2219铝合金价格_最新铝合金价格
1.铝合金的牌号和机械性能是什么?要详细的哦
2.铝合金的材料分类
3.请教有关氩弧焊的问题
4.强度最好的铝合金是那个?A硬铝B锻铝c超硬铝
5.铝合金A级是不是表示很好?
6.机械小零件一般用40-50的铝棒,如果用铝合金的话,一般用什么型号的!
分析如下:
1、铝合金门窗型材规格主要有:35系列、38系列、40系列、60系列、70系列、90系列等。
2、所谓 35、38指的是铝合金型材主框架的宽度分别是35毫米、38毫米。
3、铝门窗型材的规格尺寸,主要以型材截面的高度尺寸(用在铝合金门窗称其门窗框厚度尺寸)为标志,并构成尺寸系列。铝合金窗用的尺寸系列较小,铝合金门用的尺寸系列偏大。铝门窗标注的尺寸系列相同,不一定铝门窗型材的截面形状和尺寸都相同。
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型材生产特点:
1、品种规格多。已达万种以上,而在生产中,除少数专用轧机生产专门产品外,绝大多数型材轧机都在进行多品种、多规格生产。
2、断面形状差异大。在型材产品中,除了方、圆、扁钢断面形状简单且差异不大外,大多数复杂断面型材(如工字钢、H型钢、Z字钢、槽钢、钢轨等)不仅断面形状复杂,而且互相之间差异较大,这些产品的孔型设计和轧制生产都有其特殊性。
3、断面形状的复杂性使得在轧制过程中金属各部分的变形、断面温度分布以及轧辊磨损等都不均匀,因此轧件尺寸难以精确计算和控制,轧机调整和导卫装置的安装也较复杂。
4、另外复杂断面型材的单个品种或规格通常批量较小。上述因素使得复杂断面型材连轧技术发展难度大。
5、轧机结构和轧机布置形式较多。在结构形式上有二辊式轧机、三辊式轧机、四辊万能孔型轧机、多辊孔型轧机、Y型轧机、45°轧机和悬臂式轧机等。在轧机布置形式上有横列式轧机、顺列式轧机、棋盘式轧机、半连续式轧机和连续式轧机等。
百度百科:型材
铝合金的牌号和机械性能是什么?要详细的哦
1050 食品、化学和酿造工业用挤压盘管,各种软管,烟花粉 1060 要求抗蚀性与成形性均高的场合,但对强度要求不高,化工设备是其典型用途 1100 用于加工需要有良好的成形性和高的抗蚀性但不要求有高强度的零件部件,例如化工产品、食品工业装置与贮存容器、薄板加工件、深拉或旋压凹形器皿、焊接零部件、热交换器、印刷板、铭牌、反光器具 1145 包装及绝热铝箔,热交换器 1199 电解电容器箔,光学反光沉积膜 1350 电线、导电绞线、汇流排、变压器带材 2011 螺钉及要求有良好切削性能的机械加工产品 2014 应用于要求高强度与硬度(包括高温)的场合。飞机重型、锻件、厚板和挤压材料,车轮与结构元件,多级火箭第一级燃料槽与航天器零件,卡车构架与悬挂系统零件 2017 是第一个获得工业应用的2XXX系合金,目前的应用范围较窄,主要为铆钉、通用机械零件、结构与运输工具结构件,螺旋桨与配件 2024 飞机结构、铆钉、导弹构件、卡车轮毂、螺旋桨元件及其他种种结构件 2036 汽车车身钣金件 2048 航空航天器结构件与兵器结构零件 2124 航空航天器结构件 2218 飞机发动机和柴油发动机活塞,飞机发动机汽缸头,喷气发动机叶轮和压缩机环 2219 航天火箭焊接氧化剂槽,超音速飞机蒙皮与结构零件,工作温度为-270~300℃。焊接性好,断裂韧性高,T8状态有很高的抗应力腐蚀开裂能力 2319 焊拉2219合金的焊条和填充焊料 2618 模锻件与自由锻件。活塞和航空发动机零件 2A01 工作温度小于等于100℃的结构铆钉 2A02 工作温度200~300℃的涡轮喷气发动机的轴向压气机叶片 2A06 工作温度150~250℃的飞机结构及工作温度125~250℃的航空器结构铆钉 2A10 强度比2A01合金的高,用于制造工作温度小于等于100℃的航空器结构铆钉 2A11 飞机的中等强度的结构件、螺旋桨叶片、交通运输工具与建筑结构件。航空器的中等强度的螺栓与铆钉 2A12 航空器蒙皮、隔框、翼肋、翼梁、铆钉等,建筑与交通运输工具结构件 2A14 形状复杂的自由锻件与模锻件 2A16 工作温度250~300℃的航天航空器零件,在室温及高温下工作的焊接容器与气密座舱 2A17 工作温度225~250℃的航空器零件 2A50 形状复杂的中等强度零件 2A60 航空器发动机压气机轮、导风轮、风扇、叶轮等 2A70 飞机蒙皮,航空器发动机活塞、导风轮、轮盘等 2A80 航空发动机压气机叶片、叶轮、活塞、涨圈及其他工作温度高的零件 2A90 航空发动机活塞 3003 用于加工需要有良好的成形性能、高的抗蚀性可焊性好的零件部件,或既要求有这些性能又需要有比1XXX系合金强度高的工作,如厨具、食物和化工产品处理与贮存装置,运输液体产品的槽、罐,以薄板加工的各种压力容器与管道 3004 全铝易拉罐罐身,要求有比3003合金更高强度的零部件,化工产品生产与贮存装置,薄板加工件,建筑加工件,建筑工具,各种灯具零部件 3105 房间隔断、档板、活动房板、檐槽和落水管,薄板成形加工件,瓶盖、瓶塞等 3A21 飞机油箱、油路导管、铆钉线材等;建筑材料与食品等工业装备等 5005 与3003合金相似,具有中等强度与良好的抗蚀性。用作导体、炊具、仪表板、壳与建筑装饰件。阳极氧化膜比3003合金上的氧化膜更加明亮,并与6063合金的色调协调一致 5050 薄板可作为致冷机与冰箱的内衬板,汽车气管、油管与农业灌溉管;也可加工厚板、管材、棒材、异形材和线材等 5052 此合金有良好的成形加工性能、抗蚀性、可烛性、疲劳强度与中等的静态强度,用于制造飞机油箱、油管,以及交通车辆、船舶的钣金件,仪表、街灯支架与铆钉、五金制品等 5056 镁合金与电缆护套铆钉、拉链、钉子等;包铝的线材广泛用于加工农业捕虫器罩,以及需要有高抗蚀性的其他场合 5083 用于需要有高的抗蚀性、良好的可焊性和中等强度的场合,诸如舰艇、汽车和飞机板焊接件;需严格防火的压力容器、致冷装置、电视塔、钻探设备、交通运输设备、导弹元件、装甲等 5086 用于需要有高的抗蚀性、良好的可焊性和中等强度的场合,例如舰艇、汽车、飞机、低温设备、电视塔、钻井装置、运输设备、导弹零部件与甲板等 5154 焊接结构、贮槽、压力容器、船舶结构与海上设施、运输槽罐 5182 薄板用于加工易拉罐盖,汽车车身板、操纵盘、加强件、托架等零部件 5252 用于制造有较高强度的装饰件,如汽车等的装饰性零部件。在阳极氧化后具有光亮透明的氧化膜 5254 过氧化氢及其他化工产品容器 5356 焊接镁含量大于3%的铝-镁合金焊条及焊丝 5454 焊接结构,压力容器,海洋设施管道 5456 装甲板、高强度焊接结构、贮槽、压力容器、船舶材料 5457 经抛光与阳极氧化处理的汽车及其他装备的装饰件 5652 过氧化氢及其他化工产品贮存容器 5657 经抛光与阳极氧化处理的汽车及其他装备的装饰件,但在任何情况下必须确保材料具有细的晶粒组织 5A02 飞机油箱与导管,焊丝,铆钉,船舶结构件 5A03 中等强度焊接结构,冷冲压零件,焊接容器,焊丝,可用来代替5A02合金 5A05 焊接结构件,飞机蒙皮骨架 5A06 焊接结构,冷模锻零件,焊拉容器受力零件,飞机蒙皮骨部件 5A12 焊接结构件,防弹甲板 6005 挤压型材与管材,用于要求强高大于6063合金的结构件,如、电视天线等 6009 汽车车身板 6010 薄板:汽车车身 6061 要求有一定强度、可焊性与抗蚀性高的各种工业结构性,如制造卡车、塔式建筑、船舶、电车、家具、机械零件、精密加工等用的管、棒、形材、板材 6063 建筑型材,灌溉管材以及供车辆、台架、家具、栏栅等用的挤压材料 6066 锻件及焊接结构挤压材料 6070 重载焊接结构与汽车工业用的挤压材料与管材 6101 公共汽车用高强度棒材、电导体与散热器材等 6151 用于模锻曲轴零件、机器零件与生产轧制环,供既要求有良好的可锻性能、高的强度,又要有良好抗蚀性之用 6201 高强度导电棒材与线材 6205 厚板、踏板与耐高冲击的挤压件 6262 要求抗蚀性优于2011和2017合金的有螺纹的高应力零件 6351 车辆的挤压结构件,水、石油等的输送管道 6463 建筑与各种器具型材,以及经阳极氧化处理后有明亮表面的汽车装饰件 6A02 飞机发动机零件,形状复杂的锻件与模锻件 7005 挤压材料,用于制造既要有高的强度又要有高的断裂韧性的焊接结构,如交通运输车辆的桁架、杆件、容器;大型热交换器,以及焊接后不能进行固熔处理的部件;还可用于制造体育器材如网球拍与垒球棒 7039 冷冻容器、低温器械与贮存箱,消防压力器材,军用器材、装甲板、导弹装置 7049 用于锻造静态强度与7079-T金的相同而又要求有高的抗应力腐蚀开裂勇力的零件,如飞机与导弹零件——起落架液压缸和挤压件。零件的疲劳性能大致与7075-T金的相等,而韧性稍高 7050 飞机结构件用中厚板、挤压件、自由锻件与模锻件。制造这类零件对合金的要求是:抗剥落腐蚀、应力腐蚀开裂能力、断裂韧性与抗疲劳性能都高 7072 空调器铝箔与特薄带材; 2219、3003、3004、5050、5052、5154、6061、7075、7475、7178合金板材与管材的包覆层 7075 用于制造飞机结构及期货 他要求强度高、抗腐蚀性能强的高应力结构件、模具制造 7175 用于锻造航空器用的高强度结构性。T736材料有良好的综合性能,即强度、抗剥落腐蚀与抗应力腐蚀开裂性能、断裂韧性、疲劳强度都高 7178 供制造航空航天器的要求抗压屈服强度高的零部件 7475 机身用的包铝的与未包铝的板材,机翼骨架、桁条等。其他既要有高的强度又要有高的断裂韧性的零部件 7A04 飞机蒙皮、螺钉、以及受力构件如大梁桁条、隔框、翼肋、起落架等
铝合金的材料分类
一 JIS A.A 1000 系列--纯铝系
1、1060作为导电材料IACS保证61%,需要强度时使用6061 电线
2、1085 1080 1070 1050 1N30 1085 1080 1070 1050 — 成形性、表面处理性良好,在铝合金中其耐蚀性最佳。因为是纯铝、其强度较低,纯度愈高其强度愈低。日用品、铝板、照明器具、反射板、装饰品、化学工业容器、散热片、溶接线、导电材
3、1100 1200 AL纯度99.0%以上之一般用途铝材,阳极氧化处理后之外观略呈白色外与上记相同。一般器物、散热片、瓶盖、印刷板、建材、热交换器组件 1N00 -强度比1100略高,成形性良好,其化特性与1100相同。
二 日用品 2000 系列-- AL x Cu 系
1、 2011快削合金,切削性好强度也高。但耐蚀性不佳。要求耐蚀性时,使用6062系合金音量轴、光学组件、螺丝头。
2、2014 2017 2024 含有多量的Cu,耐蚀性不佳,但强度高,可作为构造用材使用,锻造品亦可适用,航空器、齿轮、油、压组件、轮轴。
3、 2117固溶化热处理后,作为铰钉用材,为延迟常温时效速度之合金。
4、2018 2218 锻造用合金。锻造性良好且高温强度较高,因此使用于需要耐热性之锻造品,耐蚀性不佳,汽缸头、活塞、VTR汽缸。
5、 2618锻造用合金。高温强度优越但耐蚀性不佳。活塞、橡胶成形用模具、一般耐热用途组件。
6、2219强度高,低温及高温特性良好,溶接性也优越,但耐蚀性不佳。低温用容器、航太机器。
7、2025 锻造用合金。锻造性良好且强度高,但耐蚀性不佳。 螺旋桨、磁气桶。2N01-锻造用合金。具耐热性,强度也高,但耐蚀性不佳。航空器引擎、油压组件。
三 3000 系列--AL x Mn 系
1、3003 3203 强度比1100约高10%,成形性、溶接性、耐蚀性均良好。一般器物、散热片、化妆板、影印机滚筒、船舶用材
2、3004 3104 强度比3003高,成形性优越,耐蚀性也良好。铝罐、灯炮盖头、屋顶板、彩色铝板
3、3005 3005 强度比3003高约20%,耐蚀也比较好。 建材、彩色铝板
4、 3105 3105 强度比3003略高,其他之特性与3003类似。 建材、彩色铝板、瓶盖
四 4000 系列--AL x Si 系
1、4032耐热性、耐摩秏性良好,热膨胀系数小。活塞、汽缸头
2、4043凝固收缩少,用硫酸阳极氧化处理呈灰色之自然发色。溶接线、建筑嵌板
五 5000 系列--AL x Mg系
1、 5005强度与3003相同,加工性、溶接性、耐蚀性良好,阳极氧化后之修饰加工良好,与6063形材颜色相称。建筑用内外装、车辆之内装、船舶之内装
2、5052为中程度强度之最具代表性合金,耐蚀性、溶接性及成形性良好,特别是疲劳强度高,耐海水性佳。一般钣金、船舶、车辆、建筑、瓶盖、蜂巢板
3、5652限制5052之不纯物元素,并抑制过氧化氢分离之合金,其他特性与5052同过氧化氢容器
4、5154强度比5052约高20%,其他特性与5052相同 与5052同样、压力容器
5、5254限制5154之不纯物元素,并抑制过氧化氢分解之合金,其他特性与5154相同。过氧化氢容器
6、5454强度比5052约高20%,其特性与5154大致相同,但在恶烈环境下之耐蚀性比5154良好。汽车用车轮
7、5056耐蚀性优越以切削加工作表面修饰,阳极氧化处理性及其染色性良好。相机本体、通信机器组件、拉鍊
8、5082强度与5083相近,成形性、耐蚀性良好。 罐盖
9、5182强度比5082约高5%,其他之特性与5082相同。 罐盖
10、 5083溶接构造用合金。在实用非热处理合金中是最高强度之耐蚀合金,适用于溶接构造。耐海水性、低温特性良好船舶、车辆、低温用容器、压力容器
11、5086强度比5154高,为耐海水性良好的非热处理系溶接构造用合金。船舶、压力容器、磁气圆盘5N01-强度与3003相同,光辉处理后之阳极氧化处理可有很高的光辉性。成形性、耐蚀性良好。厨房用品、相机、装饰品、铝板 5N02 铰钉用合金,耐海水性良好铰钉
六 6000 系列 --AL x Mg x Si 系
1、6061热处理型之耐蚀性合金。用T6处理能有非常高的耐力值,但溶接接口之强度低,因此使用于螺钉、铰钉船舶、车辆、陆上构造物 6N01 中强度之挤型用合金,有6061与6063之中间的强度,挤出性冲压淬火性均良好,可作复杂形状之大型薄肉形材,耐蚀性、溶接性均佳。车辆、陆上构造物、船舶
2、6063代表性的挤出用合金,强度比6061低,挤出性良好,可作复杂的断面形状之形材,耐蚀性及表面处理性均佳建筑、公路护栏、高栏、车辆、家具、家电制品、装饰品
3、6101高强度导电用材。55% IACS保证电线
4、6151锻造加工性特别好,耐蚀性及表面处理性亦佳,适用于复杂的锻造品。机械、汽车组件
5、6262 耐蚀性快削合金,耐蚀性及表面处理性比2011更佳,其强度与6061相同。相机本体、氧化器组件、制动器组件、瓦斯器具组件
七 7000 系列--AL x Zn x Mg 系
1、7072电极电位低,主要用于防蚀性覆盖皮材,亦适用于热交换器之散热片。铝合金合板材之皮材,散热片
2、7075铝合金中具有最高强度的合金之一,但耐蚀性不佳,与7072之覆盖皮材可改善其耐蚀性,但成本提高。航空器、滑雪杖 7050 7050 改善7075淬火性之合金,耐应力腐蚀裂痕性良好,适用于厚板、锻造品航空器、高速回转体 7N01 溶接构造用合金,强度高而且溶接部之强度于常温放置,可回后到接近母材的强度。耐蚀性也非常良好。车辆、其他陆上构造物、航空器
3、7003溶接构造用挤出合金,强度比7N01略低,但挤出性良好,可作薄肉之大型形材,其他之特性大致与7N01相同。车辆、机车车轮外圈
请教有关氩弧焊的问题
纯铝分冶炼品和压力加工品两类,前者以化学成份Al表示,后者用汉语拼音LV(铝、工业用的)表示。铝合金按加工方法可以分为形变铝合金和铸造铝合金两大类:
形变铝合金能承受压力加工。可加工成各种形态、规格的铝合金材。主要用于制造航空器材、建筑用门窗等。 形变铝合金又分为不可热处理强化型铝合金和可热处理强化型铝合金。不可热处理强化型不能通过热处理来提高机械性能,只能通过冷加工变形来实现强化,它主要包括高纯铝、工业高纯铝、工业纯铝以及防锈铝等。可热处理强化型铝合金可以通过淬火和时效等热处理手段来提高机械性能,它可分为硬铝、锻铝、超硬铝和特殊铝合金等。
铸造铝合金按化学成分可分为铝硅合金,铝铜合金,铝镁合金,铝锌合金和铝稀土合金,其中铝硅合金又有过共晶硅铝合金,共晶硅铝合金,单共晶硅铝合金,铸造铝合金在铸态下使用。 一系:1000系列铝合金代表 1050、1060 、1100系列。在所有系列中1000系列属于含铝量最多的一个系列。纯度可以达到99.00%以上。由于不含有其他技术元素,所以生产过程比较单一,价格相对比较便宜,是目前常规工业中最常用的一个系列。市场上流通的大部分为1050以及1060系列。1000系列铝板根据最后两位阿拉伯数字来确定这个系列的最低含铝量,比如1050系列最后两位阿拉伯数字为50,根据国际牌号命名原则,含铝量必须达到99.5%以上方为合格产品。我国的铝合金技术标准(gB/T3880-2006)中也明确规定1050含铝量达到99.5%.同样的道理1060系列铝板的含铝量必须达到99.6%以上。
二系:2000系列铝合金代表2024、2A16(LY16)、 2A02(LY6)。2000系列铝板的特点是硬度较高,其中以铜元素含量最高,大概在3-5%左右。2000系列铝棒属于航空铝材,在常规工业中不常应用。
三系:3000系列铝合金代表3003 、 3A21为主。我国3000系列铝板生产工艺较为优秀。3000系列铝棒是由锰元素为主要成分。含量在1.0-1.5之间,是一款防锈功能较好的系列。
四系:4000系列铝棒代表为4A01 4000系列的铝板属于含硅量较高的系列。通常硅含量在4.5-6.0%之间。属建筑用材料、机械零件锻造用材、焊接材料;低熔点、耐蚀性好, 产品描述:具有耐热、耐磨的特性
五系:5000系列铝合金代表5052、5005、5083、5A05系列。5000系列铝棒属于较常用的合金铝板系列,主要元素为镁,含镁量在3-5%之间。又可以称为铝镁合金。主要特点为密度低,抗拉强度高,延伸率高,疲劳强度好,但不可做热处理强化。在相同面积下铝镁合金的重量低于其他系列.在常规工业中应用也较为广泛。在我国5000系列铝板属于较为成熟的铝板系列之一。
六系:6000系列铝合金代表6061 主要含有镁和硅两种元素,故集中了4000系列和5000系列的优点6061是一种冷处理铝锻造产品,适用于对抗腐蚀性、氧化性要求高的应用。可使用性好,容易涂层,加工性好。
七系:7000系列铝合金代表7075 主要含有锌元素。也属于航空系列,是铝镁锌铜合金,是可热处理合金,属于超硬铝合金,有良好的耐磨性.也有良好的焊接性,但耐腐蚀性较差。
八系:8000系列铝合金较为常用的为8011 属于其他系列,大部分应用为铝箔,生产铝棒方面不太常用。
九系:9000系列铝合金是备用合金。
铝合金的物质类别
铝合金纯铝产品
纯铝分冶炼品和压力加工品两类,前者以化学成份Al表示,后者用汉语拼音LG(铝、工业用的)表示。
压力加工铝合金
铝材
铸造铝合金
铸造铝合金(ZL)按成分中铝以外的主要元素硅、铜、镁、锌分为四类,代号编码分别为100、200、300、400。 变形铝及铝合金状态、代号
1.范围
本标准规定了变形铝合金的状态代号。
本标准适用于铝及铝加工产品。
2.基本原则
2.1基础状态代号用一个英文大写字母表示。
2.2细分状态代号用基础状态代号后跟一位或多位阿拉伯数字表示。
2.3基本状态代号
基本状态分为5种
代号 名称 说明与应用
F 自由加工状态 适用于在成型过程中,对于加工硬化和热处理条件无特殊要求的产品,该状态产品的力学性能不作规定。
O 退火状态 适用于经完全退火获得最低强度的加工产品。
H 加工硬化状态 适用于通过加工硬化提高强度的产品,产品在加工硬化后可经过(也可不经过)使强度有所降低的附加热处理。
W 固熔热处理状态(一种不稳定状态),仅适用于经固溶热处理后,室温下自然时效的合金,该状态代号仅表示产品处于自然时效阶段。
T 热处理状态(不同于F、O、H状态) 适用于热处理后,经过(或不经过)加工硬化达到稳定的产品。T代号后面必须跟有一位或多位阿拉伯数字。在T字后面的第一位数字表示热处理基本类型(从1~10),其后各位数字表示在热处理细节方面有所变化。如 6061—T 62 ;5083—H 343等。
T1—从成型温度冷却并自然时效至大体稳定状态。
T2—退火状态(只用于铸件)。
T3—固溶处理后自然时效。
T31—固溶处理冷作(1%)后自然时效。
T36—固溶处理冷作(6%)后自然时效。
T37—固溶处理冷作(7%)后自然时效,用于2219合金。
T4—固溶处理 后自然时效。
T41—固溶处理后沸水淬火。
T411—固溶处理后空冷至室温,硬度在O及T6之间,残余应力低。
T42—固溶处理后自然时效。由用户进行处理,适于2024合金,强度比T4稍低。
T5—从成型温度冷却后人工时效。
T6—固溶处理后人工时效。
T61—T41+人工时效。
T611—固溶处理,沸水淬火。
T62—固溶处理后人工时效。
T7—固溶处理后稳定化。提高尺寸稳定性,减小残余应力,提高抗蚀性。
T72—固溶处理后过时效。
T73—固溶处理后进行分级时效,强度比T6低,抗蚀性显著提高。
T76—固溶处理后进行分级时效。
T8—固溶处理冷作后人工时效。
T81—固溶处理后冷作,人工时效。为改善固溶处理后的变形及改善强度。
T86—固溶处理后冷作(6%),人工时效。
T87—T37+人工时效。
T9—固溶处理后人工时效再冷作。
T10—从成型温度冷却,人工时效后冷作。
Tx51—为消除固溶处理后的残余应力进行拉伸处理。
板材0.5~3%的永久变形,棒、型材1~3%的永久变形。
X代表3、4、6或8,例如T351、T451、T651、T851,适用于板、拉制棒、线材,拉伸消除应力后不作任何矫正而时效。T3510、T4510、T8510,适用于挤压型材,拉伸消除应力后为使平直度符合公差进行矫正,并时效。
Tx52—为消除固溶处理后的残余应力进行压缩变形,固溶处理后进行2.5%的塑性变形然后时效,例如T352、T652。
Tx53—消除热应力。
Tx54—为消除精密锻件固溶处理后的残余应力进行压缩变形。
强度最好的铝合金是那个?A硬铝B锻铝c超硬铝
给你看看这个,是否能用
21世纪航天工业铝合金焊接工艺技术展望
摘要:简要回顾了航天工业铝合金焊接技术的发展,并对国内外铝合金在航天器上的应用情况进行了综述和分析。介绍了铝合金焊接技术的最新发展和应用前景,其中包括变极性等离子焊、局部真空电子束焊、气脉冲焊接技术、搅拌摩擦焊、焊接修复技术以及焊接工艺裕度和焊接结构安全评定技术。
关键词:铝合金;焊接;航天
1 前 言
铝合金不但具有高的比强度、比模量、断裂韧度、疲劳强度和耐腐蚀稳定性,同时还具有良好的成形工艺性和良好的焊接性,因此成为在航天工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料。
例如,铝合金是运载火箭及各种航天器的主要结构材料。美国的阿波罗飞船的指挥舱、登月舱,航天飞机氢氧推进剂贮箱、乘务员舱等也都用了铝合金作为结构材料。我国研制的各种大型运载火箭亦广泛选用了铝合金作为主要结构材料。
航天工业铝合金焊接技术的发展和应用与材料的发展有着密切的联系,本文将简要回顾航天工业铝合金焊接技术的发展并介绍几种极有应用前景的铝合金焊接工艺技术。
2 铝合金焊接技术的发展
2.1 LD10CS铝合金焊接回顾
早期的一些导弹和远程运载火箭的推进剂贮箱结构材料主要用Al?Mg系列合金,特别是退火和半冷作硬化状态的LF3、LF6防锈铝的应用最为普遍。这两种铝合金都具有优良的焊接性能〔1〕。?
随着航天技术的发展,运载火箭的推进剂贮箱结构材料,从使用非热处理强化的防锈铝,转变到使用可热处理强化的高强度铝合金。LD10CS合金已在多种大型运载火箭和固体导弹上获得成功的应用。由于它的超低温性能较好,因此在三子级的液氢、液氧推进剂贮箱上也获得了应用。
需要指出的是LD10合金的焊接性能较差,焊接时形成热裂纹的倾向较大,对焊接过程中的各种因素也比较敏感,焊接接头的断裂韧度较低,特别是当焊缝部位存在焊接缺陷时,液压强度试验时试验件经常发生低压爆破。
20世纪70年代,在研制LD10合金火箭推进剂贮箱初期,在焊接工艺方面曾遇到了极大的困难。在“三结合”攻关中发明的“两面三层焊”工艺(正面打底、盖面,背面清根封焊)使焊接接头性能达到了设计要求。在LD10焊接生产实践中总结得出:如果焊接接头区的延伸率不小于3%,则焊接接头的塑性可以满足使用要求。在此后的许多年中,一直以“延伸率不小于3%”作为一个重要的验收指标。?
几十年来,焊接工艺主要是氩弧焊(TIG),包括手工氩弧焊和自动氩弧焊。从焊接工艺方面看,为了减少焊接结构的焊接残余应力和变形,通常在焊接工艺选择上都尽量减少焊接热输入量。特别是对于热处理强化铝合金,由于焊接热过程的作用,在焊接热影响区存在软化区,塑性较好,强度较低。焊接接头强度系数为0.5~0.7。?
为什么LD10CS贮箱用两面三层焊工艺?理论分析和实践结果表明,若不用此焊接方法,就会造成LD10CS铝合金焊接接头塑性较差,且焊缝背面焊趾处易出现裂纹。两面三层焊时,清根和封底焊可消除此种裂纹。同时由于热输入量较大,热影响区发生不同程度的退火或过时效,使硬度降低,塑性提高,焊接拉伸试样断裂的位置是焊接软化区。这样在结构中,焊接接头在复杂的应力状态下以软化区的塑性和变形补偿了熔合区塑性的不足。但贮箱焊缝补焊后,有时仍发生低压爆破。
由于两面焊的特殊要求,限制了自动焊及焊接新技术(如真空电子束焊、变极性等离子焊等)的应用。这是因为,氩弧焊焊接热输入量比高能束的真空电子束焊要大,同时考虑到焊接接头的结构承载适应能力,难以应用焊接热输入较为集中的焊接新技术,制约了焊接新技术的应用。?
在焊接生产中,铝合金焊缝内常见的缺陷为焊缝气孔。氢是铝及其合金熔焊时产生气孔的主要原因。基体金属中含氢量、焊丝及基体金属表面氧化膜吸附的水分以及弧柱气氛中的水分都是焊缝气孔中氢的重要来源。航天焊接工作者经过不懈的攻关和努力保证了航天焊接产品的交付和发射成功。但是,由于诸多因素和条件的限制,在生产中个别贮箱仍存在气孔超差。?
在焊接材料方面,国外使用的是焊接专用板材,基体金属的氢含量小于2×10-7?。而国内铝合金板材制造技术条件中尚无对氢含量的要求。
2.2 铝合金2219和铝锂合金焊接概述
2219高强铝合金的突出特点是焊接性能好,从-253℃到+200℃均具有良好的力学性能、抗应力腐蚀性能,对焊接热裂纹的敏感性较低,焊接接头塑性及低温韧性较好。在美国已作为推进剂贮箱的主要结构材料,美国土星Ⅴ号Ⅰ级贮箱等均用了2219铝合金。前苏联在能源号和暴风雪号航天飞机均大量用了1201(相当于2219)铝合金。?
国内研制的S147铝合金与2219铝合金相类似,生成焊接裂纹的倾向性较低,但生成气孔的敏感性较强,尤其是熔合区、密集的微气孔是影响焊接接头性能的主要缺陷。
随着航天技术的发展,对铝合金的强度和减重提出了更高的要求,铝锂合金在近几十年得到了迅猛的发展。因为每加入1%Li,可使铝合金质量减轻3%,弹性模量提高6%,比弹性模量增加9%,这种合金与在飞机产品上普遍使用的2024和7075合金相比,密度下降7%~11%,弹性模量提高12%~18%。前苏联的1420合金与广泛使用的杜拉铝(硬铝)Д16(2024)合金相比,密度下降12%,弹性模量提高6%~8%,抗腐蚀性好,疲劳裂纹扩展速率低,强度、屈服强度和延伸率相近、焊接性较好〔2〕。
前苏联航空材料研究所(ВИАМ)И.Н.Фридляндер等人于20世纪60年代在发明了Al?Mg?Li系的1420合金不久,就对该合金的焊接开展了研究。70年代对该合金的焊接研究已经取得了成果,他们认为这种合金氩弧焊时,可用AM?г6、AM?г6T和1557焊丝,焊接接头的强度系数达到0.7以上。焊前、焊后热处理对焊接接头强度有很大的影响,淬火状态下焊接的接头强度比淬火及人工时效状态焊接的强度低78.5 MPa,焊后淬火及人工时效又可以使焊接接头的强度系数达到0.9~1.0。1980年1420合金被用于制造米格-29超音速战斗机的焊接机身、油箱、座舱,这使飞机的重量明显降低了24%。至今,1420合金已成功使用了30多年,广泛用于军用、民用飞机和火箭上〔3〕。
20世纪80年代俄罗斯研制了高强度、高模量的1460(Al?Cu?Li)合金,这种合金由于加入了Sc元素强化,使晶粒和亚晶结构变化,拉伸强度提高30~50 MPa,焊接性能明显改善。1460合金焊接工艺与1420合金基本相同,可用1201(Al?Cu?Mn)合金焊丝焊接,也可在焊丝中添加钪(Sc)元素。在对多种成分比较试验后,推荐应用CB-1207或CB-1217焊丝,这种焊丝的成分是在AL?Cu基础上添加Cu、Sc、Zr、Ti等,具体成分有待于进一步了解。应用此种焊丝可以显著地降低焊缝热裂纹敏感性,氩弧焊焊接接头强度大于250 MPa,焊接接头强度系数大于0.5,焊后热处理焊接接头的强度、硬度增加。〔4~8〕?这种焊丝可以保证无裂纹和细晶粒结构的接头,合理的选择焊接工艺和焊前准备可得到无气孔的焊接接头。
美国发现者号航天飞机的外贮箱用了2195(Al?Cu?Li?Mg)高强铝锂合金,取代原来使用了25~40年的2219合金。新设计的贮箱SLWT(Super Light Weight Tank超轻重量贮箱),比原来的贮箱减重5%,即3 405 kg,其中LH2箱减重1 907 kg、LO2箱减重736 kg,箱间段减重341 kg,其他减重422 kg。每减轻1 kg质量可以增加1 kg有效载荷,这样就增加3 405 kg的有效载荷。美国总共生产120台SLWT,完成全部航天飞行〔9~10〕。
2195-T8合金的贮箱用4043焊丝,变极性等离子弧焊 (VPPA)焊接。VPPA具有高的电弧温度、高的电弧电压和更集中的热量。VPPA焊接2195-T8铝锂合金的关键是焊缝背面保护,铝锂合金含有活泼的Li元素,如焊接时背面保护不好,极易氧化。马歇尔飞行中心研制出长229 mm、宽25.4 mm、高152 mm的不锈钢“保护盒”,“保护盒”在焊接时随焊枪行走,使焊缝区域氧气少于0.5%。另外,研制了直径51 mm、长229 mm的不锈钢管装在工件背面,焊接时随焊枪移动,也可有效保护背面焊缝。如果这两种保护装置同时使用,效果更好。
3 极具前途的几种工艺技术
3.1 变极性等离子弧焊接技术(VPPA)
18年,美国NASA宇航局马歇尔宇航中心决定变极性等离子弧焊技术部分取代钨极氩弧焊工艺焊接航天飞机外贮箱。航天飞机外贮箱材料为2219铝合金,共焊接了6400 m焊缝,经100% X射线检测,未发现任何内部缺陷,焊缝质量比TIG多层焊明显提高。?
变极性等离子焊接技术用于铝合金焊接,单道焊接铝合金厚度可达25.4 mm。其工艺特点是在焊接过程中,在焊接熔池中心存在一穿透的小孔,而且在实际生产中通常用立向上焊工艺,既有利于焊缝的正面成形,又有利于熔池中氢的逸出,减少气孔缺陷。因此被称为“零缺陷焊接”。?
“八五”期间,在引进国外某公司的变极性等离子焊接系统的基础上,进行了LF6、LD10铝合金平板(厚3 mm、6 mm、10 mm)焊接工艺试验〔11〕。?
“九五”期间,与哈尔滨工业大学联合开展了变极性等离子焊接技术研究,研制了变极性等离子焊接设备样机,并进行了LF6和LD10铝合金板材(厚3 mm、5 mm、12 mm)焊接工艺试验,完成了带有纵缝和环缝的贮箱模拟件焊接,解决了环缝焊接时起弧打孔和收弧填孔及焊缝首尾相接的难题,焊接模拟件通过了液压试验,将变极性等离子焊接技术的工程应用向前推进了一大步。
随着2219铝合金和2195铝锂合金的应用,在未来中厚度的大型贮箱焊接生产中,变极性等离子焊接技术有着广阔的应用前景。
3.2 局部真空电子束焊接技术
由于真空电子束焊接工艺是将被焊工件置于真空环境中进行焊接,因此可以得到优质的焊缝。同时,电子束高的能量密度使焊缝较窄,深宽比大,焊接应力和变形较小,在工业各领域尤其是国防工业中得到了广泛的应用。
但对于一些大型构件如运载火箭贮箱壳体等,如果用真空电子束焊接工艺,则需要较大的真空室,其容积可达数百立方米,这种电子束焊接设备造价很高。为了解决这一问题,国外开始设计和应用局部真空电子束焊接设备,不是将被焊工件整体放入真空室,而是在焊缝局部建立真空环境,从而完成焊接。
前苏联将局部真空电子束焊接技术应用于不同类型和尺寸火箭燃料贮箱壳体的焊接,在壳体的纵缝、对接环缝及法兰环缝焊接中,有7种类型焊缝(纵缝、对接环缝、法兰环缝)应用局部真空电子束焊接工艺。20世纪90年代初已用于Φ2.5 m直径壳体环缝焊接,能源号火箭贮箱纵缝用局部真空电子束焊接工艺,壁厚为42 mm,局部密封用磁流体密封、橡胶圈密封等技术。?
国内在“九五”期间,与中科院电工所合作研制了国内第1台法兰环缝局部真空电子束焊机(专利号:ZL002631776.6)〔12〕。电子枪与上真空室用动密封结构,工件与上、下真空室间为静密封结构。焊接时电子枪可以实现极坐标运动。电子枪径向移动用步进电机驱动,光栅尺检测位移;圆周方向转动通过交流伺服电机驱动,光码盘检测器角位移。二次电子焊缝对中系统用于实现焊缝轨迹示教。用两级微机控制,可编程序控制器(PLC)控制焊接参数可实现柔性焊接,即可焊接100~300 mm直径的法兰环缝。局部真空室的真空度达到5×10-3Pa,高于国外同类产品水平。?
在未来的2219铝合金和2195铝锂合金航天器厚壁结构中,特别对于焊接残余应力和变形要求较高的法兰环缝焊接生产中,局部真空电子束焊接技术应用对焊接质量的提高有着极为重要的意义。
3.3 气脉冲TIG和MIG焊接技术
在航天工业中,铝合金焊接中应用较广的TIG和MIG工艺,保护气体用氩气和氦气,其中以氩气应用较多。
就TIG焊而言,有交流氩弧焊和直流正接氦弧焊两种工艺。氦(He)和氩(Ar)相比,其最小电离能高,在其它条件和参数相同时,电弧电压较高。因此,氦弧焊电弧温度高,焊接热输入量大,也具有更高的能量密度,与氩弧焊相比熔深较大,焊接缺陷特别是焊接气孔较少。
据资料介绍,由于直流正接氦弧焊没有交流氩弧焊阴极雾化去除氧化膜的作用,氧化膜的破坏程度取决于电弧长度的大小,故直流正接氦弧焊用短弧焊去除氧化膜。这样使得焊接时填丝变得较为困难,加上设备等因素的制约,直流正接氦弧焊一直未大面积推广应用。
为了利用氦气电弧热高的优点并避免纯氦带来的缺点,国外用气脉冲Ar+He TIG和MIG焊接技术焊接铝合金,可大大减少焊接气孔。?
借鉴国外的经验,近几年开始进行气脉冲TIG焊接技术研究,初步试验表明,用气脉冲(Ar+He)TIG焊接工艺焊接S147铝合金抑制焊接气孔方面有明显的效果。不开坡口可一次焊透7 mm平板,且表面光泽与氩弧焊相同,避免直流正接氦弧焊焊缝表面发暗。焊接工艺性、可操作性也与氩弧焊无异,弧长也无特别限制。这对于未来型号将应用对气孔较敏感的S147铝合金和2195铝锂合金有极大的应用价值。?
3.4 搅拌摩擦焊技术
宇航工业飞行器结构大量使用铝合金,由于某些材料熔焊焊接性不良不得不用铆接结构。英国焊接研究所(TWI)1991年发明的搅拌摩擦焊为此类材料连接提供了一个新思路〔13〕。由于此方法属于固相焊,特别适合应用于熔化焊接性差的有色金属。相对于熔化焊接方法,不会产生与熔化有关的焊接缺陷,如热裂纹和气孔。但由于方法的限制,其应用仅限于简单结构的工件。
搅拌摩擦焊的原理是,利用摩擦发生的热,在高速旋转的搅拌头特形指棒周围的金属迅速被加热,并形成了很薄的热塑性金属层。随着搅拌头的移动形成了搅拌摩擦焊的焊缝。目前,已成功地进行了搅拌摩擦焊研究的铝合金包括: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)。美国波普公司的空间防御实验室在1998年将此技术用于火箭某些部件焊接。目前,ESAB公司正在制造可供商业应用的搅拌摩擦焊机,于2002年安装在TWI,用来焊接尺寸为8 m×5 m的工件,预计可焊接的工件厚度为1.5~18 mm。国内某些院校和研究所也开始了这方面的研究工作,有理由相信,国内最具备搅拌摩擦焊技术应用前景的将是航天工业。
3.5 焊接修补技术
铝合金结构件的焊接修补是航天器在生产和使用中不可避免地会遇到的问题。在焊接生产中,由于材料、结构、设备、工艺及环境条件等方面的偶然因素,在焊后会发现焊缝中存在超出标准的焊接缺陷,这就需要补焊。传统的手工TIG焊方法虽然操作简便、易行,但由于局部焊接热输入量较大,可能产生晶粒长大,局部韧性降低,同时在补焊部位引起较大的残余应力,往往成为“低压爆破”的裂源。另一方面,未来可重复使用运载器,在重复使用后,可能在某些构件局部出现裂纹等缺陷,需要进行焊接修补,此时在运载器外部覆有绝热材料,对温升有极严格的要求,必须取热输量集中而且较小的焊接工艺。
1995年英国剑桥焊接研究所发明摩擦塞焊技术〔14〕,洛马公司和国家宇航局马歇尔飞行中心进行了补焊工艺研究,2000年已用于外贮箱焊接修补。这是一种新的焊接修补技术,在焊缝缺陷位置,钻一楔形孔,将一个与孔的形状相类似的楔形旋转塞插入孔内,高速旋转时完整的楔形塞与孔表面摩擦生热而实现焊接。焊接参数包括塞的直径、旋转速度、施加的压力和塞的位移。它不同于熔焊修补,在缺陷去掉之前,要反复打磨和填充,焊接修补比通常的TIG熔焊修补强度高20%,改善了补焊部位的力学性能,而且不易产生焊接缺陷。用这种修补工艺还可大大减少修补时间,降低成本。
此外,也有人提出激光补焊的设想。铝合金激光焊的难点在于铝合金对CO2激光束(波长为10.6?μm)极高的表面初始反射率(超过90%以上),对Y激光束(波长为1.06μm)反射率接近80%。而且,铝合金激光束还易产生气孔。这些问题都有待于进行深入的研究工作。
3.6 焊接工艺和焊接结构安全评定技术
由于航天产品的特殊性,对产品质量和可靠性极为重视。随着焊接技术的发展,对航天产品焊接质量和可靠性不断提出新的要求。在实际生产中,焊接工艺的优劣不仅要看其是否能够完成所针对结构的焊接,而且要看其是否具有相对稳定的使焊接质量达到产品验收标准的能力。“焊接性”概念回答了是否能实现焊接的问题;90年代,航天焊接工作者提出的“焊接工艺裕度”概念回答了一种焊接工艺是否能达到焊接质量标准的问题〔15〕。换言之,“焊接工艺裕度”概念是焊接工艺评定的基础。例如:可根据焊接工艺裕度的评价方法对其保证焊接质量的能力进行评定,分为“合格工艺”、“限用工艺”以及“禁用工艺”等。当然,对某一特定工艺进行评定,仍需进行必要的实验工作,首先要找准影响焊接质量的关键因素,而后方可对这些因素进行综合评定。
由于目前技术水平和生产条件的限制,仅依靠焊后对焊缝的无损检测尚不能完全评定焊接接头的全部性能。在实际生产中,目前对铝合金焊缝也只检测气孔、夹杂、裂纹、未焊透等几类缺陷,而且难以做到100%检测,尤其对于角焊缝,尚难进行有效的检测。即使对于铝合金焊接时常见的气孔缺陷,X射线的分辨率目前也只能检测到0.2 mm以上气孔,而对于对接头塑性影响较大的微气孔尚不能做到充分判定。总之,焊接工艺仍是决定焊接质量的直接因素,对焊接工艺在生产中保证质量能力进行科学的评定是非常必要的。
针对焊接结构的可靠性评定,是近20年焊接结构安全评定技术不断发展。这里仅介绍“合于使用”原则的概念〔16〕。“合于使用”原则是针对“完美无缺”原则而言的。在焊接结构发展初期,要求结构在制造和使用过程中均不能有任何缺陷存在,即结构应完美无缺,否则就要返修或报废;后来曾任英国焊接研究所所长的Edgar Fuchs通过大量实验证明:在铝合金焊接接头中,即使存在某种程度的气孔,对接头强度的影响可能微乎其微,而并非必要的返修补焊却会造成局部残余应力的增大和微观组织结构的不利变化,导致使用性能的降低。基于这一研究,英国焊接研究所首先提出了“合于使用”的概念。在断裂力学出现和广泛应用后,这一概念成为焊接结构长期研究的中心课题之一,现已逐渐发展成为原则,并且有了明确的定义。在一些国家已建立了应用于焊接结构设计、制造和验收的“合于使用”原则的标准。
在“合于使用”评定标准中,均需输入载荷、类裂纹缺陷和断裂韧度3个参量,并可粗略地将安全评定方法分为断裂力学方法和结构试验方法。
4 结束语
铝合金是航天产品的主要结构材料之一。随着材料技术的发展,铝合金家族不断壮大。在美国和俄罗斯,2219,1201,1420铝合金都已获得了广泛的应用,2195铝合金也已开始应用。在国内,S147和2195等在未来航天型号中的应用前景不容忽视。载人航天和可重复使用航天器对焊接结构的可靠性提出了更高的要求。随着这一进程的出现,新焊接技术在航天工艺焊接生产中的应用必将获得突飞猛进的发展,焊接自动化和高的质量及可靠性保证能力将是21世纪对焊接技术的基本要求。尤其是铝合金中厚板和厚板焊接技术在近几年将成为航天焊接工作者研究和推广的热点之一。
参 考 文 献
1 材料工艺. 北京:宇航出版社,1989.?
2 The first space shuttle super lightweight tank presented to NASA. 1998?01?16. Email-98-7-14.?
3 DC-X demonstrates key maneuver. Aviation Week & Space Technology, 1995?0717
4 Fridlyander I N et al. High?strength weldable 1460 alloy for cryogenic lication. Al?Li Conf.,6:1245~1250?
5 Ш алин Р Е, Е фремов и др И С. Опыт проектирования иизговления крупногабариттных конструций из алюминиево-литиевых сплавов изделий ракетно-космической техники. Сварочное Производство, 1996(11):14~18?
6 Дриц А М, Т В Крымова. Российский Высокопрочный Свариваемый Алюминиево-Литиевый Сплав Марки 1460. Цветный металлы, 1996(3):68~73?
7 Рязанев В И, Федосеев В А. Технология дуговой сварки алюминиевых сплавов с литием. Сварочное Производство, 1996(6):4~9 ?
8 Фридлядер И Н, Дриц А М, Крымова Т В. Возможностьсоздания свариваемых сплавов на основе системы Al?Cu?Li. МиТОМ, 1991(9):30~32?
9 Stanley W K. Lightweight aluminum?based materials challenge nonmetallics in aerospace uses. Aviation Week & Space Technology, 1991?04?15: 57~60
10 Aerospace technology: to the 21st century. Aerospace Engineering, 199101.
11 沈江红 等.铝合金中厚板变极性等离子电弧焊焊接工艺的研究.宇航材料工艺,19(3).?
12 刘志华 等.法兰环缝局部真空电子束焊机的研制.宇航材料工艺,2001(3):52~56?
13 唐 伟 等.搅拌摩擦焊及其在铝合金连接中的应用.第九次全国焊接会议论文集,1999:529~532?
14 Friction plug weld repair of space shuttle external tank. Welding & Metal Fabrication, 2000?09:6~8?
15 Liu Zhihua et al. Welding technology margin and its lication in welding quality assurance. Proceedings of 47th International Welding Annual Conference, Beijing, China, 1994.?
16 霍立兴.焊接结构安全评定技术的现状及进展. 第九次全国焊接会议论文集,1999:82~95
铝合金A级是不是表示很好?
强度最好的铝合金是超硬铝。
超硬铝合金为铝、锌、铜、镁系合金。这类合金是室温强度最高的铝合金,经固溶处理和时效后,其强度达680MPa,其比强度已相当于超强度钢,故名超硬铝。
种类
7005 挤压材料,用于制造既要有高的强度又要有高的断裂韧性的焊接结构,如交通运输车辆的桁架、杆件、容器;大型热交换器,以及焊接后不能进行固熔处理的部件;还可用于制造体育器材如网球拍与垒球棒
7039 冷冻容器、低温器械与贮存箱,消防压力器材,军用器材、装甲板、导弹装置
7049 用于锻造静态强度与7079-T金的相同而又要求有高的抗应力腐蚀开裂勇力的零件,如飞机与导弹零件——起落架液压缸和挤压件。零件的疲劳性能大致与7075-T金的相等,而韧性稍高
7050 飞机结构件用中厚板、挤压件、自由锻件与模锻件。制造这类零件对合金的要求是:抗剥落腐蚀、应力腐蚀开裂能力、断裂韧性与抗疲劳性能都高
7072 空调器铝箔与特薄带材;2219、3003、3004、5050、5052、5154、6061、7075、7475、7178合金板材与管材的包覆层
7075 用于制造飞机结构及期货 他要求强度高、抗腐蚀性能强的高应力结构件、模具制造
7175 用于锻造航空器用的高强度结构性。T736材料有良好的综合性能,即强度、抗剥落腐蚀与抗应力腐蚀开裂性能、断裂韧性、疲劳强度都高
7178 供制造航空航天器的要求抗压屈服强度高的零部件
7475 机身用的包铝的与未包铝的板材,机翼骨架、桁条等。其他既要有高的强度又要有高的断裂韧性的零部件
7A04 飞机蒙皮、螺钉、以及受力构件如大梁桁条、隔框、翼肋、起落架等
机械小零件一般用40-50的铝棒,如果用铝合金的话,一般用什么型号的!
铝合金A不是表示铝合金的等级,是代表铝合金的牌号。
铝合金典型用途
1050 食品、化学和酿造工业用挤压盘管,各种软管,烟花粉
1060 要求抗蚀性与成形性均高的场合,但对强度要求不高,化工设备是其典型用途
1100 用于加工需要有良好的成形性和高的抗蚀性但不要求有高强度的零件部件,例如化工产品、食品工业装置与贮存容器、薄板加工件、深拉或旋压凹形器皿、焊接零部件、热交换器、印刷板、铭牌、反光器具
1145 包装及绝热铝箔,热交换器
1199 电解电容器箔,光学反光沉积膜
1350 电线、导电绞线、汇流排、变压器带材
2011 螺钉及要求有良好切削性能的机械加工产品
2014 应用于要求高强度与硬度(包括高温)的场合。飞机重型、锻件、厚板和挤压材料,车轮与结构元件,多级火箭第一级燃料槽与航天器零件,卡车构架与悬挂系统零件
2017 是第一个获得工业应用的2XXX系合金,目前的应用范围较窄,主要为铆钉、通用机械零件、结构与运输工具结构件,螺旋桨与配件
2024 飞机结构、铆钉、导弹构件、卡车轮毂、螺旋桨元件及其他种种结构件
2036 汽车车身钣金件
2048 航空航天器结构件与兵器结构零件
2124 航空航天器结构件
2218 飞机发动机和柴油发动机活塞,飞机发动机汽缸头,喷气发动机叶轮和压缩机环
2219 航天火箭焊接氧化剂槽,超音速飞机蒙皮与结构零件,工作温度为-270~300℃。焊接性好,断裂韧性高,T8状态有很高的抗应力腐蚀开裂能力
2319 焊拉2219合金的焊条和填充焊料
2618 模锻件与自由锻件。活塞和航空发动机零件
2A01 工作温度小于等于100℃的结构铆钉
2A02 工作温度200~300℃的涡轮喷气发动机的轴向压气机叶片
2A06 工作温度150~250℃的飞机结构及工作温度125~250℃的航空器结构铆钉
2A10 强度比2A01合金的高,用于制造工作温度小于等于100℃的航空器结构铆钉
2A11 飞机的中等强度的结构件、螺旋桨叶片、交通运输工具与建筑结构件。航空器的中等强度的螺栓与铆钉
2A12 航空器蒙皮、隔框、翼肋、翼梁、铆钉等,建筑与交通运输工具结构件
2A14 形状复杂的自由锻件与模锻件
2A16 工作温度250~300℃的航天航空器零件,在室温及高温下工作的焊接容器与气密座舱
2A17 工作温度225~250℃的航空器零件
2A50 形状复杂的中等强度零件
2A60 航空器发动机压气机轮、导风轮、风扇、叶轮等
2A70 飞机蒙皮,航空器发动机活塞、导风轮、轮盘等
2A80 航空发动机压气机叶片、叶轮、活塞、涨圈及其他工作温度高的零件
2A90 航空发动机活塞
3003 用于加工需要有良好的成形性能、高的抗蚀性可焊性好的零件部件,或既要求有这些性能又需要有比1XXX系合金强度高的工作,如厨具、食物和化工产品处理与贮存装置,运输液体产品的槽、罐,以薄板加工的各种压力容器与管道
3004 全铝易拉罐罐身,要求有比3003合金更高强度的零部件,化工产品生产与贮存装置,薄板加工件,建筑加工件,建筑工具,各种灯具零部件
3105 房间隔断、档板、活动房板、檐槽和落水管,薄板成形加工件,瓶盖、瓶塞等
3A21 飞机油箱、油路导管、铆钉线材等;建筑材料与食品等工业装备等
5005 与3003合金相似,具有中等强度与良好的抗蚀性。用作导体、炊具、仪表板、壳与建筑装饰件。阳极氧化膜比3003合金上的氧化膜更加明亮,并与6063合金的色调协调一致
5050 薄板可作为致冷机与冰箱的内衬板,汽车气管、油管与农业灌溉管;也可加工厚板、管材、棒材、异形材和线材等
5052 此合金有良好的成形加工性能、抗蚀性、可烛性、疲劳强度与中等的静态强度,用于制造飞机油箱、油管,以及交通车辆、船舶的钣金件,仪表、街灯支架与铆钉、五金制品等
5056 镁合金与电缆护套铆钉、拉链、钉子等;包铝的线材广泛用于加工农业捕虫器罩,以及需要有高抗蚀性的其他场合
5083 用于需要有高的抗蚀性、良好的可焊性和中等强度的场合,诸如舰艇、汽车和飞机板焊接件;需严格防火的压力容器、致冷装置、电视塔、钻探设备、交通运输设备、导弹元件、装甲等
5086 用于需要有高的抗蚀性、良好的可焊性和中等强度的场合,例如舰艇、汽车、飞机、低温设备、电视塔、钻井装置、运输设备、导弹零部件与甲板等
5154 焊接结构、贮槽、压力容器、船舶结构与海上设施、运输槽罐
5182 薄板用于加工易拉罐盖,汽车车身板、操纵盘、加强件、托架等零部件
5252 用于制造有较高强度的装饰件,如汽车等的装饰性零部件。在阳极氧化后具有光亮透明的氧化膜
5254 过氧化氢及其他化工产品容器
5356 焊接镁含量大于3%的铝-镁合金焊条及焊丝
5454 焊接结构,压力容器,海洋设施管道
5456 装甲板、高强度焊接结构、贮槽、压力容器、船舶材料
5457 经抛光与阳极氧化处理的汽车及其他装备的装饰件
5652 过氧化氢及其他化工产品贮存容器
5657 经抛光与阳极氧化处理的汽车及其他装备的装饰件,但在任何情况下必须确保材料具有细的晶粒组织
5A02 飞机油箱与导管,焊丝,铆钉,船舶结构件
5A03 中等强度焊接结构,冷冲压零件,焊接容器,焊丝,可用来代替5A02合金
5A05 焊接结构件,飞机蒙皮骨架
5A06 焊接结构,冷模锻零件,焊拉容器受力零件,飞机蒙皮骨部件
5A12 焊接结构件,防弹甲板
6005 挤压型材与管材,用于要求强高大于6063合金的结构件,如、电视天线等
6009 汽车车身板
6010 薄板:汽车车身
6061 要求有一定强度、可焊性与抗蚀性高的各种工业结构性,如制造卡车、塔式建筑、船舶、电车、家具、机械零件、精密加工等用的管、棒、形材、板材
6063 建筑型材,灌溉管材以及供车辆、台架、家具、栏栅等用的挤压材料
6066 锻件及焊接结构挤压材料
6070 重载焊接结构与汽车工业用的挤压材料与管材
6101 公共汽车用高强度棒材、电导体与散热器材等
6151 用于模锻曲轴零件、机器零件与生产轧制环,供既要求有良好的可锻性能、高的强度,又要有良好抗蚀性之用
6201 高强度导电棒材与线材
6205 厚板、踏板与耐高冲击的挤压件
6262 要求抗蚀性优于2011和2017合金的有螺纹的高应力零件
6351 车辆的挤压结构件,水、石油等的输送管道
6463 建筑与各种器具型材,以及经阳极氧化处理后有明亮表面的汽车装饰件
6A02 飞机发动机零件,形状复杂的锻件与模锻件
7005 挤压材料,用于制造既要有高的强度又要有高的断裂韧性的焊接结构,如交通运输车辆的桁架、杆件、容器;大型热交换器,以及焊接后不能进行固熔处理的部件;还可用于制造体育器材如网球拍与垒球棒
7039 冷冻容器、低温器械与贮存箱,消防压力器材,军用器材、装甲板、导弹装置
7049 用于锻造静态强度与7079-T金的相同而又要求有高的抗应力腐蚀开裂勇力的零件,如飞机与导弹零件——起落架液压缸和挤压件。零件的疲劳性能大致与7075-T金的相等,而韧性稍高
7050 飞机结构件用中厚板、挤压件、自由锻件与模锻件。制造这类零件对合金的要求是:抗剥落腐蚀、应力腐蚀开裂能力、断裂韧性与抗疲劳性能都高
7072 空调器铝箔与特薄带材;2219、3003、3004、5050、5052、5154、6061、7075、7475、7178合金板材与管材的包覆层
7075 用于制造飞机结构及期货 他要求强度高、抗腐蚀性能强的高应力结构件、模具制造
7175 用于锻造航空器用的高强度结构性。T736材料有良好的综合性能,即强度、抗剥落腐蚀与抗应力腐蚀开裂性能、断裂韧性、疲劳强度都高
7178 供制造航空航天器的要求抗压屈服强度高的零部件
7475 机身用的包铝的与未包铝的板材,机翼骨架、桁条等。其他既要有高的强度又要有高的断裂韧性的零部件
7A04 飞机蒙皮、螺钉、以及受力构件如大梁桁条、隔框、翼肋、起落架等
铝合金的典型机械性能(Typical Mechanical Properties)铝合金牌号及状态 拉伸强度(25°C MPa) 屈服强度(25°C MPa) 硬度500kg力10mm球 延伸率1.6mm(1/16in)厚度5052-H112 175 195 60 125083-H112 180 211 65 146061-T651 310 276 95 127050-T7451 510 455 135 107075-T651 572 503 150 112024-T351 470 325 120 20铝合金的典型物理性能(Typical Physical Properties)铝合金牌号及状态 热膨胀系数(20-100℃)μm/m?6?1k 熔点范围(℃) 电导率20℃(68℉)(%IACS) 电阻率20℃(68℉)Ωmm2/m 密度(20℃)(g/cm3)2024-T351 23.2 500-635 30 0.058 2.825052-H112 23.8 607-650 35 0.050 2.725083-H112 23.4 570-640 29 0.059 2.726061-T651 23.6 580-650 43 0.040 2.737050-T7451 23.5 490-630 41 0.0415 2.827075-T651 23.6 475-635 33 0.0515 2.82铝合金的化学成份(Chemical Composition Limit Of Aluminum )合金牌号 硅Si 铁Fe 铜Cu 锰Mn 镁Mg 铬Cr 锌Zn 钛Ti 其它 铝 每个 合计 最小值2024 23.2 0.5 3.8-4.9 0.3-0.9 1.2-1.8 0.1 0.25 0.15 0.05 0.15 余量5052 25 0.4 0.1 0.1 2.2-2.8 0.15-0.35 0.1 -- 0.05 0.15 余量5083 23.8 0.4 0.1 0.3-1.0 4.0-4.9 0.05-0.25 0.25 0.15 0.05 0.15 余量6061 23.6 0.7 0.15-0.4 0.15 0.8-1.2 0.04-0.35 0.25 0.15 0.05 0.15 余量7050 23.5 0.15 20.-2.6 0.1 1.9-2.6 0.04 5.7-6.7 0.06 0.05 0.15 余量7075 23.6 0.5 1.2-2.0 0.3 2.1-2.9 0.18-0.28 5.1-6.1 0.2 0.05 0.15 余量美铝典型应用领域用 途 2024 5052 5083 6061 7050 7075农业 -- ● -- ● -- --航空器 ● -- -- ● ● ●模具 -- ● -- ● -- ●机械设备 ● ● -- ● ● ●五金零件 -- -- -- ● -- --建筑 -- ● -- ● -- --机动车 ● -- -- ● -- --建筑产品 -- ● -- ● -- --化学设备 -- -- -- ● -- --集装箱 -- -- -- -- -- --烹饪用具 -- -- -- -- -- --圆筒或活塞 ● -- -- ● -- --泵体 -- -- -- ● -- --电子 -- -- -- ● -- --电工 -- ● -- ● -- --紧固件 ● ● -- ● ● ●屏蔽线 -- -- -- ● -- --风叶 -- -- -- ● -- --家具 -- -- -- ● -- --筒状容器 -- -- -- -- -- --硬件装置 ● -- -- ● ● ●医疗设备 ● -- -- ● -- --厨房设备 -- ● -- ● -- --灯座 -- -- -- -- -- --水上用途 -- ● -- ● -- --机械配件 ● -- -- ● ● ●名称招牌 -- -- -- -- -- --用品 ● -- -- ● ● ●管道 -- -- -- ● -- --车体 -- ● -- ● -- --设施 ● -- -- ● ● ●储存箱 -- ● -- ● -- --架构 -- -- -- ● -- --卡车与拖车 -- ● -- ● -- --拉链 -- -- -- -- -- --现货供应型号 板材 圆棒 扁条/方条6061 T6 ● ● ●6061 T651 ● -- --6061 T6511 -- ● --7075 T651 ● -- --7075 T6 ● ● --5052 H112 精度板 ● -- --5052 H32 冲压板 ● -- --5083 H112 ● -- --Alumould ● -- --Mic-6 ● -- --2024 ● -- --K-100 ● -- --产品参数中、美常用铝合金牌号对照表 中国 CHINA 美国 THE UNITED STATESL1-L6 、 L5-1 1070 、1060 、 1050 、 1030 、 1100LY11 、 LY12 、 LY1 2017 、 2024 、 2117LD10 、 LD5 2014 、 2214LD7 2618LD9 、 LD8 2018 、 2218LY16 、 LY17 2219 、 2021LF21 3003LF2 、 LF3 、 LF4 5052 、 5154 、 5083LF5 、 LF11 、 LF6 、 LF5-1 5456 、 5056LD2 、 LD2-1 、 LD2-2 、 LD30 、 LD31 6165 、 6061 、 6055 、 6063LC6 、 LC4 、 LC9 7001 、 7178 、 7075LC5 、 LC10 7076 、 7175 、 7079LD11 4032 中 国 新 旧 合 金 牌 号 对 照 表(GB/T 3190-1996)新 牌 号 旧 牌 号 新 牌 号 旧 牌 号 新 牌 号 旧 牌 号1A99 原LG5 2B12 原LY9 3003 -1A 原LG4 2A13 原LY13 3103 -1A95 - 2A14 原LD10 3004 -1A93 原LG3 2A16 原LY16 3005 -1A90 原LG2 2B16 曾用Ly16-1 3105 -1A85 原LG1 2A17 原LY17 4A01 原LT11080 - 2A20 曾用LY20 4A11 原LD111080A - 2A21 曾用214 4A13 原LT131070 - 2A25 曾用225 4A17 原LT171070A 代L1 2A49 曾用149 4004 -1370 - 2A50 原LD5 4032 -1060 代L2 2B50 原LD6 4043 -1050 - 2A70 原LD7 4043A -1050A 代L3 2B70 曾用LD7-1 4047 -1A50 原LB2 2A80 原LD8 4047A -1350 - 2A90 原LD9 5A01 曾用2101、LF151145 - 2004 - 5A02 原LF21035 代L4 2011 - 5A03 原LF31A30 原L4-1 2014 - 5A05 原LF51100 代LF5-1 2014A - 5B05 原LF101200 代L5 2214 - 5A06 原LF61235 - 2017 - 5B06 原LF142A01 原LY1 2017A - 5A12 原LF122A02 原LY2 2117 - 5A13 原LF132A04 原LY4 2218 - 5A30 曾用2103、LF162A06 原LY6 2618 - 5A33 原LF332A10 原LY10 2219 曾用LY19、147 5A41 原LT412A11 原LY11 2024 - 5A43 原LF432B11 原LY8 2124 - 5A66 原LT662A12 原LY12 3A21 原LF21 5005 -5019 - 6B02 原LD2-1 7A09 原LC95050 - 6A51 曾用651 7A10 原LC105251 - 6101 - 7A15 曾用LC15、1575052 - 6101A - 7A19 曾用919、LC195154 - 6005 - 7A31 曾用183-15154A - 6005A - 7A33 曾用LB7335454 - 6351 - 7A52 曾用LC52、52105554 - 6060 - 7003 原LC125754 - 6061 原LD30 7005 -5056 原LF5-1 6063 原LD31 7020 -5356 - 6063A - 7022 -5456 - 6070 原LD2-2 7050 -5082 - 6181 - 7075 -5182 - 6082 - 7475 -5083 原LF4 7A01 原LB1 8A06 原L65183 - 7A03 原LC3 8011 曾用LT985086 - 7A04 原LC4 8090 -6A02 原LD2 7A05 曾用705 - -注意:(1)“原”是指化学成分与新牌号等同,且都符合GB3190-82规定的旧牌号。(2)“代”是指与新牌号的化学成分相近似,且都符合GB3190-82规定的旧牌号。(3)“曾用”是指已经鉴定,工业生产时曾经用过的牌号,但没有收入GB3190-82中。 合金系 ALLOY SYSTEM 状态 TEMPERL -- 铝 R -- 热加工状态 LF -- 防锈铝合金 (Ai - Mg 、 Ai - Mn) M -- 退火状态LY -- 硬铝合金 (Ai - Cu - Mg) Y -- 加工硬化状态LC -- 超硬铝合金 (Ai - Cu - Mg - Zn ) C -- 淬火状态LD -- 锻铝合金 (Ai - Mg - Si & Cu - Mg - Si) CZ -- 淬火、自然时效状态LT -- 特殊铝合金 CZY -- 淬火、自然时效,冷作状态- CS -- 淬火、人工时效状态- CSY -- 淬火、人工时效,冷作状态- Y2 -- 半硬状态- RCS(T5)-- 风冷、人工时效状态 (GB/T16475-1996) 基 础 状 态 代 号 、 名 称 及 说 明 与 应 用代 号 名 称 说 明 与 应 用F 自由加工状态 适用于在成型过程中,对于加工硬化和热处理条件无特殊要求的产品,该状态产品的力学性能不作规定O 退火状态 适用于经完全退火获得最低强度的加工产品H 加工硬化状态 适用于通过加工硬化提高强度的产品,产品在加工硬化后可经过(也可不经过)使强度有所降低的附加热处理H代号后面必须 跟有两位或三位阿拉伯数字 W 固溶热处理状态 一种不稳定状态,仅适用于经固溶热处理后,室温下自然时效的合金,该状态代号仅表示产品处于自然时效阶段 T 热处理状态(不同于F、O、H) 适用于热处理后,经过(或不经过)加工硬化达到稳定状态的产品T代号后面必须跟有一个或多位阿拉伯数字 中 国 新 旧 原 始 状 态 代 号 对 照 表(GB/T16475-1996) 旧 代 号 新 代 号 旧 代 号 新 代 号M O CYS TX51、TX52R H112或F CZY T0Y HX8 CSY T9Y1 HX6 MCS T62Y2 HX4 MCZ T42Y4 HX2 CGS1 T73T HX9 CGS2 T76CZ T4 CGS3 T74CS T6 RCS T5 注:原以R状态交货的、提供CZ、CS试样性能的产品,其状态可分别对应新代号T62、T42。 HXY 细 分 状 态 代 号 与 加 工 硬 化 程 度细 分 状 态 代 号 加 工 硬 化 程 度HX1 抗拉强度极限为O与HX2状态的中间值HX2 抗拉强度极限为O与HX4状态的中间值HX3 抗拉强度极限为HX2与HX4状态的中间值HX4 抗拉强度极限为O与HX8状态的中间值HX5 抗拉强度极限为HX4与HX6状态的中间值HX6 抗拉强度极限为HX4与HX8状态的中间值HX7 抗拉强度极限为HX6与HX8状态的中间值HX8 硬状态HX9 超硬状态、最小抗拉强度极限制超过HX8状态至少10兆帕注:当按上表确定的HX1~HX9状态的抗拉强度极限值,不是0或5结尾时,应修约至以0或5结尾的相邻较大值。 TX 细 分 状 态 代 号 说 明 与 应 用状 态 代 号 说 明 与 应 用T0 固溶热处理后、经自然时效再通过冷加工的状态 ,适用于经冷加工提高强度的产品 T1 由高温成型过程冷却,然后自然时效至基本稳定的状态,适用于由高温成型过程冷却后,不再进行冷加工(可进行矫直、矫平,但不影响力学性能极限)的产品 T2 由高温成型过程冷却,经冷加工后自然时效至基本稳定的状态 ,适用于由高温成型过程冷却后,进行冷加工、或矫直、矫平以提高强度的产品 T3 固溶热处理后进行冷加工,再经自然时效至基本稳定的状态,适用于在固溶热处理后,进行冷加工、或矫直。矫平以提高强度的产品 T4 固溶热处理后自然时效至基本稳定的状态适用于固溶热处理后,不再进行冷加工(可进行矫直、矫平,但不影响力学性能极限)的产品 T5 由高温成型过程冷却,然后进行人工时效的状态,适用于由高温成型过程冷却后,不经过冷加工(可进行矫直、矫平,但不影响力学性能极限),予以人工时效的产品 T6 固溶热处理后进行人工时效的状态适用于固溶热处理后,不再进行冷加工(可进行矫直、矫平,但不影响力学性能极限)的产品 T7 固溶热处理后进行过时效的状态适用于固溶热处理后,为获取某些重要特性,在人工时效时,强度在时效曲线上越过了最高峰点的产品 T8 固溶热处理后经冷加工,然后进行人工时效的状态适用于经冷加工、或矫直、矫平以提高强度的产品 T9 固溶热处理后人工时效,然后进行冷加工的状态 ,适用于经冷加工提高强度的产品 T10 由高温成型过程冷却后,进行冷加工,然后人工时效的状态 ,适用于经冷加工、或矫直、矫平以提高强度的产品 注:某些6XXX系的合金,无论是炉内固溶热处理,还是从高温成型过程急冷以保留可溶性成份在固溶体中,均能达到相同的固溶热处理效果,这些合金的T3、T4、T6、T7、T8和T9状态可用上述两种热处理方法的任一种。 TXX 及 TXXX 细 分 状 态 代 号 说 明 与 应 用状 态 代 号 说 明 与 应 用T42 适用于自O或F状态固溶热处理后,自然时效到充分稳定状态的产品,也适用于需方对任何状态的加工产品热处理后,力学性能达到了T42状态的产品T62 适用于自O或F状态固溶热处理后,进行人工时效的产品,也适用于需方对任何状态的加工产品热处理后,力学性能达到了T62状态的产品T73 适用于固溶热处理后,经过时效以达到规定的力学性能和抗应力腐蚀性能指标的产品T74 与T73状态定义相同。该状态的抗拉强度大于T73状态,但小于T76状态T76 与T73状态定义相同。该状态的抗拉强度分别高于T73、T74状态,抗应力腐蚀断裂性能分别低于T73、T74状态,但其抗剥落腐蚀性能仍较好T72 适用于自O或F状态固溶热处理后,进行人工时效处理,力学性能及抗腐蚀性能达到了T7X状态的产品T81 适用于固溶热处理后,经1%左右的冷加工变形提高强度,然后进行人工时效的产品T87 适用于固溶热处理后,经1%左右的冷加工变形提高强度,然后进行人工时效的产品 用挤压丝锥加工铝合金螺孔 ________________________________________(2006-03-07 16:10:19 )在对不同材质的螺纹孔加工过程中可以发现,对于材质致密、有较高强度的材料(如钢件)上的螺纹孔,由于其粗糙度、刚性和强度较高,所使用的螺栓可多次旋进旋出,螺孔也不易损坏;而对于铝合金件上的螺纹孔,其粗糙度和强度较低,经螺栓反复旋进旋出后,螺孔很容易损坏,从而影响工件的使用。用挤压丝锥加工铝合金工件上的螺孔则可较好防止螺孔损坏。由于铝合金压铸件表面1mm以下容易出现气孔,所以用钻孔、攻丝等常规加工工艺容易产生断扣,而用挤压成形工艺加工出的螺纹孔强度较高。挤压成形是一种非切削加工,理论上内孔表面材质预留量与所形成的螺纹在单位长度内体积相等,据此可以算出挤压丝锥加工的螺纹底孔尺寸如下:螺纹规格-底孔直径M3-2.71mmM4-3.74mmM5—4.64mmM6-5.55mm(上偏差+0.05mm,下偏差-0.08mm)M8-7.45mmM10-9.35mmM12-11.25mm(上偏差+0.06mm,下偏差-0.12mm)鉴于螺纹挤压成形的特殊性,其切削参数也与普通丝锥有所不同。根据实际的使用经验,在提高效率和保证刀具正常使用的前提下,较为理想的切削用量如下(以M5、M6丝锥为例):M5丝锥:转速400r/min,进给量320mm/minM6丝锥:转速400r/min,进给量400mm/min此外,建议在攻螺纹前使用相应的底孔钻头顺整底孔,消除底孔缺陷,防止挤压丝锥断裂。
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