鋁合金

以鋁為基的合金總稱。主要合金元素有銅、硅、鎂、鋅、錳，次要合金元素有鎳、鐵、鈦、鉻、鋰等。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。

鋁合金

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

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，力學性能高于鑄態。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、日常生活用品、建筑用門窗等。

鋁合金按加工方法可以分為變形鋁合金和鑄造鋁合金。變形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。

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 鋁合金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。  

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），

　　2008年北京奧運會火炬“祥云”的材質就是鋁合金。

鋁合金壓力加工產品分為防銹（LF）、硬質（LY）、鍛造（LD）、超硬（LC）、包覆（LB）、特殊（LT）及釬焊（LQ）等七類。常用鋁合金材料的狀態為退火（M燜火）、硬化（Y）、熱軋（R）等三種。

壓力鑄造簡稱壓鑄，是一種將熔融合金液倒入壓室內，以高速充填鋼制模具的型腔，并使合金液在壓力下凝固而形成鑄件的鑄造方法。壓鑄區別于其它鑄造方法的主要特點是高壓和高速。

1. 金屬液是在壓力下填充型腔的，并在更高的壓力下結晶凝固，常見的壓力為15—100MPa。

2. 金屬液以高速充填型腔，通常在10—50米/秒，有的還可超過80米/秒，（通過內澆口導入型腔的線速度—內澆口速度），因此金屬液的充型時間極短，約0.01—0.2秒（須視鑄件的大小而不同）內即可填滿型腔。壓鑄機、壓鑄合金與壓鑄模具是壓鑄生產的三大要素，缺一不可。所謂壓鑄工藝就是將這三大要素有機地加以綜合運用，使能穩定地有節奏地和高效地生產出外觀、內在質量好的、尺寸符合圖樣或協議規定要求的合格鑄件，甚至優質鑄件。

流動性是指合金液體充填鑄型的能力。流動性的大小決定合金能否鑄造復雜的鑄件。在鋁合金中共晶合金的流動性最好。

影響流動性的因素很多，主要是成分、溫度以及合金液體中存在金屬氧化物、金屬化合物及其他污染物的固相顆粒，但外在的根本因素為澆注溫度及澆注壓力（俗稱澆注壓頭）的高低。

實際生產中，在合金已確定的情況下，除了強化熔煉工藝（精煉與除渣）外，還必須改善鑄型工藝性（砂模透氣性、金屬型模具排氣及溫度），并在不影響鑄件質量的前提下提高澆注溫度，保證合金的流動性。

鋁和鋁合金經加工成一定形狀的材料統稱鋁材，包括板材、帶材、箔材、管材、棒材、線材、型材等。

鋁合金材料,強度高和質量輕。主要焊接工藝為鎢極氬弧焊TIG、氣體保護焊MIG、攪拌摩擦焊FSW、電阻點焊等。

1. 焊前用化學+機械的方法清除工件坡口及周圍部分和焊絲表面的氧化物，順序是先化學清洗，后機械打磨；

2. 焊接過程中要采用合格的保護氣體進行保護；

3. 在氣焊時，采用熔劑，在焊接過程中不斷用焊絲挑破熔池表面的氧化膜。

1. 極易氧化。在空氣中，鋁容易同氧化合，生成致密的三氧化二鋁薄膜（厚度約0．1－0．2μm），熔點高（約             2050℃），遠遠超過鋁及鋁合金的熔點（約600℃左右）。氧化鋁的密度3．95－4．10g/cm3，約為鋁的1．4倍，     氧化鋁薄膜的表面易吸附水分，焊接時，它阻礙基本金屬的熔合，極易形成氣孔、夾渣、未熔合等缺陷，引起焊縫     性能下降。

2. 易產生氣孔。鋁和鋁合金焊接時產生氣孔的主要原因是氫，由于液態鋁可溶解大量的氫，而固態鋁幾乎不溶解氫，     因此當熔池溫度快速冷卻與凝固時，氫來不及逸出，容易在焊縫中聚集形成氣孔。氫氣孔目前難于完全避免，氫的     來源很多，有電弧焊氣氛中的氫，鋁板、焊絲表面氧化膜吸附空氣中的水分等。實踐證明，即使氬氣按GB/T4842標     準要求，純度達到99．99% 以上，但當水分含量達到20ppm時，也會出現大量的致密氣孔，當空氣相對濕度超過       80%時，如果不采取加熱等措施，焊縫就會明顯出現氣孔。同時，采用小電流慢速焊，加大焊縫冷卻時間，并利用     焊絲電弧進行熔池攪動，可以較好的幫助氣體排出熔池。

3. 焊縫變形和形成裂紋傾向大。鋁的線膨脹系數和結晶收縮率約比鋼大兩倍，易產生較大的焊接變形的內應力，對剛     性較大的結構將促使熱裂紋的產生。

4. 鋁的導熱系數大（純鋁0．538卡/Cm．s．℃）。約為鋼的4倍，因此，焊接鋁和鋁合金時，比焊鋼要消耗更多的熱     量。

5. 合金元素的蒸發的燒損。鋁合金中含有低沸點的元素（如鎂、鋅、錳等），在高溫電弧作用下，極易蒸發燒損，從     而改變焊縫金屬的化學成分，使焊縫性能下降。

6. 高溫強度和塑性低。高溫時鋁的強度和塑性很低，破壞了焊縫金屬的成形，有時還容易造成焊縫金屬塌落和焊穿現     象。

7. 無色彩變化。鋁及鋁合金從固態轉為液態時，無明顯的顏色變化，使操作者難以掌握加熱溫度。

為了獲得各種形狀與規格的優質精密鑄件，用于鑄造的鋁合金一般具有以下特性。

1. 有填充狹槽窄縫部分的良好流動性

2. 有比一般金屬低的熔點，但能滿足極大部分情況的要求

3. 導熱性能好，熔融鋁的熱量能快速向鑄模傳遞，鑄造周期較短

4. 熔體中的氫氣和其他有害氣體可通過處理得到有效的控制

5. 鋁合金鑄造時，沒有熱脆開裂和撕裂的傾向

6. 化學穩定性好，抗蝕性能強

7. 不易產生表面缺陷，鑄件表面有良好的表面光潔度和光澤，而且易于進行表面處理

8. 鑄造鋁合金的加工性能好，可用壓模、硬模、生砂和干砂模、熔模石膏型鑄造模進行鑄造生產，也可用真空鑄造、     低壓和高壓鑄造、擠壓鑄造、半固態鑄造、離心鑄造等方法成形，生產不同用途、不同品種規格、不同性能的各種     鑄件。

鑄造鋁合金在轎車上是得到了廣泛應用，如發動機的缸蓋、進氣歧管、活塞、輪轂、轉向助力器殼體等。