理强化。     蒙皮部分：车身次要的受力部位，采用5000系或6000系材料。     车门部分：采用5000系或6000系材料。     底板部分：采用5000系或6000系材料。     内饰部分：采用1000系或5000系材料，无热处理强化。     座椅部分：采用2000系或6000系材料，可热处理强化。     铸件：采用高性能铸铝合金，可热处理强化。     铝合金板材主要有2000系、5000系和6000系合金。     2000系合金是一种热处理可强化的铝合金，具有优良的锻造性、较高的强度和良好的焊接性能，很好的烘烤强化效应，但其抗腐蚀性则比其他系列的铝合金差。目前，2036和2022合金已部分用于汽车车身板材。     5000系合金是一种热处理不可强化的铝合金，具有良好的抗腐蚀性和焊接性能，但退火状态下在加工变形时可能产生吕德斯线和延迟屈服，因此主要用于车身内板等形状复杂的部位。     6000系合金属于热处理可强化铝合金，具有较高的强度、较好的塑性和优良的耐腐蚀性。与钢板相比，6000系2T4态板材的屈服强度和抗拉强度相近，硬化系数甚至超过钢板。目前，6009、6010和6016铝合金由于其塑性好，并在成形后的喷漆烘烤过程中可实现人工时效而获得较高强度等特征，被用于汽车车身外板和内板。奥迪A8的车身板采用了本系铝合金。另外，为增强汽车的缓冲能力和增强抗疲劳强度，德国VAW、日本KOK、中国西南铝业均以此系合金为基础，研制和开发了高性能的汽车用铝板和铝型材。目前，6000系合金为车身板主力。

铝及铝合金材料密度低，强度高，热电导率高，耐腐蚀才干强，具有出色的物理特性和力学功用，因此广泛应用于工业产品的焊接结构上。长期以来，由于焊接方法及焊接技能参数的挑选不妥，构成铝合金零件焊接后因应力过于会合发作严峻变形，或由于焊缝气孔、夹渣、未焊透等缺陷，致使焊缝金属裂纹或质料疏松，严峻影响了产品质量及功用。     1.铝合金材料特色     铝是银白色的轻金属，具有出色的塑性、较高的导电性和导热性，一同还具有抗氧化和抗腐蚀的才干。铝很简略氧化发作三氧化二铝薄膜，在焊缝中简略发作夹杂物，然后损坏金属的连续性和均匀性，下降其机械功用和耐腐蚀功用。常见铝合金母材和焊丝的化学成分及机械功用。广毅荣铜铝批发.     2.铝合金材料的焊接难点     (1)很简略氧化。在空气中，铝简略同氧化合，生成细密的三氧化二铝薄膜(厚度约0.1-0.2μm)，熔点高(约2050℃)，远远逾越铝及铝合金的熔点(约600℃支配)。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，它阻挠底子金属的熔合，很简略构成气孔、夹渣、未熔合等缺陷，引起焊缝功用下降。     (2)易发作气孔。铝和铝合金焊接时发作气孔的首要原因是氢，由于液态铝可溶解许多的氢，而固态铝几乎不溶解氢，因此当熔池温度快速冷却与凝聚时，氢来不及逸出，简略在焊缝中调集构成气孔。孔现在难于完全避免，氢的来历许多，有电弧焊气氛中的氢，铝板、焊丝表面吸附空气中的水分等。实践证明，即使氩气按GB/T4842标准需求，纯度抵达99.99%以上，但当水分含量抵达20ppm时，也会出现许多的细密气孔，当空气相对湿度逾越80%时，焊缝就会明显出现气孔。     (3)焊缝变形和构成裂纹倾向大。铝的线胀大系数和结晶缩短率约比钢大两倍，易发作较大的焊接变形的内应力，对刚性较大的结构将促进热裂纹的发作。     (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，很简略蒸发烧损，然后改动焊缝金属的化学成分，使焊缝功用下降。     (6)高温强度和塑性低。高温时铝的强度和塑性很低，损坏了焊缝金属的成形，有时还简略构成焊缝金属塌落和焊穿表象。     (7)无颜色改动。铝及铝合金从固态转为液态时，无明显的颜色改动，使操作者难以掌握加热温度。     3.铝合金材料焊接的技能方法     (1)焊前准备     选用化学或机械方法，严峻收拾焊缝坡口两头的表面氧化膜。     化学清洁是运用碱或酸清洁工件表面，该法既可去掉氧化膜，还可除油污，详细技能进程如下：体积分数为6%～10%的溶液，在70℃支配浸泡0.5min→水洗→体积分数为15%的硝酸在常温下浸泡1min进行中和处置→水洗→温水洗→单调。洗好后的铝合金表面为无光泽的银白色。     机械收拾可选用风动或电动铣刀，还可选用刮刀、锉刀等东西，关于较薄的氧化膜也可用0.25mm的铜丝刷打磨铲除氧化膜。     收拾好后当即施焊，假设放置时刻逾越4h，应从头收拾。     (2)判定装置空地及定位焊间隔     施焊进程中，铝板受热胀大，致使焊缝坡口空地减少，焊前装置空地假设留得太小，焊接进程中就会引起两板的坡口堆叠，增加焊后板面不平度和变形量;相反，装置空地过大，则施焊困难，并有烧穿的可以。适合的定位焊间隔能确保所需的定位焊空地，因此，挑选适合的装置空地及定位焊间隔，是减少变形的一项有用方法。根据阅历，不同板厚对接缝较合理的装置技能参数如表2。     (3)挑选焊接设备     现在市场上焊接产品种类较多，一般情况下宜选用交流钨极氩弧焊(即TIG焊)。它是在氩气的保护下，运用钨电极与工件问发作的电弧热熔化母材和填充焊丝的一种焊接方法。该焊机作业时，由于交流电流的极性是在周期性的转换，在每个周期里半波为直流正接，半波为直流反接。正接的半波时刻钨极可以发射满意的电子而又不致于过热，有利于电弧的安稳。反接的半波时刻工件表面生成的氧化膜很简略被收拾掉而获得表面亮光漂亮、成形出色的焊缝。     (4)挑选焊丝     一般选用301纯铝焊丝及311铝硅焊丝。     (5)挑选焊接方法和参数     一般以左焊法进行，焊炬和工件成60°角。焊接厚度15mm以上时，以右焊法进行，焊炬和工件成90°角。     焊接壁厚在3mm以上时，开V形坡口，夹角为60°～70°，空地不得大于1mm，以多层焊完结。壁厚在1.5mm以下时，不开坡口，不留空地，不加填充丝。焊固定管子对接接头时，当管径为200mm，壁厚为6mm时，应选用直径为3～4mm的钨极，以220～240A的焊接电流，直径为4mm的填充焊丝，以1～2层焊完。

近几年快速发展的铝合金激光焊接技术将铝合金应用推广的更加广泛，该技术能够将两种热源的优点同时结合起来，同时又能弥补各自的不足，是一种新型的焊接方法，越来越备受人们的欢迎。　　　　1 铝合金及其焊接的概述　　　　铝和铝合金都具有非常优良的性能，比如比强度高、耐腐蚀性强，在许多的产业中都具有非常广泛的应用，尤其在国防工业、机械等产业，并且铝合金属于有色金属，在应用的过程中需要进行焊接，所以随着科学技术的飞速发展，铝合金的焊接技术的研究也越来越深入。因此，激光焊接技术是科学技术的一大进步。　　　　激光焊接技术的概述：激光焊接作为一种新型的焊接技术，焊接热源直接是激光，既可以避免能源的浪费，又可以大大地提高焊接的效率。同时，激光焊接把机器人或者是数控机床作为运动系统，减少人员的参与，可以减少劳动力的浪费，提高焊接的效率。激光热源除了具有可再生性和清洁无污染的优点之外，还可以高度的聚焦和良好性能的传输，因此可以将能量全部汇聚集中于一点，避免热量的散失和浪费。所以，激光焊接能够提高焊接的效率和速度以及焊接的质量。因为激光焊接的光束是通过脉冲或者连续的激光束来实现的，因此当激光束直接照射铝合金的表面时，能够把金属表面的热量迅速扩散到铝合金的内部，使铝合金快速的熔化形成一条焊缝，同时在融化后的金属上形成一种反作用力，较终将熔化的铝合金表面向下凹陷形成小孔。这个小孔具有强大的功效，可以全部吸收激光光束照射时产生的能量，并同时产生高温蒸汽，蒸汽压力与壁层表面的张力形成一种动态的平衡。　　　　1.1 激光焊接的功率　　　　激光焊接具有一定的功率，只有当焊接功率达到一定的高度时，才能让焊接得以稳定、持续的进行，否则焊接只能在铝合金的表面进行工作，使得铝合金表面发生熔化，从而焊接不能成功的进行。激光焊接的功率可以达到将铝合金表面以及内部全部焊接的高度，甚至比此还要高，所以激光焊接铝合金级可以提高效率和速度以及质量。　　　　1.2 激光焊接的速度　　　　因激光焊接功率高，所以焊接时速度也相应得到提高，焊接的速度不断提高能够使得熔深不断减小，相反，如果速度减慢，就会使铝合金被过度的焊接甚至被焊接穿透，因此，选择激光焊接可以降低焊接失败的比例从而大大降低焊接成本。　　　　1.3 激光焊接的优势　　　　提高能量密度、提高焊接质量、增加焊接的精度和密度、焊接的效率速度高、焊接成本较低、可以在特殊条件下进行焊接、焊接时对铝合金其他部位影响小。　　　　2 激光焊接在各个领域中的应用　　　　2.1 在石油管道中的应用　　　　在石油管道中，应用铝合金管道可以增加管道的口径、增厚石油管道的管道壁，让管道能够在一定时间内运输更多的石油。石油的运输具有非常高的危险性，如石油发生泄漏，会造成难以估计的财产损失、人员伤亡以及环境的污染和地下水的污染，因此铝合金管道在焊接时一定要特别注意，提高焊接的质量，激光焊接在此时就可以发挥巨大作用，通过激光焊接，可以控制符合焊接的工艺，可以在不用开坡口的前提下进行焊接的操作，焊接时一次成型，焊缝的质量高，充分的避免了石油泄漏的风险，提高了石油运输的安全性。　　　　2.2 在汽车制造业中的应用　　　　随着时代的高速发展和人们生活水平的日益高速化，出门乘坐汽车已经习以为常了，并且人们对于汽车的质量要求也越来越高，因此汽车工业也在不断地寻找新型的材料和技术手段提高汽车的质量，激光焊接技术在汽车工业中的到了越来越广泛地应用。美国较早将激光焊接铝合金技术引入到汽车制造业当中来，经过一系列的实验，激光焊接的铝合金制造出来的汽车，将薄铝合金激光焊接之后制造成型，不仅大大减轻了车身的重量，而且减少了制造汽车的工序，提高了制作效率，得到了广大汽车制造业的欢迎与青睐。　　　　2.3 在航空航天工业中的应用　　　　众所周知，航空航天工业需要高度精准高度准确的材料进行制造飞机等一系列航天器，并且对于机器本身的重量要求也是非常的严苛，用激光焊接的铝合金制造飞机等机器，能够使得机身比平时可减轻20％左右，制造成本也得到了大大降低。比如，德国共管的部件生产厂运用激光焊接铝合金技术生产出的A350系列飞机的零件取得了巨大的成功。　　　　3 激光焊接铝合金技术的难点　　　　3.1 铝合金表面对激光具有反射性　　　　因为铝合金是一种有色金属，对各种光线都具有很强烈的反射性，激光作为一种更加激烈的光束，在铝合金的表面更加容易造成反射，换句话说，铝合金这种有色金属对于激光具有高反射率和较小的吸收率。除此之外，金属都具有导热性，因此铝合金也具有很强的导热性，容易在用激光焊接的时候，反射激光或者是将激光的热量迅速导移出去，较终导致铝合金的焊接失败。因此，在激光焊接铝合金的时候，要严格注意并且迅速提高激光的功率密度，防止被反射或者被传导，争取在极端的时间用极高的密度对铝合金进行焊接，这样就可以避免反射性等问题的出现。　　　　3.2 在激光焊接铝合金时要做好充分的准备　　　　因为铝合金有活泼、易被氧化等特性，在其表面容易附着大量的灰尘水分等，因此在焊接的过程中，如果没有做好充足的准备，表面附着的东西容易随着激光的快速焊接留在铝合金表面，从而影响铝合金的质量和焊接的效果。因此，在对铝合金进行焊接之前，需要对铝合金表面进行清洁，将表面的油污等清理掉。同时防止在焊接时发生氧化作用造成爆炸等安全威胁，也需要对金属表面的氧化膜进行彻底的清洁，彻底除去氧化膜。　　　　4 铝合金的激光焊接存在的缺陷　　　　尽管激光焊接有高效率、高速度并且能够大量降低成本，激光焊接也存在着许多的缺点，只有将这些缺陷全部弄清楚并且解决了，才能够使得激光焊接铝合金技术得到更加广泛的应用。　　　　4.1 气孔的缺陷　　　　在上文中提出，适度的气孔能够保持铝合金的内外平衡，但是，过量的气泡就会存在大量的缺陷，避免出现大量气孔比较困难，出现大量气孔时气孔不稳定，在铝合金内部乱窜，容易使得焊接部位出现裂缝，所以清除气孔将是铝合金激光焊接技术需要突破的一大重要缺陷。　　　　4.2 热裂纹缺陷　　　　应用激光技术时，需要提高温度和密度以达到快速焊接的目的，这样容易在铝合金表面出现特裂纹，从而使得焊接失败，为了应对热裂纹，科学家们已经想出应对的办法，即在激光焊接时运用填充材料，但是这种方法容易导致资源的浪费和劳动力的大量耗费。采取更加简便的办法应对热裂纹也是该技术即将解决的一项重大问题。　　　　5 结束语　　　　铝合金的激光焊接速度存在大量的优点，在多种制造领域得到了广泛的应用，也提高了机器本身的质量和制造速度，但是激光焊接技术同样也存在许多的缺陷，导致焊接的失败，相信在科学家们的不断努力下，该焊接技术会越来越成熟，应用也越来越广泛。（浙江盾安禾田金属有限公司 俞德富 陈建军）

铝合金及其焊接的概述　　铝和铝合金都具有非常优良的性能，比如比强度高、耐腐蚀性强，在许多的产业中都具有非常广泛的应用，尤其在国防工业、机械等产业，并且铝合金属于有色金属，在应用的过程中需要进行焊接，所以随着科学技术的飞速发展，铝合金的焊接技术的研究也越来越深入。因此，激光焊接技术是科学技术的一大进步。　　激光焊接作为一种新型的焊接技术，焊接热源直接是激光，既可以避免能源的浪费，又可以大大地提高焊接的效率。同时，激光焊接把机器人或者是数控机床作为运动系统，减少人员的参与，可以减少劳动力的浪费，提高焊接的效率。激光热源除了具有可再生性和清洁无污染的优点之外，还可以高度的聚焦和良好性能的传输，因此可以将能量全部汇聚集中于一点，避免热量的散失和浪费。所以，激光焊接能够提高焊接的效率和速度以及焊接的质量。因为激光焊接的光束是通过脉冲或者连续的激光束来实现的，因此当激光束直接照射铝合金的表面时，能够把金属表面的热量迅速扩散到铝合金的内部，使铝合金快速的熔化形成一条焊缝，同时在融化后的金属上形成一种反作用力，最终将熔化的铝合金表面向下凹陷形成小孔。这个小孔具有强大的功效，可以全部吸收激光光束照射时产生的能量，并同时产生高温蒸汽，蒸汽压力与壁层表面的张力形成一种动态的平衡。　　1、激光焊接的功率　　激光焊接具有一定的功率，只有当焊接功率达到一定的高度时，才能让焊接得以稳定、持续的进行，否则焊接只能在铝合金的表面进行工作，使得铝合金表面发生熔化，从而焊接不能成功的进行。激光焊接的功率可以达到将铝合金表面以及内部全部焊接的高度，甚至比此还要高，所以激光焊接铝合金级可以提高效率和速度以及质量。　　2、激光焊接的速度　　因激光焊接功率高，所以焊接时速度也相应得到提高，焊接的速度不断提高能够使得熔深不断减小，相反，如果速度减慢，就会使铝合金被过度的焊接甚至被焊接穿透，因此，选择激光焊接可以降低焊接失败的比例从而大大降低焊接成本。　　3、激光焊接的优势　　提高能量密度、提高焊接质量、增加焊接的精度和密度、焊接的效率速度高、焊接成本较低、可以在特殊条件下进行焊接、焊接时对铝合金其他部位影响小。　　激光焊接在各个领域中的应用　　1、在石油管道中的应用　　在石油管道中，应用铝合金管道可以增加管道的口径、增厚石油管道的管道壁，让管道能够在一定时间内运输更多的石油。石油的运输具有非常高的危险性，如石油发生泄漏，会造成难以估计的财产损失、人员伤亡以及环境的污染和地下水的污染，因此铝合金管道在焊接时一定要特别注意，提高焊接的质量，激光焊接在此时就可以发挥巨大作用，通过激光焊接，可以控制符合焊接的工艺，可以在不用开坡口的前提下进行焊接的操作，焊接时一次成型，焊缝的质量高，充分的避免了石油泄漏的风险，提高了石油运输的安全性。　　2、在汽车制造业中的应用　　随着时代的高速发展和人们生活水平的日益高速化，出门乘坐汽车已经习以为常了，并且人们对于汽车的质量要求也越来越高，因此汽车工业也在不断地寻找新型的材料和技术手段提高汽车的质量，激光焊接技术在汽车工业中的到了越来越广泛地应用。美国最先将激光焊接铝合金技术引入到汽车制造业当中来，经过一系列的实验，激光焊接的铝合金制造出来的汽车，将薄铝合金激光焊接之后制造成型，不仅大大减轻了车身的重量，而且减少了制造汽车的工序，提高了制作效率，得到了广大汽车制造业的欢迎与青睐。　　3、在航空航天工业中的应用　　众所周知，航空航天工业需要高度精准高度精确的材料进行制造飞机等一系列航天器，并且对于机器本身的重量要求也是非常的严苛，用激光焊接的铝合金制造飞机等机器，能够使得机身比平时可减轻20%左右，制造成本也得到了大大降低。比如，德国共管的部件生产厂运用激光焊接铝合金技术生产出的A350系列飞机的零件取得了巨大的成功。　　激光焊接铝合金技术的难点　　1、铝合金表面对激光具有反射性　　因为铝合金是一种有色金属，对各种光线都具有很强烈的反射性，激光作为一种更加激烈的光束，在铝合金的表面更加容易造成反射，换句话说，铝合金这种有色金属对于激光具有高反射率和较小的吸收率。除此之外，金属都具有导热性，因此铝合金也具有很强的导热性，容易在用激光焊接的时候，反射激光或者是将激光的热量迅速导移出去，最终导致铝合金的焊接失败。因此，在激光焊接铝合金的时候，要严格注意并且迅速提高激光的功率密度，防止被反射或者被传导，争取在极端的时间用极高的密度对铝合金进行焊接，这样就可以避免反射性等问题的出现。　　2、在激光焊接铝合金时要做好充分的准备　　因为铝合金有活泼、易被氧化等特性，在其表面容易附着大量的灰尘水分等，因此在焊接的过程中，如果没有做好充足的准备，表面附着的东西容易随着激光的快速焊接留在铝合金表面，从而影响铝合金的质量和焊接的效果。因此，在对铝合金进行焊接之前，需要对铝合金表面进行清洁，将表面的油污等清理掉。同时防止在焊接时发生氧化作用造成爆炸等安全威胁，也需要对金属表面的氧化膜进行彻底的清洁，彻底除去氧化膜。　　铝合金的激光焊接存在的缺陷　　尽管激光焊接有高效率、高速度并且能够大量降低成本，激光焊接也存在着许多的缺点，只有将这些缺陷全部弄清楚并且解决了，才能够使得激光焊接铝合金技术得到更加广泛的应用。　　1、气孔的缺陷　　在上文中提出，适度的气孔能够保持铝合金的内外平衡，但是，过量的气泡就会存在大量的缺陷，避免出现大量气孔比较困难，出现大量气孔时气孔不稳定，在铝合金内部乱窜，容易使得焊接部位出现裂缝，所以清除气孔将是铝合金激光焊接技术需要突破的一大重要缺陷。　　2、热裂纹缺陷　　应用激光技术时，需要提高温度和密度以达到快速焊接的目的，这样容易在铝合金表面出现特裂纹，从而使得焊接失败，为了应对热裂纹，科学家们已经想出应对的办法，即在激光焊接时运用填充材料，但是这种方法容易导致资源的浪费和劳动力的大量耗费。采取更加简便的办法应对热裂纹也是该技术即将解决的一项重大问题。　　铝合金的激光焊接速度存在大量的优点，在多种制造领域得到了广泛的应用，也提高了机器本身的质量和制造速度，但是激光焊接技术同样也存在许多的缺陷，导致焊接的失败，相信在科学家们的不断努力下，该焊接技术会越来越成熟，应用也越来越广泛。

(1) 铝在空气中及焊接时极易氧化，天然生成的氧化铝（Al2O3）熔点高、十分安稳，不易往除。阻止母材的熔化和熔合，氧化膜的比严重，不易浮出表面，易天然生成夹渣、未熔合、未焊透等欠缺。铝材的表面氧化膜和吸附很多的水分，易使焊缝发生气孔。焊接前应选用化学或机械办法进行严厉表面整理，铲除其表面氧化膜。在焊接进程加强维护，避免其氧化。钨极氩弧焊时，选用沟通电源，经过“阴极整理”效果，往除氧化膜。气焊时，选用往除氧化膜的焊剂。在厚板焊接时，可加大焊接热量，例如，氦弧热量大，使用氦气或氩氦混合气体维护，或许选用大规范的熔化极气体维护焊，在直流正接情况下，可不需求“阴极整理”。 　　（2）铝及铝合金的热导率和比热容均约为碳素钢和低合金钢的两倍多。铝的热导率则是奥氏体不锈钢的十几倍。在焊接进程中，很多的热量能被敏捷传导到基体金属内部，因而焊接铝及铝合金时，能量除耗费于熔化金属熔池外，还要有更多的热量无谓耗费于金属其他部位，这种无用能量的耗费要比钢的焊接更为显着，为了取得高质量的焊接接头，应当尽量选用能量会集、功率大的动力，有时也可选用预热等工艺办法。 　　（3）铝及铝合金的线膨胀系数约为碳素钢和低合金钢的两倍。铝凝结时的体积缩短率较大，焊件的变形和应力较大，因而，需采纳防备焊接变形的办法。铝焊接熔池凝结时容易发生缩孔、缩松、热裂纹及较高的内应力。出产中可选用调整焊丝成分与焊接工艺的办法避免热裂纹的发生。在耐蚀性容许的情况下，可选用铝硅合金焊丝焊接除铝镁合金之外的铝合金。在铝硅合金中含硅0.5％时热裂倾向较大，跟着硅含量添加，合金结晶温度规模变小，活动性显着前进，缩短率下降，热裂倾向也相应减小。依据出产经历，当含硅5％～6％时可不发生热裂，因而选用SAlSi條(硅含量4．5％～6％)焊丝会有更好的抗裂性。 　　（4）铝对光、热的反射才能较强，固、液转态时，没有显着的光荣改变，焊接操作时断定难。高温铝强度很低，支撑熔池困难，容易焊穿。 　　（5）铝及铝合金在液态能溶解很多的氢，固态简直不溶解氢。在焊接熔池凝结和快速冷却的进程中，氢来不及溢出，极易构成孔。弧柱气氛中的水分、焊接材料及母材表面氧化膜吸附的水分，都是焊缝中的重要来历。因而，对氢的来历要严厉控制，以避免气孔的构成。 　　（6）合金元素易蒸腾、烧损，使焊缝功能下降。 　　（7）母材基体金属如为变形强化或固溶时效强化时，焊接热会使热影响区的强度下降。 　　（8）铝为面心立方晶格，没有同素异构体，加热与冷却进程中没有相变，焊缝晶粒易粗大，不能经过相变来细化晶粒。 　　2. 焊接办法 简直各种焊接办法都可以用于焊接铝及铝合金，可是铝及铝合金对各种焊接办法的适应性不同，各种焊接办法有其各自的使用场合。气焊和焊条电弧焊办法，设备简略、操作便利。气焊可用于对焊接质量要求不高的铝薄板及铸件的补焊。焊条电弧焊可用于铝合金铸件的补焊。惰性气体维护焊（TIG或MIG）办法是使用最广泛的铝及铝合金焊接办法。铝及铝合金薄板可选用钨极沟通氩弧焊或钨极脉冲氩弧焊。铝及铝合金厚板可选用钨极氦弧焊、氩氦混合钨极气体维护焊、熔化极气体维护焊、脉冲熔化极气体维护焊。熔化极气体维护焊、脉冲熔化极气体维护焊使用越来越广泛（氩气或氩/氦混合气）123后一页

铝具有良好的塑性和加工性能;良好的导热性和导电性;良好的耐低温性能，对光热电波的反射率高、表面性能好;无磁性;基本无毒;有吸音性;耐酸性好;抗核辐射性能好;弹性系数小;良好的力学性能等特点，因此，铝材在航天、航海、航空、汽车、等行业中应用广泛。铝及铝合金在应用的过程中过较大的问题就是焊接。   铝合金焊接的难点：   铝与氧的亲和力很强，在空气中极易与氧结合生成致密而结实的AL2O3薄膜，厚度约为0.1μm，熔点高达2050℃，远远超过铝及铝合金的熔点，而且密度很大，约为铝的1.4倍。在焊接过程中，氧化铝薄膜会阻碍金属之间的良好结合，并易造成夹渣。氧化膜还会吸附水分，焊接时会促使焊缝生成气孔。这些缺陷，都会降低焊接接头的性能。   铝合金激光焊接机的焊接优势：   铝合金属于典型的共晶合金，在激光焊接快速凝固下更容易产生热裂纹，焊缝金属结晶时在柱状晶边界形成AL-Si或Mg-Si等低熔点共晶是导致裂纹产生的原因。采用装有Wobble焊接头的多工位铝合金激光焊接机，通过双楔形振动焊接，扩大了焊缝宽度，降低了焊接部件的预制条件，同时也获得更好的焊缝成形。并且，铝合金激光焊接机还具有配有机械手操作平台，操作更灵活，可以配自动化线，提高工作效率。自动化焊缝跟踪系统，实时跟踪焊缝形状，根据焊道状况及时修正焊炬所处的位置，实现准确焊接，焊接面更美观。

（1）铝与氧的亲和力很强     在空气中极易与氧结合生成细密而健壮的氧化铝薄膜，厚度约为0.1μm，熔点高达2050℃，远远超越铝及铝合金的熔点，并且密度很大，约为铝的1.4倍。在 焊接进程中，氧化铝薄膜会阻止金属之间的杰出结合，并易构成夹渣。氧化膜还会吸附水分，焊接时会促进焊缝构成气孔。这些缺点，都会下降焊接接头的功能。为了确保焊接质量，焊前有必要严厉整理焊件表面的氧化物，并避免在焊接进程中再次氧化，对熔化金属和处于高温下的金属进行有用地防护，这是铝及铝合金焊接的一个重要特色。详细的维护办法是：焊前运用机械打磨或化学办法D40铲除工件坡口及周围部分的氧化物；焊接进程中要选用合格的维护气体进行维护（例如99.99%Ar）。     (2) 铝的导热率和比热大     导热快虽然铝及铝合金的熔点远比钢低，可是铝及铝合金的导热系数、比热容都很大，比钢大一倍多，在焊接进程中很多的热能被敏捷传导到团体金属内部，为了取得高质量的焊接接头，有必要选用能量会集、功率大的热源，8mm及以上厚板需选用预热等工艺办法，才能够完成熔焊进程。     （3）线膨胀系数大     铝及铝合金的线膨胀系数约为钢的2倍，凝结时体积缩短率达6.5%～6.6%，因而易发生焊接变形。避免变形的有用办法是除了挑选合理的工艺参数和焊接次序外，选用适合的焊接工装也是非常重要的，焊接薄板时特别如此。别的，某些铝及铝合金焊接时，在焊缝金属中构成结晶裂纹的倾向性和在热影响区构成液化裂纹的倾向性均较大，往往由于过大的内应力而在脆性温度区间内发生热裂纹，这是铝合金，特别是高强度铝合金焊接时最常见的严峻缺点之一。在实践焊接现场中避免这类裂纹的办法主要是改善接头规划，挑选合理的焊接工艺参数和焊接次序，选用习惯母材特色的焊接填充材料等。     （4）简单构成气孔     焊接接头中的气孔是铝及铝合金焊接时极易发生的缺点，特别是纯铝和防锈铝的焊接。氢是铝及铝合金焊接时发生气孔的主要原因，这现已为实践所证明。氢的来历，主要是弧柱气氛中的水分、焊接材料及母材所吸附的水分，其间焊丝及母材表面氧化膜的吸附水分，对焊缝气孔的发生，常常占有杰出的位置。铝及铝合金的液体熔池很简单吸收气孔，在高温下溶入的很多气体，在由液态凝结时，溶解度急剧下降，在焊后冷却凝结进程中气体来不及分出，而集合在焊缝中构成气孔。为了避免气孔的发生，以取得杰出的焊接接头，关于的来历要加以严厉控制，焊前有必要严厉约束所运用的焊接材料（包含焊丝、焊条、熔剂、维护气体）的含水量，运用前要严厉进行枯燥处理，整理后的母材及焊丝最好在2～3小时内焊接结束，最多不超越24小时。TIG焊时，选用大的焊接电流合作较高的焊接速度。MIG焊时，选用大的焊接电流慢的焊接速度，以进步熔池的存在时刻。     （5）铝在高温时的强度和塑性低铝在370℃时强度仅为10MPa，焊接时会由于不能支撑住液体金属而使焊缝成形不良，乃至构成陷落或烧穿。为了处理这个问题，焊接铝及铝合金时常常要选用垫板。     （6）无色泽改变，给焊接操作带来困难。     铝及铝合金焊接时由固态转变为液态时，没有显着的色彩改变，因而在焊接进程中给操作者带来不少困难。因而，要求焊工把握好焊接时的加热温度，尽量采 用平焊，在引（收）弧板上引（收）弧。

在近年来，国内外研究者从制定、性能评定等方面对高硅铝合金做了大量研究，但对其焊接性的研究不多，很大程度上限制了硅铝合金的推广应用。随着科技的迅猛发展，研究解决高硅铝合金的焊接问题显得很有必要。高硅铝合金在航天、航空、汽车、空间技术等高科技领域具有广泛的应用，可以制造微电路封装壳体、基板及其盖板的热管器件、活塞、发动机气缸等耐磨部件。高硅铝合金具有广泛发展应用领域关键在于合金的优异特性，高硅铝具有热传导性能热膨胀系数低、机械性能良好、易于精密机加工等优点。但是由于铝和氧的亲和力非常强，易被氧化生成难熔物氧化膜。在材料的焊接中氧化膜严重影响焊缝的熔合形成。并且高硅铝中含有大量的硅，容易导致硅裂。因此高硅铝的高效、优质连接问题成为焊接领域的重点之一。　　　　高硅铝的焊接性　　　　在高硅铝的焊接过程中，容易出现夹杂、气孔、裂纹等缺陷，其中如何尽可能的避免氧化产生夹渣是重要研究方向。　　　　氧化　　　　高硅铝中的铝极易与氧亲和，生成致密的三氧化二铝薄膜，结实致密，其熔点高达2050℃,远远大于高硅铝合金的熔点，在焊接过程中，致密的氧化膜很难去除，严重影响着金属间的结合且容易造成夹渣。为了防止夹渣的出现可以采取一些措施，在焊接前清除表面的氧化膜，可以用机械清理法，也可采取化学清理法。机械清理法主要是用打磨机、锉刀、刮刀、钢丝刷打磨的方法清理氧化膜；化学清理法不仅可以清理氧化膜，还可以清理表面油污。　　　　焊接气孔　　　　产生气孔的气体有H2/CO/N2等。其中H是气孔的主要来源。致密的氧化膜容易吸附水分，焊接时，氢在液态铝中的溶解度为0.7ml/100g，而在660℃凝固状态时，氢的溶解度为0.04ml/100g,使原来溶于液态铝中的氢大量析出，形成气泡，又高硅铝合金本身的导热性能非常好，熔池结晶过程很快，因此冶金反应产生的气体来不及逸出熔池的表面，残留在焊缝中形成气孔。保护气体不纯及空气侵入焊接区等，也能使焊缝产生内部气体和表面气孔。而且对于粉末冶金制备的硅铝合金，在熔化焊温度下闭塞气体的含量很高，极易造成气孔缺陷。由于高硅铝焊接气孔的产生与该合金表面的氧化膜密切相关，因此要防止气孔的产生，首先焊接区域合金表面的氧化膜在焊接前必须彻底去除，另外焊接区域在焊接前容易被污染，因此焊接前注意防止污染，特别是焊接端面区域应保持洁净。要获得优质的焊接接头，还应采用合适的焊接方法、规范和保护措施进行焊接，并严格控制操作环境的湿度。　　　　焊接裂纹　　　　高硅铝焊接过程中，焊缝结晶凝固金属从液态金属到固态金属的过程中，熔池凝固收缩产生拉应力，在焊接凝固的初期，温度比较高，金属的流动性好，金属液体可以在已经凝固的晶粒之间自由的流动，可以填充拉应力造成的间隙，不会形成裂纹，在结晶的过程中，较先结晶的晶粒致使焊接热影响区开裂，但有研究表明，焊接熔池越小，产生裂纹的可能性越小。　　　　另外高硅铝的合金中硅含量高，受热硅相变粗大，对合金的韧性和塑性产生不利影响，易产生应力变形和裂纹。

能够连接高硅铝的焊接方法有：熔化焊、钎焊和固相焊接三大类。熔化焊接的接头性能差，一般采用快速热循环和低热输入的高能量密度焊，包括电子束焊和激光焊，有助于减少熔化焊所引发的缺陷，因此近年来在这方面开展的研究较多。钎焊方法是在母材金属不熔化情况下，通过钎料熔化后填满间隙，并与母材金属之间发生溶解、扩散等冶金作用的金属焊接方法。固态焊接技术是指对焊件表面清理后，施加静态或动态压力，加热或不加热，在母材不熔化情况下使两种材料发生固相结合的焊接方法。摩擦焊、扩散焊、爆炸焊、超声波焊等均属此类。高硅铝合金可用的压焊方法有：摩擦焊、真空扩散焊等。　　激光焊接　　已有研究表明，高硅铝材料需要采用功率较低的熔焊方法连接，由于合金中的Si元素含量较高，焊缝金属组织中会形成针状共晶硅和粗大板状多角形的初生硅，严重割裂基体；近缝区的金属易产生过热、晶粒长大的现象，导致焊接力学性能显著降低而失去使用价值。而激光焊接具有功率密度大、焊缝深宽比例大、热影响区小、工件收缩和变形较小、焊接速度快等优点，这种焊接方法适合高硅铝的焊接。张伟华等人研究了ZL109硅铝合金CO2激光焊接接头的组织和性能，获得了焊接组织致密、晶粒细小的接头，焊接的热输入对接头力学性能有显著的影响，热输入增大，接头抗拉强度和断后伸长率均先增加后降低，当热输入为44J/mm抗拉强度和断后伸长率达到最大值，分别为121.2MPa和4.3%。　　电子束焊接　　电子束焊接时利用高电场产生的高速电子，经聚焦后形成电子流，撞击被焊金属的焊接部位，将其动力转化为热能，使被焊金属熔合的一种焊接方法。电子束流具有能量密度高、穿透能力强、焊缝深宽比大、焊接速度快、输入能量较小，因此热影响区小、焊接变形小。所以，电子束焊接质量好，焊缝力学性能高。石磊等人将AlSi12CuMgNi铝合金挤压铸造的活塞顶圈和锻造的活塞裙进行真空电子束焊接，对优化工艺条件下焊接接头的微观组织和力学性能进行了研究。结果表明，接头成形良好，没有明显的热影响区，焊缝狭窄；焊缝区域主要由细小的α-Al相、α+Si共晶体、初晶硅以及Mg2Si等强化相组成；焊缝中心组织为细小的等轴晶和树枝晶；熔合区组织主要为柱状晶。接头强度不低于挤压铸造母材，焊缝硬度高于母材；焊接接头的拉伸断口断面上分布大量撕裂棱和解离面，呈脆性断裂。　　钎焊　　钎焊和熔焊方法不同，常规钎焊是采用(或过程中自动生成)比母材熔化温度低的钎料，操作温度采取低于母材固相线而高于钎料液相线的一种焊接技术。钎焊时工件常被整体加热或者钎缝周围大面积均匀加热，因此工件的相对变形量以及焊接接头的残余应力都比熔焊小得多。在现在制造业中高硅铝材料一般都用在航空航天机械制造业中的高精密器件。对于这些器件采用钎焊方法焊接，对工件的影响也是最小的。由于高硅铝合金中含有硬质硅相，钎料对该系列材料的润湿性能较差，用普通的软钎焊方法难以实现有效连接，侯玲等人在进行高硅铝钎焊试验中采用了在65Si35A1合金基体上进行先化学预镀Ni，再分别镀Ni-Cu-P、Au和Cu层的方法，有效地改善了它的软钎焊性能。采用Sn-Pb、Sn-Ag-Cu、Sn-In、Sn-Bi几种软钎料对不同镀层的65Si35Al合金试样进行炉中软钎焊试验分析，内容包括利用金相显微镜、带有能谱分析(EDS)功能的扫描电子显微镜等测试手段，对焊接接头的微观组织结构及形貌、物相成分等进行检测，探讨了钎焊工艺参数对65Si35Al合金的钎焊接头质量的影响，分析了接头产生宏观缺陷和微观缺陷的原因以及钎料对不同镀层润湿性能的差别。　　摩擦焊　　摩擦焊是利用工件端面相互运动、相互摩擦所产生的热，使端部达到热塑性状态，然后迅速顶锻，完成焊接的一种方法。这种焊接方法的研究时间并不长，是1991年提出的工艺，但是也得到了很快的发展。N.ARODRIRIGUEZ等人研究了A319和A413铝硅铸造合金的摩擦焊接。实验结果表明在焊接焊缝区中粒子间距降低，相应的硬度也得到了提高。季亚娟等人研究了ZL114A铝合金在不同参数的条件下搅拌摩擦焊接头的硬度、组织及力学性能。实验结果：焊接中心区域的组织是细小的等轴晶。硅粒子在焊接过程中得到了细化，也均匀的布满于整个焊缝区，焊缝的晶粒细小、均匀而致密，未观察到气孔裂纹等缺陷。　　扩散焊接　　扩散焊接是借助于高温下相互接触着的材料之间有局部的塑性变形，表面间的紧贴和表面之间的互扩散而产生金属键的结合，从而获得一定形式的整体接头。原子间的相互扩散是实现扩散连接的基础，扩散焊需要采用较大的压力，配合面精度要求高，对于复杂构件很难均匀加压，甚至还需昂贵和复杂的夹具，因此，扩散焊的要求比较高端。扩散焊可以分为异种材料扩散焊、同种材料扩散焊、加中间层扩散焊、超塑性成形扩散焊、等静压扩散焊、过渡液相扩散焊(TLP)等，其中过渡液相扩散焊(TLP)结合了钎焊和固相扩散焊二者优点形成了新的连接方法，其原理是将与基体材料相匹配的中间层合金置于连接面，国内外学者开始了对这种方法深入的研究。国内对TLP的研究尚处于起步阶段，主要是针对一些异种难焊金属的焊接工艺。与国内所作的研究相比，国外的研究方向要广一点，不仅涉及了工艺的研究，更多的是对TLP焊接的模拟，对TLP工艺实现的一些关键因素进行了重点研究。目前国内外对TLP的研究主要有以下几个方面：山东电力研究院工程师王学刚等采用自行研制的Fe—Ni—Si—B系非晶金属箔带作为中间层材料和TLP工艺，在开放式气体保护环境下焊接电站常用钢管，可获得连续均匀的焊缝组织和优于手工熔化焊的力学性能。工艺参数中包括中间层材料、加热温度、保温时间、压力及对焊接端面要求。刘黎明、牛济泰等人采用真空扩散焊焊接铝基复合材料SiCw/606Al，通过系列试验研究，结果表明：该种材料扩散焊时，焊接温度是影响接头强度的主要工艺参数，当焊接温度介于基体铝合金液-固两相温度区间时，结合面上出现了液态基体金属，可获得较高的接头强度。国内外有不少研究人员从事扩散焊接的研究，但对硅铝合金扩散焊研究并不多，在这方面研究前景和探索空间比较长远。　　高硅铝合金在航天、航空、汽车、空间技术等领域发挥着重要的作用，对高硅铝合金的研究越来越深入，在高硅铝合金发展与应用中，与之相关的焊接方法、焊接技术投入更多研究也是一大趋势。这些领域的应用对高硅铝的焊接接头性能要求非常高，再加上高硅铝材料含硅高、易氧化的特性，这对高硅铝焊接技术、焊接方法要求也非常高，一般的熔焊和钎焊焊接出来的接头在有些应用上达不到焊件的焊接要求，采用更先进的焊接方法——扩散焊是硅铝合金焊接研究的趋势。

（1）铝合金与氧的亲和力很强　　　　在空气中极易与氧结合生成细密而健壮的氧化铝薄膜，厚度约为0.1μm，熔点高达2050℃，远远超越铝及铝合金的熔点，并且密度很大，约为铝的1.4倍。在焊接进程中，氧化铝薄膜会阻止金属之间的杰出结合，并易构成夹渣。氧化膜还会吸附水分，焊接时会促进焊缝构成气孔。这些缺点，都会下降焊接接头的功能。为了确保焊接质量，焊前有必要严厉整理焊件表面的氧化物，并避免在焊接进程中再次氧化，对熔化金属和处于高温下的金属进行有用地防护，这是铝及铝合金焊接的一个重要特色。详细的维护办法是：焊前运用机械打磨或化学办法D40铲除工件坡口及周围部分的氧化物；焊接进程中要选用合格的维护气体进行维护（例如99.99%Ar）。　　　　(2)铝合金的导热率和比热大　　　　铝及铝合金的导热系数、比热容都很大，在焊接进程中很多的热能被敏捷传导到团体金属内部，为了取得高质量的焊接接头，有必要选用能量会集、功率大的热源，8mm及以上厚板需选用预热等工艺办法，才干够完成熔焊进程。　　　　（3）铝合金车体的线膨胀系数大　　　　铝及铝合金的线膨胀系数约为钢的2倍，凝结时体积缩短率达6.5%～6.6%，因而易发生焊接变形。避免变形的有用办法是除了挑选合理的工艺参数和焊接次序外，选用适合的焊接工装也是非常重要的，焊接薄板时特别如此。别的，某些铝及铝合金焊接时，在焊缝金属中构成结晶裂纹的倾向性和在热影响区构成液化裂纹的倾向性均较大，往往由于过大的内应力而在脆性温度区间内发生热裂纹，这是铝合金，特别是高强度铝合金焊接时较常见的严峻缺点之一。在实践焊接现场中避免这类裂纹的办法主要是改善接头规划，挑选合理的焊接工艺参数和焊接次序，选用习惯母材特色的焊接填充材料等。　　　　（4）铝合金部件焊接时简单构成气孔　　　　焊接接头中的气孔是铝及铝合金焊接时极易发生的缺点，特别是纯铝和防锈铝的焊接。氢是铝及铝合金焊接时发生气孔的主要原因，这现已为实践所证明。氢的来历，主要是弧柱气氛中的水分、焊接材料及母材所吸附的水分，其间焊丝及母材表面氧化膜的吸附水分，对焊缝气孔的发生，常常占有杰出的位置。铝及铝合金的液体熔池很简单吸收气孔，在高温下溶入的很多气体，在由液态凝结时，溶解度急剧下降，在焊后冷却凝结进程中气体来不及分出，而集合在焊缝中构成气孔。为了避免气孔的发生，以取得杰出的焊接接头，关于的来历要加以严厉控制，焊前有必要严厉约束所运用的焊接材料（包含焊丝、焊条、熔剂、维护气体）的含水量，运用前要严厉进行枯燥处理，整理后的母材及焊丝较好在2～3小时内焊接结束，较多不超越24小时。TIG焊时，选用大的焊接电流合作较高的焊接速度。MIG焊时，选用大的焊接电流慢的焊接速度，以进步熔池的存在时刻。　　　　（5）铝合金在高温时的强度和塑性低铝在370℃时强度仅为10MPa，焊接时会由于不能支撑住液体金属而使焊缝成形不良，乃至构成陷落或烧穿。为了处理这个问题，焊接铝及铝合金时常常要选用垫板。　　　　（6）铝及铝合金焊接时无色泽改变，给焊接操作带来困难。　　　　铝及铝合金焊接时由固态转变为液态时，没有显着的色彩改变，因而在焊接进程中给操作者带来不少困难。因而，要求焊工把握好焊接时的加热温度，尽量选用平焊，在引（收）弧板上引（收）弧。　　　　1.焊接特性：铝及铝合金具有导热性强而热容量大，线胀系数大，熔点低和高温强度小等特色，焊接难度大，应采纳必定的办法，才干确保焊接质量。　　　　2.管件及焊丝的整理，焊丝及破口两边50mm范围内表面用清洗洁净，用不锈钢丝刷刷去表面氧化膜，显露金属光泽，整理好的破口有必要在2小时内焊接，整理好的焊丝放入未用的筒内，有必要在8小时内用完，不然重新处理。　　　　3.钨棒选用铈钨棒，氩气钝质不小于99.96%，且含水量不该大于50mg/m3。　　　　4.环境温度不低于5℃，不然应预热至100~200℃方可施焊，相对湿度控。

纯铝的力学功能不高，不适宜制造接受较大载荷的结构零件。为了进步铝的力学功能在纯铝中参加某些合金元素制成合金，常参加的合金元素有铜、镁、铬、锌、硅、锰、镍、钴、钛及等，稀土元素在某些合金中参加。这些合金元素参加后经过以下几个方面临铝进行强化。 1．固溶强化    合金元素参加纯铝中构成无限固溶体或有限固溶体，不仅能取得高的强度，而且还能取得优秀的塑性与杰出的压力加工功能。在一般铝合金中固溶强化最常用的合金元素是铜、镁、锰、锌、硅、镍等元素。一般铝的合金化都构成有限的固溶体，如Al-Cu，Al-Mg，Al-Zn，Al-Si，Al-Mn等二元合金均构成有限固溶体，而且都有较大的极限溶解度能起较大的固溶强化作用。 2．时效强化    铝合金热处理后能够得到过饱和的铝基固溶体。这种过饱和铝基固溶体在室温或加热到某一温度时，其强度和硬度随时刻和延伸而增高，但塑性下降。这个进程就称时效。时效进程中使合金的强度、硬度增高的现象称为时效强化或时效硬化。 3．过剩相强化    当铝中参加的合金元素含水量超越其极限溶解度时，淬火加热时便有一部分不能溶入固溶体的第二相呈现称之为过剩相。在铝合金中过剩相多为硬而脆的金属间化合物。它们在合金中起阻止滑移和位错运动的作用，使强度、硬度进步，而塑性、耐性下降。合金中过剩相的数量愈多，其强化作用愈好，但过剩相多时，因为合金变脆而导致强度、塑性下降。 4细化安排强化    在铝合中添加微量元素细化安排是进步铝合金力学功能的另一种重要手法。    变形铝合金中添加微量钛、锆、铍、以及稀土元素，它们能构成难熔化合物，在合金结晶时作为非自发晶核，起细化晶粒作用，进步合金的强度和塑性。    铸造铝合金中常参加微量元素作蜕变处理来细化合金安排，进步强度和塑性。蜕变处理对不能热处理强化或强化作用不大的铸造铝合金和变形铝合金具有特别重要的含义。比如在铝硅铸造铝合金中参加微量钠或钠盐或锑作蜕变剂进行蜕变处理，细化安排能够明显进步塑性和强度。同样在铸造铝合金中参加少数锰、铬、钴等元素能使杂质铁构成的板块状或针状化合物AlFeSi细化，进步塑性，参加微量可消除或削减初晶硅，并使共晶硅细化；粒子园整度进步。 5冷变形强化    冷变形强化亦称冷作硬化，即金属材料在再结晶温度以下冷变形，冷变形时，金属内部位错密度增大，且彼此缠结并构成胞状结构，阻止位错运动。变形度越大位错缠结越严峻，变形抗力越大，强度越高。冷变形后强化的程度随变形度、变形温度及材料自身的性质而不同。同一材料在同一温度下冷变形时，变形度越大则强度越高。塑性随变形程度的添加而下降。

铜及铜合金的焊接特点有1铜及铜合金的导热性好，热容量大，易使填充金司与母材熔合不良，并造成焊不透，因此，焊接热输入宜大，必要时进行适当的预热，如焊紫铜时，预热400~500度，焊黄铜时，预热300度。2铜的线膨胀系数较大（比低碳钢大50%以上），热胀冷缩明显，焊后变形大，且在较大的残余应力下容易产生冷裂纹，因此，焊接时宜采用窄焊道，合理的焊接顺序，焊后锤打等措施，以减少变形和残余应力3铜在液态进能溶解大量的氢，但在凝固和冷却过程中，氢的溶解度大大降低，如过剩的氢气来不及逸出，就会形成氢气孔，同时氢还能与氧化亚铜反应，生成水汽（H2O），也会引起气孔。因此，焊前应彻底清理坡口及焊件表面，去除氧化物，油污，水汽等，选用脱氧及去氢能力较好的焊接材料，并按规定烘干，如焊接紫铜时，一般采用低氢焊条铜107，焊前经300度*（1~2）小时烘干。4铜在液态时容易氧化，生成氧化亚铜并溶解在铜液里，在结晶时，氧化亚铜与铜形成低熔点共晶体，存在铜晶粒的界面上，使其塑性降低，还有产生热裂纹，因此，焊接时需采用含有脱氧剂的铜及铜合金焊丝。5铜合金里的合金元素，一般比铜更易氧化和烧损，还有部分合金元素在高温易蒸发，因此，焊接黄铜时，可选用含硅的焊接材料，使熔池表面形成致密的氧化硅薄膜，以防止锌的氧化和蒸发，在工艺上设法降低焊接时的温度，提高焊接速度，尽量减少熔池处于高温下的时间，以减少锌的氧化和蒸发。  影响铜及铜合金焊接性的工艺难点主要有四项元素：一 是高导热率的影响。铜的热导热率比碳钢大7~11 倍，当采用的工艺参数与焊接同厚度碳钢差不多时，则铜材很难熔化，填充 金属 和母材也不能很好地熔合。二是焊接接头的热裂倾向大。焊接时，熔池内铜与其中的杂质形成低熔点共晶物，使铜及铜合金具有明显的热脆性，产生热裂纹。三是产生气孔的缺陷比碳钢严重得多，与要是氢气孔。四是焊接接头性能的变化。晶粒粗化，塑性下降，耐蚀性下降等。