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發布時間：2020-07-23 19:12
鋁材具有優異的物理特性和力學性能，其密度低、強度高、熱導率高、電導率高，耐蝕能力強。鋁材廣泛用于容器、機械、電力、化工、航空、航天等焊接結構的產品上。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）按能否熱處理強化，鋁合金又分為非熱處理強化鋁和熱處理強化鋁。鋁沒有同素異構體，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度。但是，鋁銅和鋁鎂硅等合金可通過固溶時效析出強化相提高強度，稱為可熱處理強化鋁。不能通過固溶時效析出強化相提高強度的稱為不可熱處理強化鋁。然而，使用這種送絲焊機的話，用5356鋁合金通常電流不足以達到較好的焊接效果。
2. 牌號表示方法和狀態代號
（1）四位數字體系牌號命名方法 1997 年 1 月 1 號，我國開始實施 GB/T16474?030英寸的焊絲（送絲相當困難）和3/64英寸的焊絲（緊湊的小型焊機無法提供足夠的電流來可靠的熔化這個直徑的焊絲）。996《變形鋁和鋁合金牌號表示方法》標準。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字體系牌號命名方法，例如工業純鋁有 1070、1060 等，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，我國采用前蘇聯的牌號表示方法。一些老牌號的鋁及鋁合金化學成分與國際四位數字體系牌號不完全吻合，不能采用國際四位數字體系牌號代替，為保留國內現有的非國際四位數字體系牌號，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 的化學成分與國際四位數字體系牌號 3003 不完全吻合，于是，四位字符體系表示的牌號為 3A21。用一只手安全的握住焊絲軸確保其不會松開，一但你拆開了玻璃紙包裝，就用另一只手握住焊絲松開的一頭——在將其放入驅動滾輪之前不要松手。
四位數字體系和四位字符體系牌號第yi個數字表示鋁及鋁合金的類別，其含義如下：
1）1XXX 系列棗工業純鋁；
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 合金元素含量數百分率表示。例如；ZAlSi7Mg1A、ZAlCu4、ZAlMg5Si 等。
（4）狀態代號 相同牌號的鋁及鋁合金，狀態不同時，力學性能不相同。TIG焊工藝適于焊接厚度小于3㎜的薄板，工件變形明顯小于氣焊和手弧焊。按照 GB/T16475《變形鋁和鋁合金狀態代號》標準，新狀態代號規定如下： O 棗 退火狀態 H112 棗熱作狀態 T4 棗固溶處理后自然時效狀態 T5 棗高溫成形過程冷卻后人工時效狀態 T6 棗固溶處理后人工時效狀態
二、鋁容器的應用特點和容器規范采用的鋁及鋁合金1.鋁容器的應用特點
(1)鋁在空氣和氧化性水溶液介質中，其表面較易產生致密的氧化鋁鈍化膜，它在一些氧化性介質中具有良好的耐蝕性。在高溫濃xiao酸中，純鋁的耐蝕性優于不銹鋼。鋁材常作為耐蝕容器材料。
(2)對一些腐蝕性不太強，但要求防鐵污染的介質，如化纖生產介質等，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，沒有同素異構體，低溫下不存在像鐵素體鋼那樣的脆性轉變，鋁容器的低設計溫度可達-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中產生應力腐蝕敏感性，只有在 65℃以下使用才不會產生應力腐蝕，因此含鎂量超過了 3％的鋁鎂合金規定設計溫度不超過 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檢驗沖擊韌性。其他鋁和鋁容器，包括低溫鋁容器均不要求進行沖擊韌性檢驗。焊接鋁合金較適宜的工藝方法是交流TIG焊和交流脈沖TIG焊，其次是直流反接TIG焊。
(4) 由于鋁鎂硅合金固溶時效狀態強度高，塑性也較好，焊接性好，焊接接頭在焊后狀態仍能保持較高的強度，因而常用作容器用高強度鋁合金。鋁，特別是純鋁的規定非比例伸長應力很低，在小的載荷下即會產生塑性變形。鋁容器在使用與運輸時，應注意碰撞變形。好消息是，我們不需要什么特殊的設備——你現有的調整器（除了二氧化碳調整器以外）和氣管都能被用在純凈的或者混合的氣體。
(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或熱作狀態使用，不采用冷作狀態。熱作狀態鋁的焊接接頭，焊接熱對熱影響區有退火作用，因而其許用應力也只取退火狀態鋁材的許用應力。只有鋁鎂硅合金和鋁銅合金的鋁材才采用固溶時效狀態，以保證其高強度。2需要的設備你至少需要擁有一臺價值4000美元的焊機和高超的焊接技巧來焊接鋁材。
2.容器規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。（2）根據JB/T4734-2002附錄焊接工藝評定的要求，對10mm厚鋁板5052焊接試件的對接環縫、進行機械性試驗，達到要求，拉伸、彎曲試驗合格。
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鋁合金筒體環縫對接等離子焊接工藝研究
目前， 鋁合金筒體對接環縫采用的焊接工藝為：（1）外焊縫：手工TIG打底焊、填充焊（并且對接前需要上鏜床加工坡口）、自動TIG蓋面焊；（2）內焊縫：TIG重熔；惰性氣體維護焊(TIG或MIG)辦法是使用最廣泛的鋁及鋁合金焊接辦法。這種工藝工人勞動強度大、生產效率低而且易產生焊接缺陷，當X射線檢測出內部焊縫缺陷時需用風銑刀銑開焊縫進行焊補并重新進行探傷，返修時間較長且浪費人力物力，影響生產進度，傳統的焊接工藝已難保焊接質量和大批量生產。
文中將就主筒體對接環縫采用等離子弧焊即單面焊，雙面成型的焊接工藝可行性進行闡述，這樣既能降低勞動強度又能保證焊縫的內部質量。
1 等離子焊接優點
（1）不用開坡口，由于變極性等離子焊接的強大穿透能力，
12mm以內的工件不需要開坡口。
?。?）節省焊絲和電力成本，一次穿透12mm的焊接電流只有350安培，比TIG和MIG焊接需要的電流小。而且，MIG和TIG要完成一個12mm開坡口的焊縫，需要浪費大量的焊絲。
?。?）節省人工和物流成本；相對于原來的手工多道焊工藝，現有工藝的焊接效率相當于5個焊接工人的工作效率。
?。?）單面焊、雙面成型，工件變形明顯小；改進后的焊接工藝采用高溫、高聚能的等離子弧和等離子氣實施焊接，焊接的能量密度高、熱影響區小，因而焊接的多余熱輸入小。
?。?）減少對厚大鋁合金的多道焊，增強接頭強度。在多道焊的情況下，鋁合金焊縫及熱影響區經過多次回火，接頭強度明顯降低。采用改進后的工藝方式一次焊透，有助于減少回火傾向和熱影響區的范圍，明顯提高鋁合金焊接機頭的強度。
2 技術方案
?。?）焊接試件的準備。
?。?）投制實驗焊件的主筒體的材質為5052-H112。
?。?）所選焊接材料為ER5356，焊絲直徑？準1.6mm。
?。?）焊接方法：主體對接采用等離子弧焊，外縫自動TIG（蓋面），內縫自動TIG重熔。
?。?）無損檢測情況。
對焊接試件進行X光實時成像無損檢測（檢測圖像編號：RT1307 943）檢測結果為I級。
?。?）焊接工藝評定。
試件按JB/T4734-2002 進行機械性能試驗，檢測試驗結果合格：
3 結束語
?。?）根據NB/T 47013-2015進行無損檢測，對10mm厚鋁板
5052焊接試件的對接環焊縫進行X攝射線和超聲探傷，達到I級合格。
?。?）根據JB/T4734-2002附錄焊接工藝評定的要求，對10mm
厚鋁板5052焊接試件的對接環縫、進行機械性試驗，達到要求，拉伸、彎曲試驗合格。
?。?）按焊縫對接工藝卡指導實際生產應用，焊縫內部質量及外觀與縱縫一致，無損檢測合格率100%，在生產中推廣應用。
為什么都說鋁合金產品比其它金屬產品好呢？
鋁合金特點
鋁是銀白色的輕金屬，具有杰出的塑性、較高的導電性和導熱性，一起還具有抗yang化和抗腐蝕的才能。鋁很簡單氧化發生三氧化二鋁薄膜，在焊縫中簡單發生夾雜物，然后損壞金屬的連續性和均勻性，降低其機械功能和耐腐蝕功能。常見鋁合金母材和焊絲的化學成分及機械功能。對于2017、2A11、6A02等，推薦溫度為360℃，根據工件大小與要求，退火溫度可正向或負向各調20℃～30℃，保溫時間可在0。
斷定安裝空隙及定位焊距離
鋁合金施焊進程中，鋁板受熱脹大，致使焊縫坡口空隙削減，焊前安裝空隙假如留得太小，焊接進程中就會引起兩板的坡口堆疊，添加焊后板面不平度和變形量;相反，安裝空隙過大，則施焊艱難，并有燒穿的能夠。適宜的定位焊距離能保證所需的定位焊空隙，因而，選擇適宜的安裝空隙及定位焊距離，是削減變形的一項有用辦法。公司技術力量雄厚，擁有健全的質量管理體系，獲得iso9001：2008質量管理體系認證，憑借優異的產品質量，卓越的服務精神，在市場上取得不凡的業績，獲得客戶廣泛認可和贊譽。
