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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(jī)械制造、船舶  鋁合金
及化學(xué)工業(yè)中已大量應(yīng)用。隨著近年來(lái)科學(xué)技術(shù)以及工業(yè)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，對(duì)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(jìn)了鋁合金焊接技術(shù)的發(fā)展，同時(shí)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(diǎn)之一。純鋁的密度?。?rho;=2.7g/cm3），大約是鐵的 1/3，熔點(diǎn)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(qiáng)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(guò)長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn)，人們逐漸以加入合金元素及運(yùn)用熱處理等方法來(lái)強(qiáng)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(diǎn)的同時(shí)還能具有較高的強(qiáng)度，σb 值分別可達(dá) 24～60kgf/mm2。這樣使得其“比強(qiáng)度”（強(qiáng)度與比重的比值 σb/ρ）勝過(guò)很多合金鋼，成為理想的結(jié)構(gòu)材料，廣泛用于機(jī)械制造、運(yùn)輸機(jī)械、動(dòng)力機(jī)械及航空工業(yè)等方面，飛機(jī)的機(jī)身、蒙皮、壓氣機(jī)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(qiáng)度比較高，接近或超過(guò)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?jī)H次于鋼。 　　鋁合金按加工方法可以分為形變鋁合金和鑄造鋁合金兩大類： 　　變形鋁合金能承受壓力加工。可加工成各種形態(tài)、規(guī)格的鋁合金材。主要用于制造航空器材、建筑用門窗等。 形變鋁合金又分為不可熱處理強(qiáng)化型鋁合金和可熱處理強(qiáng)化型鋁合金。不可熱處理強(qiáng)化型不能通過(guò)熱處理來(lái)提高機(jī)械性能，只能通過(guò)冷加工變形來(lái)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)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。可熱處理強(qiáng)化型鋁合金可以通過(guò)淬火和時(shí)效等熱處理手段來(lái)提高機(jī)械性能，它可分為硬鋁、鍛鋁、超硬鋁和特殊鋁合金等。 　　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，其中鋁硅合金又有過(guò)共晶硅鋁合金，共晶硅鋁合金，單共晶硅鋁合金，鑄造鋁合金在鑄態(tài)下使用。 　　一些鋁合金可以采用熱處理獲得良好的機(jī)械性能，物理性能和抗腐蝕性能。 　

    鋁合金的熔煉與澆注是鑄造生產(chǎn)中主要環(huán)節(jié)。嚴(yán)格控制熔煉與澆鑄的全過(guò)程，對(duì)防止針孔、夾雜、欠鑄、裂紋、氣孔以及縮松等鑄造缺陷起著重要的作用。由于鋁熔體吸收氫傾向大，氧化能力強(qiáng)，易溶解鐵，在熔煉與澆鑄過(guò)程中必須采取簡(jiǎn)易而又謹(jǐn)慎的預(yù)防措施國(guó)，以獲得優(yōu)質(zhì)鑄件。 　　1、鋁合金爐料配制及質(zhì)量控制 　　為了熔煉出優(yōu)質(zhì)鋁熔體，首先應(yīng)選用合格的原材料。須對(duì)原材料進(jìn)行科學(xué)管理和適當(dāng)處理，否則就會(huì)嚴(yán)重影響合金的質(zhì)量，生產(chǎn)實(shí)踐證明，原材料（包括金屬材料及輔助材料）控制不嚴(yán)會(huì)使鑄件成批報(bào)廢。 　?。ㄒ唬┰牧媳仨氂泻细竦幕瘜W(xué)成分及組織，具體要求如下： 　　入廠的合金錠除分析主要成分及雜質(zhì)含量外，尚就檢查低陪組織及斷口。實(shí)踐證明，使用了含有嚴(yán)重縮孔、針孔、以及氣泡的鋁液，就難以獲得致密的鑄件，甚至?xí)斐烧麪t、整批的鑄件報(bào)廢。 　　有人在研究鋁硅合金錠對(duì)鋁合金針孔的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，用熔融的純澆鑄砂型試塊時(shí)并不出現(xiàn)針孔，當(dāng)加入低組織和不合格的鋁硅合金錠后，試塊針孔嚴(yán)重，且晶粒大。其原因?yàn)椴牧系倪z傳性所致。鋁硅系合金和遺傳性隨著含量的提高面增大，硅量達(dá)到7%時(shí)，遺傳顯著。繼續(xù)提高硅含量到共晶成分，遺傳性又稍減小。為解決爐料遺傳性引起的鑄件缺陷，必須選用冶金質(zhì)量高的鋁錠、中間合金及其它爐料。具體標(biāo)準(zhǔn)如下： 　?。?）斷口上不應(yīng)有針孔、氣孔 　　針孔應(yīng)在三級(jí)以內(nèi)，局部（不超過(guò)受檢面積的25%）不應(yīng)超過(guò)三級(jí)，超過(guò)三級(jí)者必須采取重熔煉的辦法以減少針孔度。重熔精煉方法與一般鋁合金熔煉相同，澆鑄溫度不宜超過(guò)660℃，對(duì)于那些原始晶粒大的鋁錠、合金錠等，應(yīng)先用較低的錠模溫度，使它們快速凝固，細(xì)化晶粒。 　　2、爐料處理 　　爐料使用前應(yīng)經(jīng)吹砂處理，以去除表面的銹蝕、油脂等污物。放置時(shí)間不長(zhǎng)，表面較干凈的鋁合金錠及金屬型回爐料可以不經(jīng)吹砂處理，但應(yīng)消除混在爐料內(nèi)的鐵質(zhì)過(guò)濾網(wǎng)及鑲嵌件等，所有的爐料在入爐前均應(yīng)預(yù)熱，以去除表面附的水分，縮短熔煉時(shí)間在3小時(shí)以上。 　　3、爐料的管理及存放 　　爐料的合理保存及管理對(duì)確保合金質(zhì)量有重要意義。爐料應(yīng)貯存在溫度變化不大、干燥的倉(cāng)庫(kù)內(nèi)。 　　2、坩堝及熔煉工具的準(zhǔn)備 　　（一）坩堝鑄造鋁合金常用鐵坩堝，也可用鑄鋼及鋼板焊接坩堝。 　　新坩堝及長(zhǎng)期未用的舊坩堝，使用前均應(yīng)吹砂，并加熱到700--800度，保持2--4小時(shí)，以燒除附著在坩堝內(nèi)壁的水分及可燃物質(zhì)，待冷到300度以下時(shí)，仔細(xì)清理坩堝內(nèi)壁，在溫度不低于200度時(shí)噴涂料。 　　坩堝使用前應(yīng)預(yù)熱至暗紅色（500--600度），并保溫2小時(shí)以上。新坩堝外熔煉之前，最好先熔化一爐同牌號(hào)的回爐料。 　?。ǘ?熔煉工具的準(zhǔn)備 　　鐘罩、壓瓢、攪拌勺、澆包 　　錠模等使用前均應(yīng)預(yù)熱，并在150度---200度溫度下涂以防護(hù)性涂料，并徹底烘干，烘干溫度為200--400度，保溫時(shí)間2小時(shí)以上，使用后應(yīng)徹底清除表面上附著的氧化物、氟化物，（最好進(jìn)行吹砂）。 　　3、熔煉溫度的控制 　　熔煉溫度過(guò)低，不利于合金元素的溶解及氣體、夾雜物的排出，增加形成偏析、冷隔、欠鑄的傾向，還會(huì)因冒口熱量不足，使鑄件得不到合理的補(bǔ)縮，有資料指出，所有鋁合金的熔煉溫度到少要達(dá)705度并應(yīng)進(jìn)行攪拌。熔煉溫度過(guò)高不僅浪費(fèi)能源，更嚴(yán)重的是因?yàn)闇囟扔?，吸氫愈多，晶粒亦愈粗大，鋁的氧化愈嚴(yán)重，一些合金元素的燒損也愈嚴(yán)重，從而導(dǎo)致合金的機(jī)械性能的下降，鑄造性能和機(jī)械加工性能惡化，變質(zhì)處理的效果削弱，鑄件的氣密性降低。 　　生產(chǎn)實(shí)踐證明，把合金液快速升溫至較高的溫度，進(jìn)行合理的攪拌，以促進(jìn)所有合金元素的溶解（特別是難熔金屬元素），扒除浮渣后降至澆注溫度，這樣，偏析程度最小，熔解的氫亦少，有利于獲得均勻致密、機(jī)械性能高的合金.因?yàn)殇X熔體的溫度是難以用肉眼來(lái)判斷的，所以不論使用何種類型的熔化爐，都應(yīng)該用測(cè)溫儀表控制溫度。測(cè)溫儀表應(yīng)定期校核和維修。熱電偶套管應(yīng)周期的用金屬刷刷干凈，涂以防護(hù)性涂料，以保證測(cè)溫結(jié)果的準(zhǔn)確性及處長(zhǎng)使用壽命。 　　4、熔煉時(shí)間的控制 　　為了減少鋁熔體的氧化、吸氣和鐵的溶解，應(yīng)盡量縮短鋁熔體在爐內(nèi)的停留時(shí)間，快速熔煉。從熔化開始至澆注完畢，砂型鑄造不超過(guò)4小時(shí)，金屬型鑄造不超過(guò)6小時(shí)，壓鑄不超過(guò)8小時(shí)。 　　為加速熔煉過(guò)程，應(yīng)首先加入中等塊度、熔點(diǎn)較低的回爐料及鋁硅中間合金，以便在坩堝底陪盡快形成熔池，然后再加塊度較大的回爐料及純鋁錠，使它們能徐徐浸入逐漸擴(kuò)大的熔池，很快熔化。在爐料主要部分熔化后，再加熔點(diǎn)較高、數(shù)量不多的中間合金，升溫、攪拌以加速熔化。最后降溫，壓入易氧化的合金元素，以減少損失。 　　5、熔體的轉(zhuǎn)送和澆注 　　盡管固態(tài)氧化鋁的密度近似于鋁熔體的密度，在進(jìn)入鋁熔體內(nèi)部后，經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間才會(huì)沉至坩堝底陪。而鋁熔體被氧化后形成的氧化鋁膜，卻僅與鋁熔體接觸的一面是致密的，與空氣接觸的一面疏松且有大量直徑為60--100A的小孔，其表面積大，吸附性強(qiáng)，極易吸附在水汽，反有上浮的傾向。因此，在這種氧化膜與鋁熔體的比重差小，將其混入熔體中，浮沉速度很慢，難以從熔體中排除，在鑄件中形成氣孔太夾雜。所以，轉(zhuǎn)送鋁熔體中關(guān)鍵是盡量減少熔融金屬的攪拌，盡量減少熔體與空氣的接觸。 　　采用傾轉(zhuǎn)式坩堝轉(zhuǎn)注熔體時(shí)，為避免熔體與空氣的混合，應(yīng)將澆包盡量靠所爐咀，并傾斜放置，使熔體沿著澆包的側(cè)壁下流，不致直接沖擊包底，發(fā)生攪動(dòng)、飛濺等。 　　采用正確合理的澆注方法，是獲得優(yōu)質(zhì)鑄件的重要條件之一。生產(chǎn)實(shí)踐得，注意下列事項(xiàng)，對(duì)防止、減少鑄件缺陷是很有效的。 　　（一）澆注前應(yīng)仔細(xì)檢查熔體出爐溫度、澆包容量及其表面涂料層的干燥程度，其他工具的準(zhǔn)備是否合乎要不。金屬澆口杯在澆注前3--5分鐘之內(nèi)就在砂型上安放好，此時(shí)澆包懷的溫度不高于150度，安置過(guò)早或溫度過(guò)高，澆道內(nèi)憋住大量氣體，在澆注時(shí)有爆炸的危險(xiǎn)。 　?。ǘ┎荒茉谟?ldquo;過(guò)堂風(fēng)”的場(chǎng)合下澆注，以及熔體強(qiáng)烈氧化，燃燒，使鑄件產(chǎn)生氧化夾雜等缺陷。 　　（三）由坩堝內(nèi)獲取熔體時(shí)，應(yīng)先用包底輕輕撥開熔體表面的氧化皮或熔劑層，緩慢地將澆包浸入熔體內(nèi)，用澆包的寬口舀取熔體，然后平穩(wěn)的提起澆包。 　　（四）端包時(shí)不要掌平，步子要穩(wěn)，澆包不宜提得過(guò)高，澆包內(nèi)金屬液面必須保持平穩(wěn)，不受攏動(dòng)。 　　（五）即將澆注時(shí)，應(yīng)扒凈澆包的渣子，以免在澆注中將熔渣、氧化皮等帶入鑄型中。 　　（六）在澆注中，熔體流就保持平穩(wěn)，不能中斷，不能直沖口懷的底孔。澆口懷自媽至終應(yīng)充滿，液面不得翻動(dòng)，澆注速度要控制得當(dāng)。通常，澆注開始度就稍慢些，使熔體充填平穩(wěn)，然后速度稍快，并基本保持澆注速度不變。 　?。ㄆ撸┰跐沧⑦^(guò)程中，澆包咀與澆口的距離就盡可能靠近，以不超過(guò)50毫米為限，以免熔液過(guò)多地氧化。、 　　（八）帶堵塞的澆口懷，堵塞不能撥得太早，在熔體充滿澆口懷后，再緩慢地斜向撥出，以免熔體在注入澆道時(shí)產(chǎn)生渦流。 　　（九）距坩堝底部60毫米以下的熔體不宜澆注鑄件。 　　鋁合金鑄造（ZL） 　　按成分中鋁以外的主要元素硅、銅、鎂、鋅分為四類，代號(hào)編碼分別為100、200、300、400。 　　為了獲得各種形狀與規(guī)格的優(yōu)質(zhì)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(dòng)性 　　（2）有比一般金屬低的熔點(diǎn)，但能滿足極大部分情況的要求 　　（3）導(dǎo)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(guò)處理得到有效的控制 　?。?）鋁合金鑄造時(shí)，沒(méi)有熱脆開裂和撕裂的傾向 　　（6）化學(xué)穩(wěn)定性好，抗蝕性能強(qiáng) 　?。?）不易產(chǎn)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(jìn)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(jìn)行鑄造生產(chǎn)，也可用真空鑄造、低壓和高壓鑄造、擠壓鑄造、半固態(tài)鑄造、離心鑄造等方法成形，生產(chǎn)不同用途、不同品種規(guī)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(yīng)用，如發(fā)動(dòng)機(jī)的缸蓋、進(jìn)氣歧管、活塞、輪轂、轉(zhuǎn)向助力器殼體等。