鋁合金是工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一類有色金屬結(jié)構(gòu)材料,在航空、航天、汽車、機械制造、
船舶及化學(xué)工業(yè)中已大量應(yīng)用。隨著近年來科學(xué)技術(shù)以及工業(yè)經(jīng)濟的飛速發(fā)展,對鋁
合金焊接結(jié)構(gòu)件的需求日益增多,使鋁合金的焊接性研究也隨之深入。鋁合金的廣泛
應(yīng)用促進了鋁合金焊接技術(shù)的發(fā)展,同時焊接技術(shù)的發(fā)展又拓展了鋁合金的應(yīng)用領(lǐng)域,
因此鋁合金的焊接技術(shù)正成為研究的熱點之一。 純鋁的密度?。é?2.7g/m3),
大約是鐵的 1/3,熔點低(660℃),鋁是面心立方結(jié)構(gòu),故具有很高的塑性(δ:32~40%,ψ:70~90%),易于加工,可制成各種型材、板材??垢g性能好;但是純鋁的強度很低,
退火狀態(tài) σb 值約為8kgf/mm2,故不宜作結(jié)構(gòu)材料。通過長期的生產(chǎn)實踐和科學(xué)實驗,
人們逐漸以加入合金元素及運用熱處理等方法來強化鋁,這就得到了一系列的鋁合金。
添加一定元素形成的合金在保持純鋁質(zhì)輕等優(yōu)點的同時還能具有較高的強度,σb 值分
別可達 24~60kgf/mm2。這樣使得其“比強度”(強度與比重的比值 σb/ρ)勝過很
多合金鋼,成為理想的結(jié)構(gòu)材料,廣泛用于機械制造、運輸機械、動力機械及航空工
業(yè)等方面,飛機的機身、蒙皮、壓氣機等常以鋁合金制造,以減輕自重。采用鋁合金
代替鋼板材料的焊接,結(jié)構(gòu)重量可減輕50%以上。 鋁合金密度低,但強度比較高,
接近或超過優(yōu)質(zhì)鋼,塑性好,可加工成各種型材,具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和抗蝕性,
工業(yè)上廣泛使用,使用量僅次于鋼。 鋁合金分兩大類:鑄造鋁合金,在鑄態(tài)下使用;
變形鋁合金,能承受壓力加工,力學(xué)性能高于鑄態(tài)??杉庸こ筛鞣N形態(tài)、規(guī)格的鋁合金材。
主要用于制造航空器材、日常生活用品、建筑用門窗等。
鋁合金按加工方法可以分為形變鋁合金和鑄造鋁合金。形變鋁合金又分為不可
熱處理強化型鋁合金和可熱處理強化型鋁合金。不可熱處理強化型不能通過熱處
理來提高機械性能,只能通過冷加工變形來實現(xiàn)強化,它主要包括高純鋁、
工業(yè)高純鋁、工業(yè)純鋁以及防銹鋁等??蔁崽幚韽娀弯X合金可以通過淬火和
時效等熱處理手段來提高機械性能,它可分為硬鋁、鍛鋁、超硬鋁和特殊鋁合
金等。 一些鋁合金可以采用熱處理獲得良好的機械性能,物理性能和抗腐蝕
性能。 鑄造鋁合金按化學(xué)成分可分為鋁硅合金,鋁銅合金,鋁鎂合金,
鋁鋅合金和鋁稀土合金,其中鋁硅合金又有簡單鋁硅合金(不能熱處理強化,
力學(xué)性能較低,鑄造性能好),特殊鋁硅合金(可熱處理強化,力學(xué)性能較高,
鑄造性能良好),
鋁及其合金的優(yōu)良特點是外觀好、質(zhì)輕、可機加工、物理和力學(xué)性能好、
抗腐蝕,在很多應(yīng)用領(lǐng)域中被認為最經(jīng)濟實用。
鋁的密度只有2.7×103㎏/m3,約為鋼、銅或黃銅密度的1/3左右。
由于鋁的材質(zhì)輕,因此常用于制造汽車、火車、地鐵、船舶、飛機、火箭、
飛船等陸??战煌üぞ?,以減輕自重增加裝載量。鋁在軍工中也有廣泛應(yīng)用。
在大多數(shù)環(huán)境條件下,包括在空氣、水(或鹽水)、石油化學(xué)和很多化學(xué)體系中,
鋁能顯示優(yōu)良的抗腐蝕性。
鋁的表面具有高度的反射性,輻射能、可見光、輻射熱和電波都能有效地被
鋁反射,而經(jīng)陽極氧化和深色陽極氧化的表面可以是反射性的,也可以是吸收性的,
拋光后的鋁在很寬波長范圍內(nèi)反射優(yōu)良,因而具有多種裝飾用途及反射功能性用途。
鋁通常顯示出優(yōu)良的電導(dǎo)率,它的導(dǎo)電能率約為銅的三分之二,但由于其密度
僅為銅的三分之一,因而,將等質(zhì)量和等長度的鋁線和銅線相比,鋁的導(dǎo)電能力約
為銅的二倍,且價格較銅低,應(yīng)用成本低,所以常被電力工業(yè)和電子工業(yè)選用。
目前,具有高電阻率的一些特定鋁合金也已經(jīng)研制成功,這些合金可用于如高轉(zhuǎn)
榘的電動機中。 鋁的熱導(dǎo)率很高,僅次于銅,鋁的導(dǎo)熱能力比鐵大3倍,
大約是銅的50%~60%。銅的導(dǎo)熱性雖然最佳,可是制造同樣大小的工件重量要
比鋁大很多,價格也比鋁貴很多。因此,制造散熱器鋁仍是首選。鋁的性價比對
制造熱交換器、蒸發(fā)器、加熱電器、炊事用具,以及汽車的缸蓋與散熱器都很有利。
鋁是非鐵磁性的,這對電氣工業(yè)和電子工業(yè)而言是一個極其重要的特性。
鋁是不能自燃的,這對涉及裝卸或接觸易燃易爆材料的行業(yè)來說十分重要。
鋁的毒性非常微小,通常用于制造盛食品和飲料的容器。近年來,鋁箔在香煙、
藥品、食品的包裝方面應(yīng)用越來越廣泛,已成為包裝業(yè)的重要材料。
鋁的自然表面狀態(tài)具有宜人的外觀。它柔軟、有光澤,而且為了美觀,
還可著色或染上紋理圖案。在現(xiàn)代生活中,鋁已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在建筑行業(yè)和
日用百貨中。鋁還具有良好的吸音性能,根據(jù)這一特點,-些廣播室、現(xiàn)代化
大建筑內(nèi)的天花板等有的采用了鋁。
鋁的可塑性非常好。純的鋁很軟,強度不大,有著良好的延展性,可拉成
細絲和軋成箔片,具有良好的可機加工性,大量用于電線、電纜制造業(yè)和無線電
工業(yè)以及包裝業(yè)。在某些金屬中加入少量鋁,便可大大改善其性能。如在鋁中加
入少量鎂、銅,可制得堅韌的鋁合金;又如青銅鋁(含鋁4%~15%)合金,具有高
強度的耐蝕性,硬度與低碳鋼接近,且有不易變暗的金屬光澤,常用于珠寶飾物
和建筑業(yè)中,用于機器的零件和工具制造,用于酸洗設(shè)備和其它與稀******、鹽酸
和氫氟酸接觸的設(shè)備,可制作電焊刷和夾柄、重型齒輪和蝸輪、金屬成型模、
機床導(dǎo)軌、不發(fā)生火花的工具、無磁性鏈條、壓力容器、熱交換器、壓縮機葉片、
船舶螺旋漿和錨等。在鋁中加入鎂,便制得鋁鎂合金,其硬度比純的鎂和鋁都大許多,
而且保留了其質(zhì)輕的特點,常用于制造飛機的機身、火箭的箭體、門窗,美化居室環(huán)境,
制造船舶;在鋁里添加其它金屬成份,可以變成各種各樣的鋁合金,一些鋁合金在
強度上甚至超過結(jié)構(gòu)鋼材。 機電
鋁的連接也很容易,可用各式各樣的方法,包括熔焊、電阻焊、硬焊、軟焊、
粘結(jié)以及諸如鉚接和栓接之類的機械方法。