鋁材具有優(yōu)異的物理特性和力學(xué)性能，其密度低、強(qiáng)度高、熱導(dǎo)率高、電導(dǎo)率高，耐蝕能力強(qiáng)。鋁材廣泛用于容器、機(jī)械、電力、化工、航空、航天等焊接結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品上。一、鋁材的分類及牌號表示方法

1. 鋁材的分類

（1）按有無合金成分，鋁材分為純鋁及鋁合金。鋁合金按合金系列又分為 Al-Mn 合金、Al-Cu 合金、Al-Si 合金和 Al-Mg 合金等。

（2）按壓力加工能力，可分為變形鋁和非變形鋁（例如：鑄鋁）。

（3）按能否熱處理強(qiáng)化，鋁合金又分為非熱處理強(qiáng)化鋁和熱處理強(qiáng)化鋁。鋁沒有同素異構(gòu)體，純鋁、鋁錳合金、鋁鎂合金等不可能通過熱處理相變來提高強(qiáng)度。但是，鋁銅和鋁鎂硅等合金可通過固溶時效析出強(qiáng)化相提高強(qiáng)度，稱為可熱處理強(qiáng)化鋁。不能通過固溶時效析出強(qiáng)化相提高強(qiáng)度的稱為不可熱處理強(qiáng)化鋁。

2. 牌號表示方法和狀態(tài)代號

（1）四位數(shù)字體系牌號命名方法 1997 年 1 月 1 號，我國開始實(shí)施 GB/T16474?996《變形鋁和鋁合號表示方法》標(biāo)準(zhǔn)。新的牌號表示方法采用變形鋁和鋁合金國際牌號注冊組織推薦的國際四位數(shù)字體系牌號命名方法，例如工業(yè)純鋁有 1070、1060 等，鋁板焊接箱，Al-Mn 合金有 3003等，Al-Mg 合金有5052、5086 等。

（2）四位字符體系牌號命名方法 1997 年 1 月 1 號前，我國采用前蘇聯(lián)的牌號表示方法。一些老牌號的鋁及鋁合金化學(xué)成分與國際四位數(shù)字體系牌號不完全吻合，不能采用國際四位數(shù)字體系牌號代替，為保留國內(nèi)現(xiàn)有的非國際四位數(shù)字體系牌號，不得不采用四位字符體系牌號命名方法，以便逐步與國際接軌。例如：老牌號 LF21 的化學(xué)成分與國際四位數(shù)字體系牌號 3003 不完全吻合，于是，四位字符體系表示的牌號為 3A21。

   四位數(shù)字體系和四位字符體系牌號第yi個數(shù)字表示鋁及鋁合金的類別，其含義如下：

1）1XXX 系列棗工業(yè)純鋁；

2）2XXX 系列棗 Al-Cu、Al-Cu-Mn 合金，；

3）3XXX 系列棗 Al-Mn 合金；

4）4XXX 系列棗 Al-Si 合金；

5）5XXX 系列棗 Al-Mg 合金；

6）6XXX 系列棗 Al-Mg-Si 合金；

7）7XXX 系列棗 Al-Mg-Si-Cu 合金；

8）8XXX 系列棗其它。

（3）鋁鑄件牌號 我國容器用鋁鑄件牌號采用 ZAl 主要合金元素符號 合金元素含量數(shù)百分率表示。例如；ZAlSi7Mg1A、ZAlCu4、ZAlMg5Si 等。

（4）狀態(tài)代號 相同牌號的鋁及鋁合金，狀態(tài)不同時，力學(xué)性能不相同。按照 GB/T16475《變形鋁和鋁合金狀態(tài)代號》標(biāo)準(zhǔn)，新狀態(tài)代號規(guī)定如下：    O 棗 退火狀態(tài)    H112 棗熱作狀態(tài)    T4 棗固溶處理后自然時效狀態(tài)    T5 棗高溫成形過程冷卻后人工時效狀態(tài)    T6 棗固溶處理后人工時效狀態(tài)

二、鋁容器的應(yīng)用特點(diǎn)和容器規(guī)范采用的鋁及鋁合金1.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。在高溫濃xiao酸中，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，鋁板焊接方法，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，會以金屬間化合物 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)計溫度不超過 65℃。析出相過多也會降低沖擊韌性，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，在小的載荷下即會產(chǎn)生塑性變形。鋁容器在使用與運(yùn)輸時，應(yīng)注意碰撞變形。

(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效狀態(tài)，以保證其高強(qiáng)度。

2.容器規(guī)范采用的鋁及鋁合金

   要求制造容器的材料具有良好的成形性和焊接性， JB/T4734-2002《鋁制焊接容器》中采用的鋁及鋁合金有：工業(yè)純鋁 1A85、1050A、1060 和 1200。Al-Cu 合金 2014。Al-Mn 合金 3003 和 3004。Al-Mg 合金 5A02、5A03、5A05、5052、5052、5058 和 5086。Al-Mg-Si 合金 6A02、6061 和 6063。

      眾所周知，金屬焊接加工的方法有很多種，主要分為熔焊加工、壓焊加工和釬焊加工三大類，其中熔焊是在焊接過程中將工件接口加熱至熔化狀態(tài)，不加壓力完成焊接加工的方法。熔焊時，鋁板怎樣焊接，熱源將待焊兩工件接口處迅速加熱熔化，形成熔池。熔池隨熱源向前移動，冷卻后形成連續(xù)焊縫而將兩工件連接成為一體。而熔焊是在焊接過程中將工件接口加熱至熔化狀態(tài)，不加壓力完成焊接加工的方法。熔焊時，熱源將待焊兩工件接口處迅速加熱熔化，形成熔池。熔池隨熱源向前移動，冷卻后形成連續(xù)焊縫而將兩工件連接成為一體。而壓焊加工是在加壓條件下，使兩工件在固態(tài)下實(shí)現(xiàn)原子間結(jié)合，又稱固態(tài)焊接。常用的壓焊工藝是電阻對焊，當(dāng)電流通過兩工件的連接端時，該處因電阻很大而溫度上升，當(dāng)加熱至塑性狀態(tài)時，在軸向壓力作用下連接成為一體。后釬焊加工是使用比工件熔點(diǎn)低的金屬材料作釬料，將工件和釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn)、低于工件熔點(diǎn)的溫度，利用液態(tài)釬料潤濕工件，填充接口間隙并與工件實(shí)現(xiàn)。而實(shí)現(xiàn)焊接的方法。下面我們來詳細(xì)的分析下這幾類的焊接加工：

     1.在熔焊加工過程中，如果大氣與高溫的熔池直接接觸，大氣中的氧就會氧化金屬和各種合金元素。大氣中的氮、水蒸汽等進(jìn)入熔池，還會在隨后冷卻過程中在焊縫中形成氣孔、夾渣、裂紋等缺陷，惡化焊縫的質(zhì)量和性能。

   氣體保護(hù)電弧焊就是用、二氧化碳等氣體隔絕大氣，以保護(hù)焊接加工時的電弧和熔池率；又如鋼材焊接時，在焊條藥皮中加入對氧親和力大的鈦鐵粉進(jìn)行脫氧，就可以保護(hù)焊條中有益元素錳、硅等免于氧化而進(jìn)入熔池，冷卻后獲得焊縫。     2.各種壓焊加工方法的共同特點(diǎn)是在焊接過程中施加壓力而不加填充材料。多數(shù)壓焊方法如擴(kuò)散焊、高頻焊、冷壓焊等都沒有熔化過程，因而沒有象熔焊那樣的有益合金元素?zé)龘p，和有害元素侵入焊縫的問題，從而簡化了焊接加工過程，也改善了焊接安全衛(wèi)生條件。同時由于加熱溫度比熔焊低、加熱時間短，因而熱影響區(qū)小。許多難以用熔化焊焊接的材料，往往可以用壓焊焊成與母材同等強(qiáng)度的接頭。    

     3.在以上這這種焊接加工方法中，明星機(jī)械擅長的是：弧焊加工 ，鋁焊加工，釬焊加工和碰焊加工。

鋁合金由于重量輕、比強(qiáng)度高、耐腐蝕性能好、無磁性、成形性好及低溫性能好等特點(diǎn)而被廣泛地應(yīng)用于各種焊接結(jié)構(gòu)產(chǎn)品中，采用鋁合金代替鋼板材料焊接，鋁板焊接，結(jié)構(gòu)重量可減輕50 %以上。鋁合金焊接有幾大難點(diǎn):①鋁合金焊接接頭軟化嚴(yán)重，強(qiáng)度系數(shù)低，這也是阻礙鋁合金應(yīng)用的da障礙;②鋁合金表面易產(chǎn)生難熔的氧化膜(Al2O3 其熔點(diǎn)為 2060 ℃) ，這就需要采用大功率密度的焊接工藝;③鋁合金焊接容易產(chǎn)生氣孔;④鋁合金焊接易產(chǎn)生熱裂紋;⑤線膨脹系數(shù)大，易產(chǎn)生焊接變形;⑥鋁合金熱導(dǎo)率大(約為鋼的 4 倍) ，相同焊接速度下，熱輸入要比焊接鋼材大 2～4 倍。因此，鋁合金的焊接要求采用能量密度大、焊接熱輸入小、焊接速度高的高xiao焊接方法。
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