第一篇：其他鑄鐵簡介,鋁及鋁合金教案[大全]

金屬工藝學電子教案（18）

【課題編號】

18-7.2，8.1 【課題名稱】

其他鑄鐵簡介，鋁及鋁合金 【教材版本】

郁兆昌主編．中等職業教育國家規劃教材—金屬工藝學（工程技術類）．第2版．北京：高等教育出版社，2006 【教學目標與要求】

一、知識目標 了解可鍛鑄鐵、蠕墨鑄鐵、合金鑄鐵與工業純鋁、常用變形鋁合金、鑄造鋁合金的牌號、性能及用途。

二、能力目標

能根據可鍛鑄鐵、蠕墨鑄鐵、變形鋁合金、鑄造鋁合金的牌號，知道它們的性能及大致用途。

三、素質目標

了解可鍛鑄鐵、蠕墨鑄鐵、合金鑄鐵、變形鋁合金、鑄造鋁合金的牌號、性能及用途，有初步的運用能力。

四、教學要求

一般了解可鍛鑄鐵，蠕墨鑄鐵和合金鑄鐵的牌號、性能及應用。一般了解工業純鋁、常用變形鋁合金和鑄造鋁合金的牌號、性能及用途。【教學重點】

常用變形鋁合金和鑄造鋁合金的牌號、性能及用途。【難點分析】

變形鋁合金的強化方法和熱處理特點。【分析學生】

1．具有學習的知識基礎。2．具有學習的能力基礎。

3．鋁及鋁合金具有重量輕、在大氣中耐蝕性好、比強度高等優點，是航空、航天器上重要結構材料。變形鋁合金的強化方法和熱處理有其特點。學習中要關注性能特點和強化特點，聯系具體牌號的應用。【教學設計思路】

教學方法：講練法、演示法、討論法、歸納法。【教學資源】

1．郁兆昌，潘展，高楷模研編制作．金屬工藝學網絡課程．北京：高等教育出版社，18-1 2005 2．郁兆昌主編．金屬工藝學教學參考書（附助學光盤）．北京：高等教育出版社，2005 【教學安排】

2學時（90分鐘）

教學步驟：講授與演示交叉進行、講授中穿插練習與設問，穿插討論，最后進行歸納。【教學過程】

一、復習舊課（15 分鐘）

1．簡述

灰鑄鐵，球墨鑄鐵牌號、性能及應用。2．講評作業批改情況； 3．提問： 題7-12。

二、導入新課

鑄鐵除灰鑄鐵、球墨鑄鐵外，還有可鍛鑄鐵、蠕墨鑄鐵和合金鑄鐵。

有色金屬是指鋼鐵以外的其他金屬。有色金屬種類很多，又具有某些獨特的性能，是現代工業中不可缺少的金屬材料。

三、新課教學（70分鐘）

1．其他鑄鐵簡介（30分鐘）

教師講授可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵、合金鑄鐵。演示網絡課程可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵、合金鑄鐵應用實例三個視頻。

學生課堂練習：題7-8；7-9。教師巡回指導、設問、提問；學生回答、討論；教師講評。2．鋁及鋁合金（40分鐘）教師講授工業純鋁、鋁合金的分類與牌號、變形鋁合金、鑄造鋁合金。演示網絡課程hapter8內容說明。

學生課堂練習：題8-1；8-4。教師巡回指導、設問、提問；學生回答、討論；教師講評。

四、小結（5分鐘）

簡述常用變形鋁合金、鑄造鋁合金牌號、大致用途。

五、作業布置 1．習題： 題7-7；8-2。2．思考題：

題7-10；8-3。【板書設計】

參考相應的PPT文集。【教學后記】

18-2

第二篇：《鋁及鋁合金》教案

《鋁及鋁合金》教學設計

一、教學課題

蘇教版《化學1》專題3第一單元《鋁及鋁合金》，讓學生了解鋁的主要性質，能運用鋁的性質解釋生產、生活中的一些實際問題，培養學生實驗操作能力、觀察能力和分析問題的能力。善于利用互聯網搜索，擴大知識面，加深對知識的理解。

二、教材分析

本節課要求掌握鋁的主要性質，結合知識解決生產、生活中的一些實際問題。

教學目標：

1、理解并掌握鋁的主要性質和用途

2、通過實驗探究和問題討論，了解實驗研究的方法。

3、通過動手實驗及分組討論，激發學生的探究熱情，形成對科學持續的內在興趣。

三、教學方法

教法：分組討論法、實驗探究法、多媒體課件教學、充分運用互聯網技術，搜索相關知識加深理解，激發興趣，提高能力。

學法：學生預習，上網查找相關資料，合作交流，解讀探究。

四、教學過程

軍事的發展其實也離不開化學，制造導彈、飛機的材料都要用到鋁合金。現在就讓我們走進鋁的世界。

[圖片觀察]同學們看，這幅圖(如圖1所示)展示了鋁的很多用途。用途由性質決定，請大家觀察這些圖片，討論、歸納鋁的物理性質。

[分組討論一] 由圖片討論并歸納出鋁的物理性質。[第一次展示高壓鍋] 請看，這是日常生活中常用的鋁制高壓鍋，高壓鍋中都有這樣的一張說明書，請一位同學上來讀一下說明書中關于清洗高壓鍋的注意事項。這位同學讀的內容已經顯示在大屏幕上了(如圖2所示)，請大家分組討論一下，從說明書中推測鋁可能有哪些化學性質？

[分組討論二]從說明書中推測鋁可能具有的化學性質。

[歸納總結]從說明書中可以看出，鋁能與酸、堿等物質反應。是不是這樣呢？我們用實驗來驗證。

[分組實驗] 鋁與酸、堿、鹽的反應。這是點滴板，今天的實驗就在點滴板中進行，主要做三個實驗：鋁與酸、堿、鹽的反應。(如圖3所示)實驗過程中請仔細觀察現象。

[匯報現象]已經完成實驗的小組請舉手。請同學來描述一下實驗現象。[原因分析]同樣是鋁片與硫酸反應，不同小組觀察到的現象為什么不一樣呢？（停頓）原來是硫酸的濃度不同，有的小組發的是稀硫酸，有的發的卻是濃硫酸。請到課本P68中尋找答案。

[啟迪升華]剛才的實驗告訴我們，活潑金屬與酸反應不一定都有氣體產生，這幾組同學觀察非常仔細，沒有主觀臆斷，而是尊重事實，科學探究要的就是這種實事求是的態度。

[分組討論三]常溫下，鋁片在濃硫酸中會“鈍化”，在空氣中能不能也形成致密的氧化膜呢？請結合生活實際來討論一下。

[歸納總結]鐵容易生銹，而鋁難腐蝕。為什么呢？鐵在空氣中被氧化，表面生成的Fe2O3是疏松的，不能阻止了內部的鐵進一步發生反應。鋁比鐵更活潑，但鋁在空氣中生成Al2O3是致密的氧化膜，阻止了內部的鋁進一步發生反應。(如圖4所示)[第二次展示高壓鍋]拿出高壓鍋并敲打，鋁制高壓鍋能否經常用鋼絲球擦洗？

[引導釋疑]擦了不是更亮嗎？(停頓片刻)擦了氧化，再擦再氧化，雖然漂亮，但越擦越薄。

[提出問題]鐵在純氧中劇烈燃燒，火星四射，鋁比鐵活潑，鋁在純氧中也能燃燒嗎？

[教師講解]鋁粉在氧氣中燃燒。利用盛有二氧化錳的廣口瓶，加適量的雙氧水可產生氧氣，用棉花包裹鋁粉，點燃。

[軍事應用]軍事上利用這個反應來制造信號彈、燃燒彈，還可用作火箭推進劑。

[提出問題]通過前面的分組實驗，大家觀察到：鋁不僅與酸溶液反應，也能與強堿溶液產生氣體。鋁與氫氧化鈉、水反應，生成了一種鈉鹽，叫偏鋁酸鈉。反應中鋁元素由0價升高到+3價，那產生的是什么氣體呢？請討論確定一下。

[分組討論四] 鋁與氫氧化鈉溶液反應產生的是什么氣體？

[歸納總結]從元素守恒看，氣體可能是氧氣或氫氣。從化合價看反應中鋁元素的化合價升高了，必然有元素化合價降低，能降低的元素只能是氫元素，生成的是氫氣。是不是呢？請觀察下面的演示實驗(如圖6所示)[演示實驗二]師生合作完成鋁粉與氫氧化鈉溶液反應

實驗

[得出結論]這種氣體可以燃燒，果然是氫氣。

[第三次展示高壓鍋]鋼絲球對高壓鍋是物理損害，而酸堿性食品腐蝕高壓鋁鍋是化學損害，原理是酸、堿先破壞表面氧化膜，繼而再與內部的鋁反應。

[播放視頻]（野外焊接鋼軌）

[提出問題]視頻中焊接鋼軌用到的那袋試劑是什么呢？

[演示實驗三]利用鋁熱反應來焊接鐵釘。下面我來模擬這個實驗，這是埋在沙里的兩根鐵釘，將它們相互靠近，同學們可將這兩根鐵釘想象成兩根鋼軌，再向試管中加入鋁粉和氧化鐵的混合物，加一定量氯酸鉀，氯酸鉀高溫產生氧氣，助燃。插上鎂條，鎂條燃燒可以產生反應需要的高溫。(如圖7所示)

[課堂鞏固練習] 1.鋁在人體中積累可使人慢性中毒，1989年世界衛生組織正式將鋁確定為食品污染源之一而加以控制。鋁在下列場合的使用須加以控制的是

（）①制鋁錠 ②制易拉罐 ③制電線、電纜 ④制包糖果用的鋁箔 ⑤制炊具⑥制防銹油漆

A．①②④⑤⑥

B．②⑤⑥

C．②④⑤

D．③④⑤⑥ 2.相同條件下，等質量的鋁分別與足量硫酸溶液、燒堿溶液反應產生的氫氣的體積比為（）

A．1∶l

B．2∶l

C．3∶D．1∶3 3.鋁合金因堅硬、輕巧、美觀、潔凈、易于加工而成為新型建筑裝潢材料，主要用于制作窗框、卷簾門、防護欄等。下列與這些用途無關的性質是

（）A．不易生銹

B．導電性好

C．密度小

D．強度高

五、教學反思

（1）充分體現“從生活走進化學，從化學走向社會”的教學理念。從生活視角巧妙進入化學視角，調動了學習化學的積極性。

（2）課堂上每個實驗都有震撼力。實驗現象很“刺激”。學生激動、歡呼，對學科知識的理解將是何等深刻。

（3）充分利用互聯網搜索視頻，加強了學生的直觀認識，激發了學生的學習興趣，提高了教學效果。

第三篇：鋁及鋁合金焊絲發展

鋁及鋁合金焊接工藝及其焊絲發展

組員（第五組）：李慶樹 關子健 梁志寬 黃理寬 莫先耀 陳長陽

摘要： 鋁合金具有良好的耐蝕性、較高的比強度和導熱性以及在低溫下能保持良好力學性能等特點，在航空航天、汽車、電工、化工、交通運輸、國防等工業部門被廣泛地應用。掌握鋁合金的焊接性特點、焊接操作技術、接頭質量和性能、缺陷的形成及防止措施等，對正確制定鋁合金的焊接工藝，獲得良好的接頭性能和擴大鋁合金的應用范圍具有十分重要的意義。隨著焊接工藝發展，鋁合金焊絲也受到人們的關注，介紹鋁合金焊絲的化學成分、產品性能及選擇原則,闡述其生產工藝的發展現狀,指出我國焊絲生產存在的問題,展望鋁合金焊絲的發展趨勢。

關鍵詞:鋁及鋁合金;焊絲;焊接：工藝

Aluminum and aluminum alloy welding wire technology and its development Abstract: aluminum alloy has high corrosion resistance, good specific strength and thermal conductivity and the temperature can maintain good mechanical properties and other characteristics, are widely used in aerospace, automotive, electrical, chemical, transportation, national defense and other industrial sectors.Master of aluminum alloy welding characteristics, operation technology and joint quality and performance, welding defect formation and prevent measures of welding process, the correct formulation of the aluminum alloy, and has very important significance to obtain the good performance of the scope of application of the joint and the expansion of aluminum alloy.With the development of welding technology, welding wire of aluminum alloy is attention, introduces the chemical composition, product performance and selection principle of aluminum alloy welding wire, mainly describes the present situation of its production process, points out the existing problems of China's production of welding wire, aluminum alloy wire development trend prospect.Keywords: aluminum and aluminum alloy;welding wire;welding process

第一章

1.1鋁合金的分類、成分和性能

（1）鋁合金的分類

鋁合金可分為變形鋁合金（雙分為非熱處理強化鋁合金、熱處理強化鋁合金兩類）鑄造鋁合金。變形鋁合金是指經不同的壓力加工方法制成的板、帶、管、型、條等半成品材料；鑄造鋁合金以合金鑄錠供應。

按GB/T3190—1996和GB/T16474—1966的規定，鋁合金牌號命名的基本原則是：可直接采用國際四位數字體系牌號。四位字符牌號的第一位、第三位、第四位為阿拉伯數字，第二位為英文大寫字母。2×××為Al－Cu系，3×××為Al－Mn系，4×××為Al－Si系，5×××為Al－Mg系，6×××為Al－Mg－Si系，7×××為Al－Zn系，8×××為Al－其他元素，9×××為Al－備用系。這樣，我國變形鋁合金的牌號表示法與國際上的通用方法基本一致。

1）非熱處理強化鋁合金

非熱處理強化鋁合金通過加工硬化、固溶強化提高力學性能，特點是強度中等、塑性及耐蝕性好，又稱防銹鋁，原先代號為LF××。Al－Mn合金和Al－Mg合金屬于防銹鋁合金，不能熱處理強化，但強度比純鋁高，并且具有優異的抗腐蝕性和良好的焊接性，是目前焊接結構中應用最廣的鋁合金、超硬鋁、鍛鋁等。

硬鋁 硬鋁的牌號是按銅的增加順序編排的。Cu是硬鋁的主要成分，為了得到高的強度，Cu含量一般應控制在4.0%～4.8%。Mn也是硬鋁的主要成分，主要作用是消除鐵對抗蝕性的不利的影響，還能細化晶粒、加速時效硬化。在硬鋁合金中，銅、硅、鎂等元素能形成溶解于鋁的化合物，從而促使硬鋁合金在熱處理時強化。

退火狀態下硬鋁的抗拉強度為160～220MPa，經過淬火及時效后抗拉強度增加至312～460MPa。但硬鋁的耐蝕性能差，為了提高合金的耐蝕性，常在硬鋁板表面覆蓋一層工業純鋁保護層。

超硬鋁 合金中鋅、鎂、銅的平均總含量可達9.7%～13.5%，在當前航空航天工業中仍是強度最高和應用最多的一種輕合金材料。超硬鋁的塑性和焊接性差，接頭強度遠低于母材。由于合金中鋅含量較多，形成晶間腐蝕及焊接熱裂紋的傾向較大。

鍛鋁 具有良好的熱塑性，而且銅含量越少熱塑性越好，適于作鍛件用。具有中等強度和良好的抗蝕性，在工業中得到廣泛應用。

（2）鋁合金的性能 鋁合金的物理性能見表1.3。

防銹銅器（鋁錳合金、鋁鎂合金）主要用于要求高的塑性的焊接性、在液體或氣體介質中工作的低載荷零件，如油箱、汽油或潤滑油導管、各種液體容器和其他用深拉制作的小負荷零件等。鋁合金被廣泛應用航空航天、建筑、汽車、機械制造、電工、化學工業、商業等領域。鋁合金在飛機制造中是主要的結構材料，它約占骨架質量的55%，而且大部分關鍵軸承部件，如渦輪發動機軸向壓縮機葉片、機翼、骨架、外殼、尾翼等是由鋁合金制造的。

1.2 鋁合金的焊接性特點

鋁合金熔化焊時有如下困難和特點： [1]（1）鋁和氧的親和力很大，因此在鋁及鋁合金表面總有一層難熔的氧化鋁膜遠遠超過鋁的熔點，這層氧化膜不溶于金屬并且妨礙被熔融填充金屬潤濕。在焊接或釬焊過程中應將氧化膜清除或破壞掉。

（2）熔焊時，鋁合金的焊接性首先體現在抗裂性上。在鋁中加入銅、錳、硅、鎂、鋅等合金元素可獲得不同性能的合金，各種合金元素對鋁合金焊接裂紋的影響不同。

（3）鋁合金的固態和液態色澤不易區別，焊接操作時難以控制熔池溫度。（4）焊后焊縫易產生氣孔，焊接接頭區易發生軟化。

對鋁合金進行焊接，可以用多種不同的焊接方法，表1.4所列的為部分鋁合金的相對焊接性。

現代科學技術的發展促進了鋁合金焊接技術的進步。可焊接的鋁合金材料范圍逐步擴大，現在不僅可以成功地焊接非熱處理強化的鋁合金，而且解決了傳統的航空航天和軍工等行業，逐步擴大到國民經濟生產和人民生活的各個領域。鋁合金的焊接方法和材料選用 2.1鋁合金的焊接方法

鋁合金的焊接方法很多，各種方法有其不同的應用場合。除了傳統的熔焊、電阻焊、氣焊方法外，其他一些焊接方法（如等離子弧焊、電子束焊、真空擴散焊等）也可以容易地將鋁合金焊接在一起。

鋁合金常用焊接方法的特點及適用范圍見表2.1。應根據鋁及鋁合金的牌號、焊件厚度、產品結構以及對焊接性的要求等選擇。

（1）氣焊

氧－乙炔氣焊火焰的熱功率低，熱量較分散，因此焊件變形大、生產率低。用氣焊焊接較厚的鋁焊件時需預熱，焊后的焊縫金屬不但晶粒粗大、組織疏松，而且容易產生氧化鋁夾雜、氣孔及裂縫等缺陷。這種方法只用于厚度范圍在0.5～10㎜的不重要鋁結構件和鑄件的焊補上。

（2）鎢極氬弧焊

這種方法是在氬氣保護下施焊，熱量比較集中，電弧燃燒穩定，焊縫金屬致密，焊接接頭的強度和塑性高，在工業中獲得起來越廣泛的應用。鎢極氬弧焊用于鋁合金是一種較完善的焊接方法，但鎢極氬弧焊設備較復雜，不宜在室外露天條件下操作。

（3）熔化極氬弧焊

自動、半自動熔化極氬弧焊的電弧功率大，熱量集中，熱量影響區小，生產效率比手工鎢極氬弧焊可提高2～3倍。可以焊接厚度在50㎜以下的純鋁及鋁合金板。例如，焊接厚度30㎜的鋁板不必預熱，只焊接正、反兩層就可獲得表面光滑、質量優良的焊縫。半自動熔化極氬弧焊適用于定位焊縫、斷續的短焊縫及結構形狀不規則的焊件，用半自動氬弧焊焊炬可方便靈活地進行焊接，但半自動焊的焊絲直徑較細，焊縫的氣孔敏感性較大。

（4）脈沖氬弧焊 1）鎢極脈沖氬弧焊

用這種方法可明顯改善小電流焊接過程的穩定性，便于通過調節各種工藝參數來控制電弧功率和焊縫成形。焊件變形小、熱影響區小，特別適用于薄板、全位置焊接等場合以及對熱敏感性強的鍛鋁、硬鋁、超硬鋁等的焊接。2）熔化極脈沖氬弧焊

可采用的平均焊接電流小，參數調節范圍大，焊件的變形及熱影響區小，生產率高，抗氣孔及抗裂性好，適用于厚度在2～10㎜鋁合金薄板的全位置焊接。

（5）電阻點焊、縫焊

可用來焊接厚度在4㎜以下的鋁合金薄板。對于質量要求較高的產品可采用直流沖擊波點焊、縫焊機焊接。焊接時需要用較復雜的設備，焊接電流大、生產率較高，特別適用于大批量生產的零、部件。

（6）攪拌摩擦焊

攪拌摩擦焊是一種可用于各種合金板焊接的固態連接技術。與傳統熔焊方法相比，攪拌摩擦焊無飛濺、無煙塵，不需要添加焊絲和保護氣體，接頭無氣孔、裂紋。與普通摩擦相比，它不受軸類零件的限制，可焊接直焊縫。這種焊接方法還有一系列其它優點，如接頭的力學性能好、節能、無污染、焊前準備要求低等。由于鋁及鋁合金熔點低，更適于采用攪拌摩擦焊。

2.2 鋁用焊接材料

（1）焊絲

采用氣焊、鎢極氬弧焊等焊接鋁合金時，需要加填充焊絲。鋁及鋁合金焊絲分為同質焊絲和異質焊絲兩大類。為了得到良好的焊接接頭，應從焊接構件使用要求考慮，選擇適合于母材的焊絲作為填充材[2]。

選擇焊絲首先要考慮焊縫成分要求，還要考慮產品的力學性能、耐蝕性能，結構的剛性、顏色及抗裂性等。選擇熔化溫度低于母材的填充金屬，可大大減小熱影響區的晶間裂紋傾向。對于非熱處理合金的焊接接頭強度，按1000系、4000系、5000系的次序增大。含鎂3%以上的5000系的焊絲，應避免在使用溫度65℃以上的結構中采用，因為這些合金對應力腐蝕裂紋很敏感，在上述溫度和腐蝕環境中會發生應力腐蝕龜裂。用合金含量高于母材的焊絲作為填充金屬，通常可防止焊縫金屬的裂紋傾向。

目前，鋁合金常用的焊絲大多是與基體金屬成分相近的標準牌號焊絲。在缺乏標準牌號焊絲時，可從基體金屬上切下狹條代用。較為通用的焊絲是HS311，這種焊絲的液態金屬流動性好，凝固時的收縮率小，具體優良的抗裂性能。為了細化縫晶粒、提高焊縫的抗裂性及力學性能，通常在絲中加入少量的Ti、V、Zr等合金元素作為變質劑。

選用鋁合金焊絲應注意的問題如下。

1）焊接接頭的裂紋敏感性 影響裂紋敏感性的直接因素是母材與焊絲的匹配。選用熔化溫度低于母材的焊縫金屬，可以減小焊縫金屬和熱影響區的裂紋敏感性。例如，焊接硅含量0.6%的6061合金時，選用同一合金作焊縫，裂紋敏感性很大，但用硅含量5%的ER4043焊絲，由于其熔化溫度比6061合金低，在冷卻過程中有較高的塑性，所以抗裂性能良好。此外，焊縫金屬避免鎂與銅的組合，因為Al－Mg－Cu有很高的裂紋敏感性。

2）焊接接頭的力學性能 工業純鋁的強度最低，4000系列鋁合金居中，5000系列鋁合金強度最高。鋁硅焊絲雖然有較高的抗裂性能，但含硅焊絲的塑性較差，所以對焊后需要塑性變形加工的接頭來說，應避免選用含硅焊絲。

3）焊接接頭的使用性能 填充金屬的選擇除取決于母材成分外，還與接頭的幾何形狀、運行中的抗腐蝕性要求以及對焊接件的外觀要求有關。例如，為了使容器具有良好的抗腐蝕能力或防止所儲存產品對其的污染，儲存過氧化氫的焊接容器要求高純度的鋁合金。在這種情況下，填充金屬的純度至少要相當于母材。

（2）焊條

鋁合金焊條型號、規格與用途見表2.2。鋁合金焊條的化學成分和力學性能見表2.3。

（3）保護氣體

焊接鋁合金的惰性氣體有氬所和氦氣。氬氣的技術要求為Ar＞99.9%,氧＜0.005%，氫＜0.005%，水分＜0.02mg/L，氮＜0.015%。氧、氮增多，均惡化陰極霧化作用。氧＞0.3%，則使鎢極燒損加劇，超過0.1%使焊縫表面無光澤或發黑。

鎢極氬弧焊時，交流加高頻焊接選用純氬氣，適用大厚度板；直流正極性焊接選用Ar+He或純Ar。

熔化極氬弧焊時，當板厚＜25㎜時，采用純Ar。當板厚為25～50㎜時，采用添加10%～35%Ar的Ar+He混合氣體。當板厚為50～75㎜時，宜采用添加10%～35%或50%He的Ar+He混合氣體。當板厚＞75㎜時，推薦添加50%～75%He的Ar+He混合氣體。

第二章 鋁合金焊絲的化學成分

鋁合金分為變形鋁合金和鑄造鋁合金。變形鋁合金又分為熱處理強化鋁合金和熱處理不可強化鋁合金。用于焊接鋁合金的鋁合金焊絲分為電極絲及填充絲。鋁合金焊絲化學成分,除鋁基體外一般還含有各種主要合金元素、添加的微量元素及雜質元素[3]。合金元素的種類和含量決定著焊絲的使用性能,如力學性能、焊接性能、耐蝕性能等。以用途廣泛的ＥＲ5356合金焊絲為例,其化學成分(質量分數)為:Ｍｇ5%、Ｃｒ0.10%、(Ｆｅ+Ｓｉ)0.3%、Ｃｕ≤0.05%、Ｚｎ0.05%、Ｍｎ0.15%、Ｔｉ0.1%、Ａｌ余量。其中,主要合金元素Ｍｇ與Ａｌ形成固溶體基體,少量形成Ａｌ8Ｍｇ5粒子;Ｍｎ、Ｃｒ、Ｔｉ等都是起微合金化、強韌化作用的微量元素。Ｃｒ和Ｍｎ能提高合金的耐應力腐蝕性能;Ｔｉ可形成ＴｉＡｌ3,起細化晶粒、提高抗裂紋能力的作用,并可改善合金的可焊性;雜質Ｆｅ和Ｓｉ會降低合金的耐蝕性和機械性能,尤其對Ｍｎ含量較高的金更為明顯;雜質元素Ｎａ嚴重影響合金的熱變形性能,Ｎａ含量超過0.001%就會出現“Ｎａ脆性”,在高Mｇ合金中尤為顯著。我國鋁及鋁合金焊絲型號以“Ｓ”開頭,后面的化學元素符號表示主要合金組成,尾部的數字表示同類焊絲的不同品種。鋁合金焊絲產品及性能

1904年瑞典人奧斯卡爾凱·吉爾伯格(ＯｓｃａｒＫｊｅｌｌｂｅｒｇ)建立了世界第一家焊條廠(ＯＫ焊條廠,即現在的ＥＳＡＢ公司)。其后,焊接冶金研究不斷深入,20世紀50年代、70年代相繼開發出了實心焊絲氣保焊和氣保護藥芯焊絲,并得到廣泛應用。在“七五”、“八五”期間,我國重點推廣ＣＯ2半自動化焊接技術,帶動了實心焊絲的發展[4-5]。目前,我國已有近百家實心焊絲生產廠,幾十家藥芯焊絲生產廠,并能夠自行設計制造實心焊絲、藥芯焊絲生產線。鋁及鋁合金的廣泛應用以及鋁合金焊接技術的飛速進步,使得鋁及鋁合金焊絲日益引起人們的關注。目前,國外只有少數幾家公司掌握鋁及鋁合金焊絲生產技術,如德國的ＶＡＷ、美國的Ａｌｃｏａ、日本的ＫＯＫ等。日本的鋁及鋁合金焊絲的工業標準(ＪＩＳＺ3232)基本是參照美國標準,其產品質量在1970年以前尚落后于歐美等國,其后產品質量顯著提高,目前已達到國際先進水平[6]。3 鋁及鋁合金焊絲材料的選用

鋁及鋁合金焊絲廣泛應用于鋁合金氬弧焊及氣焊。焊絲選用主要根據母材的種類、接頭的抗裂性能、機械性能、抗腐蝕性能及經陽極化處理后焊縫與母材的色彩協調等方面的要求綜合考慮。一般來說,焊接鋁及鋁合金都采用與母材相同或相近牌號的焊絲,這樣可以獲得較好的耐蝕性;但焊接熱裂傾向大的熱處理強化合金時,選擇焊絲時則主要考慮抗裂性。鋁鎂合金焊接時,為彌補焊接過程中鎂的燒損,應避開焊縫易出現裂紋的鎂含量臨界點(2%),一般采用含鎂量比基材高1%～2%的焊絲。另外,采用含Ｍｇ量高的鋁合金焊絲焊接高Ｚｎ鋁合金時可提高焊縫的抗裂性。以6005Ａ型材為例,其鎂含量為0.65%、硅含量為0.70%,采用ＥＲ5356鋁合金焊絲可以滿足上述要求。依據美國ＡＬＣＯＴＥＣ鋁焊接研究所提供的技術資料,并參照德國、日本等國文獻報道,焊接7005鋁合金型材時可選用的焊絲牌號有ＥＲ5356、ＥＲ5183,接頭綜合性能均較高;二者比較,ＥＲ5356接頭強度稍差,但延伸率較大。綜合國外鋁合金車輛的成功制造經驗,選擇ＥＲ5356焊絲焊接7005基材較好[7]。4 鋁及鋁合金焊絲生產工藝

目前國內鋁合金焊絲線坯的生產工藝大致有立式半連續鑄造-擠壓法、連鑄連軋法、水平連鑄連拉法三種。立式半連續鑄造-擠壓法的工藝流程:配料→熔化→精煉→立式半連續鑄造(Υ162ｍｍ圓錠)→鑄錠均勻化→鑄鑄錠加熱→熱擠壓→Υ8ｍｍ線坯;連鑄連軋法的工藝流程:配料→熔化→精煉→連續鑄造(邊長為40～50ｍｍ菱形截面坯料)→熱連軋(13道次)→Υ9.8ｍｍ線坯;水平連鑄連拉法的工藝流程:配料→熔化→精煉→水平連鑄連拉(12個或24個結晶器并聯)→Υ12ｍｍ線坯[8]。

目前國內研制的軍工用鋁合金焊絲線坯的生產主要采用立式半連續鑄造-擠壓法,其特點是產品質量好、性能穩定,所用設備也可用于生產其它鋁合金線材(如鉚釘線等),但設備投資較大,工序多,占地面積大,工模具消耗和能耗較高,生產過程中的幾何廢料也高,產品成品率相對較低;國外鋁合金焊絲線坯的生產多采用連鑄連軋法,設備投資適中,產品單重大、成材率高(90%以上)、質量相對穩定;水平連鑄連拉法的特點是設備投資少,線材的成品率高(90%以上),在純鋁焊絲線坯的生產中優勢明顯,有取代其它工藝的趨勢,但這種方法目前還有一些工藝問題有待解決。結束語

目前我國生產的鋁合金焊絲存在嚴重的質量不穩定問題,某些用途(特別是高速列車)的鋁合金焊絲尚依靠進口。因此,控制焊絲的化學成分,提高焊絲的產品質量非常重要。此外,焊絲的表面拋光度、清潔度、絲徑均勻度、焊絲翹距和螺旋度等對焊絲質量的影響也不可忽視,同樣也是目前鋁及鋁合金焊絲研制和生產中迫切需要解決的問題。焊絲與焊材比例體現著一個國家的焊接自動化水平[9]。據報道,按照此比例計算,德國的焊接自動化水平達到80%,日本為70%,美國為56%,俄羅斯為40%,我國約為15%。我國應大力發展和推廣使用各類焊絲;進一步降低實心焊絲的成本,改善焊縫成形性,減少飛濺;擴大藥芯焊絲品種,提高焊絲質量,開發抗氣孔性優良的焊絲;全面降低焊接材料發塵量;盡快開展環境協調型焊材的理論研究和應用開發。

參考文獻

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第四篇：純鋁及鋁合金特性概述

純鋁及鋁合金特性概述

一純鋁

密度：鋁是一種很輕的金屬，密度為 2.72 克 / 厘米3，約為純銅的 1/3。

導電導熱性：鋁的導熱及導電性能好，當鋁的截面和長度與銅相同時，鋁的導電能力約為銅的 61 ％，如果鋁與銅的重量相同而截面不同（長度相等），則鋁的導電能力為銅的 200 ％。

化學特性：抗大氣腐朽性能好，因為其表面易形成致密的氧化鋁膜，能阻止內部金屬的進一步氧化，鋁與濃硝酸、有機酸及食品基本不起反應。

鋁呈面心立方結構，工業用純鋁塑性極高(ψ =80%), 很容易承受各種成型工藝，但其強度過低，σ b 約為 69Mpa, 故純鋁只能通過冷變形強化或合金化來提高其強度后，才可以作為結構材料；

鋁是非磁性，無火花材料，且反射性能好，既能反射可見光，也能反射紫外線；

鋁中的雜質為硅和鐵，當雜質含量越高時，其導電性，抗腐蝕性及塑性越低；

二.鋁合金

如果在鋁中加入適量的某些合金元素，再經過冷加工或者熱處理，可以大幅度的改善某些特性，鋁中最常用的合金元素為銅、鎂、硅、錳、鋅 , 這些元素有時單獨加入，有時配合加入，除了上述元素外，有時還加入微量的鈦、硼、鉻等。

根據鋁合金的成分及生產工藝特點，可以分為鑄造鋁合金及形變鋁合金兩類。

形變鋁合金：這類鋁合金通常通過熱態或冷態的壓力加工，即經過軋制，擠壓等工序，制成板材、管材、棒材以及各種型材使用，這類合金要求具有相當高的塑性，故合金含量較少。

鑄造鋁合金則是將液態金屬直接澆注在砂型中，制成各種形狀復雜的零件，對這類合金要求具有良好的鑄造性，即良好的流動性，合金含量少時，適宜做形變鋁合金，合金含量多時，做鑄造鋁合金。

鋁合金的彈性模量小，僅相當于鋼材的 1/3，即在相同的截面下，加以相同的載荷，鋁合金的彈性變形是鋼的 3 倍，承受力不強，但抗震性能好。

鋁合金的硬度范圍(包括退火和時效硬化狀態)為 20~120HB。最硬的鋁合金比鋼材還軟。

鋁合金的抗拉強度極限為 90Mpa(純鋁)到 600Mpa(超硬鋁)，與鋼材相比差距較大。

鋁合金的熔點較低（一般在 600 ℃左右，鋼在 1450 ℃左右）。

鋁合金在常溫及高溫下均具有優良的塑性，可以采用擠壓法制成截面形狀極為復雜、而且壁薄、尺寸精度高的結構零件。

鋁合金除有適宜的機械性能之外，還具有優良的耐腐蝕，導熱導電及拋旋光性能。

三.名詞解釋 : ：

σb ：抗拉強度（強度極限）是相當于拉斷前的最大負荷應力，即試樣所能承受的的最大負荷除以原始截面積。

ψ：斷面收縮率，是試樣斷裂后截面的相對收縮值，等于截面的的絕對收縮量除以試樣是的原始面積。

塑性：斷裂前金屬發生塑性變形（即殘余變形）的能力。

四.鋁及鋁合金國際牌號命名體系

1.純鋁(鋁含量不小于99.00%)1XXX

2.合金組別按下列主要合金元素劃分

1．Cu(銅)2XXX

2.Mn(錳)3XXX

3.Si(硅)4XXX

4.Mg(鎂)5XXX

5.Mg+Si(鎂+硅)  6XXX

6.Zn(鋅) 7XXX

7.其他元素8XXX

8.備用組9XXX

1XXX組表示純鋁(其鋁含量不小于99.00%),其最后兩位數字表示最低鋁百分含量眾小數點后面的兩位.牌號的第2位數字表示合金元素或雜質極限含量的控制情況.如果第2位為0,則表示其雜質極限含量無特殊控制;如果是1-9,則表示對一項或一項以上的單個雜質或合金元素極限含量有特殊控制.2XXX-8XXX牌號中的最后兩位數字沒有特殊意義,僅用來識別同一組中的不同合金,其第2位表示改型情況.如果第2位為0,則表示為原始合金;如果是1-9,則表示為改型合金.6063-T5 鋁材成分標準含量表

注釋：含量為%

五.鋁合金中國牌號的代號的含義

L--鋁

LF--防銹鋁合金（AiMn)

LY--硬鋁合金（AiMg）

LC--超硬鋁合金（AiMgMgMg-Si）

LT--特殊鋁合金

六.實際應用

目前在散熱器行業使用的鋁合金主要有下面幾種：

1.Al6063/ Al6061

優良的可塑性使之可以擠壓的工藝制造型材散熱器。幾乎可以制造任何形狀的散熱器，工藝成熟，價格便宜，可加工性能高。

2.鑄鋁

主要應用于大型不規則外形散熱器及設備機柜一體化的散熱器。

3.LF/LY系列

主要應用在特殊使用環境的電子設備散熱器。使用環境對硬度和防腐蝕性有一定的要求。

目前較多使用的是LY12。

4.純鋁

較多使用于對導熱性能要求較高的環境。總體來說較少使用。

第五篇：鋁合金系列簡介

鋁合金系列簡介 鋁合金概述：

鋁合金是工業中應用最廣泛的一類有色金屬結構材料，在航空、航天、汽車、機械制造、船舶及化學工業中已大量應用。隨著近年來科學技術以及工業經濟的飛速發展，對鋁合金焊接結構件的需求日益增多，使鋁合金的焊接性研究也隨之深入。鋁合金的廣泛應用促進了鋁合金焊接技術的發展，同時焊接技術的發展又拓展了鋁合金的應用領域，因此鋁合金的焊接技術正成為研究的熱點之一。

純鋁的密度小（ρ=2.7g/cm3），大約是鐵的 1/3，熔點低（660℃），鋁是面心立方結構，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。抗腐蝕性能好；但是純鋁的強度很低，退火狀態 σb 值約為8kgf/mm2，故不宜作結構材料。通過長期的生產實踐和科學實驗，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輕等優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，成為理想的結構材料，廣泛用于機械制造、運輸機械、動力機械及航空工業等方面，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，結構重量可減輕50%以上。鋁合金密度低，但強度比較高，接近或超過優質鋼，塑性好，可加工成各種型材，具有優良的導電性、導熱性和抗蝕性，工業上廣泛使用，使用量僅次于鋼。鋁合金分兩大類：鑄造鋁合金，在鑄態下使用；變形鋁合金，能承受壓力加工。可加工成各種形態、規格的鋁合金材。主要用于制造航空器材、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強化，它主要包括高純鋁、工業高純鋁、工業純鋁以及防銹鋁等。可熱處理強化型鋁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，力學性能較低，鑄造性能好），特殊鋁硅合金（可熱處理強化，力學性能較高，鑄造性能良好）。

鋁合金的分類：

一系:1000系列鋁合金代表 1050、1060、1100系列。在所有系列中1000系列屬于含鋁量最多的一個系列。純度可以達到99.00%以上。由于不含有其他技術元素，所以生產過程比較單一，價格相對比較便宜，是目前常規工業中最常用的一個系列。目前市場上流通的大部分為1050以及1060系列。1000系列鋁板根據最后兩位阿拉伯數字來確定這個系列的最低含鋁量，比如1050系列最后兩位阿拉伯數字為50，根據國際牌號命名原則，含鋁量必須達到99.5%以上方為