铝合金断口形貌分析

铝合金在生产过程中,容易出现缩孔、砂眼、气孔和夹渣等铸造缺陷。如何修复铝合金铸件气孔等缺陷呢？如果用电焊、氩焊等设备来修补,由于放热量大,容易产生热变形等副作用,无法满足补焊要求。冷焊修复机是利用高频电火花瞬间放电、无热堆焊原理来修复铸件缺陷。由于冷焊热影响区域小,不会造成基材退火变形,不产生裂纹、没有硬点、硬化现象。而且熔接强度高,补材与基体同时熔化后的再凝固,结合牢固,可进行磨、铣、锉等加工,

铝合金使用范围：


一、板带的应用广泛应用于装饰、包装、建筑、运输、电子、航空、航天、兵器等各行各业。

二、航空航天用铝材用于制作飞机蒙皮、机身框架、大梁、旋翼、螺旋桨、油箱、壁板和起落架支柱，以及火箭锻环、宇宙飞船壁板等。

三、交通运输用铝材用于汽车、地铁车辆、铁路客车、高速客车的车体结构件材料，车门窗、货架、汽车发动机零件、空调器、散热器、车身板、轮毂及舰艇用材。

四、包装用铝材　　 全铝易拉罐制罐料主要以薄板与箔材的形式作为金属包装材料,制成罐、盖、瓶、桶、包装箔。广泛用于饮料、食品、化妆品、药品、香烟、工业产品等包装。

五、印刷用铝材主要用于制作PS版，铝基PS版是印刷业的一种新型材料，用于自动化制版和印刷。六、建筑装饰用铝材铝合金因其良好的抗蚀性、足够

铝合金在生产过程中,容易出现缩孔、砂眼、气孔和夹渣等铸造缺陷。如何修复铝合金铸件气孔等缺陷呢？如果用电焊、氩焊等设备来修补,由于放热量大,容易产生热变形等副作用,无法满足补焊要求。冷焊修复机是利用高频电火花瞬间放电、无热堆焊原理来修复铸件缺陷。由于冷焊热影响区域小,不会造成基材退火变形,不产生裂纹、没有硬点、硬化现象。而且熔接强度高,补材与基体同时熔化后的再凝固,结合牢固,可进行磨、铣、锉等加工,

铝合金使用范围：


一、板带的应用广泛应用于装饰、包装、建筑、运输、电子、航空、航天、兵器等各行各业。

二、航空航天用铝材用于制作飞机蒙皮、机身框架、大梁、旋翼、螺旋桨、油箱、壁板和起落架支柱，以及火箭锻环、宇宙飞船壁板等。

三、交通运输用铝材用于汽车、地铁车辆、铁路客车、高速客车的车体结构件材料，车门窗、货架、汽车发动机零件、空调器、散热器、车身板、轮毂及舰艇用材。

四、包装用铝材　　 全铝易拉罐制罐料主要以薄板与箔材的形式作为金属包装材料,制成罐、盖、瓶、桶、包装箔。广泛用于饮料、食品、化妆品、药品、香烟、工业产品等包装。

五、印刷用铝材主要用于制作PS版，铝基PS版是印刷业的一种新型材料，用于自动化制版和印刷。六、建筑装饰用铝材铝合金因其良好的抗蚀性、足够

断口分析

研究金属断裂面的学科，是断裂学科的组成部分。金属破断后获得的一对相互匹配的断裂表面及其外观形貌，称断口。断口总是发生在金属组织中最薄弱的地方，记录着有关断裂全过程的许多珍贵资料，所以在研究断裂时，对断口的观察和研究一直受到重视。通过断口的形态分析去研究一些断裂的基本问题：如断裂起因、断裂性质、断裂方式、断裂机制、断裂韧性、断裂过程的应力状态以及裂纹扩展速率等。如果要求深入地研究材料的冶金因素和环境因素对断裂过程的影响，通常还要进行断口表面的微区成分分析、主体分析、结晶学分析和断口的应力与应变分析等。随着断裂学科的发展，断口分析同断裂力学等所研究的问题更加密切相关，互相渗透，互相配合；断口分析的实验技术和分析问题的深度将会取得新的发展。断口分析现已成为对金属构件进行失效分析的重要手段。

断口的宏观和微观观察 断口分析的实验基础是对断口表面的宏观形貌和微观结构特征进行直接观察和分析。通常把低于40倍的观察称为宏观观察，高于40倍的观察称为微观观察。

对断口进行宏观观察的仪器主要是放大镜(约10倍)和体视显微镜（从5～50倍）等。在很多情况下,利用宏观观察就可以判定断裂的性质、起始位置和裂纹扩展路径。但如果要对断裂起点附近进

铝合金 特性

(1)铝硅系合金，也叫“硅铝明”或“矽铝明”。有良好铸造性能和耐磨性能，热胀系数小，在铸造铝合金中品种最多，用量最大的合金，含硅量在10％～25％。有时添加0.2％～0.6％镁的硅铝合金，广泛用于结构件，如壳体、缸体、箱体和框架等。有时添加适量的铜和镁，能提高合金的力学性能和耐热性。此类合金广泛用于制造活塞等部件。

(2)铝铜合金，含铜4.5％～5.3％合金强化效果最佳，适当加入锰和钛能显著提高室温、高温强度和铸造性能。主要用于制作承受大的动、静载荷和形状不复杂的砂型铸件。

(3)铝镁合金，密度最小

(2.55g/cm3)，强度最高(355MPa左右)的铸造铝合金，含镁12％，强化效果最佳。合金在大气和海水中的抗腐蚀性能好，室温下有良好的综合力学性能和可切削性，可用于作雷达底座、飞机的发动机机匣、螺旋桨、起落架等零件，也可作装饰材料。

(4)铝锌系合金，为改善性能常加入硅、镁元素，常称为“锌硅铝明”。在铸造条件下，该合金有淬火作用，即“自行淬火”。不经热处理就可使用，以变质热处理后，铸件有较高的强度。经稳定化处理后，尺寸稳定，常用于制作模型、型板及设备支架等。

以铝为基的合金总称。主要合金元素有铜、硅、镁、锌、锰，次要合金元素有镍、铁、钛、

铝合金电缆正确连接方案分析美国成熟的铝合金电缆在国内推广应用已近八年，目前已基本在电

缆应用领域被各方接受。铝合金电缆行业和市场如今已形成一股热潮，各种名目的铝合金电缆产品正不断涌向市场。但八年来或被刻

意回避的、关系到铝合金电缆应用安全最关键的连接技术及配套产

品问题却始终未引起业内和用户的真正关注。众所周知，电缆在应

用中的安全隐患基本都出在连接上。

1968年美国发明了铝合金电缆技术，掀起了导体材料的一场革命。针对铝合金导体电缆产品的应用，以美国南方线缆为首的铝合

金电缆生产厂家积极联合UL等机构开展适合铝合金导体及电缆产品

的连接技术和相关连接器的研究，取得技术突破并制定了相应标准。铝合金电缆加之配套的连接技术及连接产品，共同造就了北美等国

家使用铝合金电缆近50年而无一例安全事故的产品应用成功历史。

2006、2007年，两家美国公司分别将美国成熟的铝合金电缆技

术和产品带入中国，开创并促进了中国铝合金电缆事业和发展。但

因国情不同，电缆连接因安装、连接方式不同，制造标准不同，国

外的连接技术及连接器无法用于国内。国内现状是，之前因无铝合

金电缆技术和产品，当然就更无相应的连接技术及配套产品。又因

种种因素，铝合金电缆生产厂家本身无力开展与铝合金电缆配套的

连接

Chapter8 铝合金与铜合金

1.重点

①掌握铝合金的分类及其强化方式。

②了解各类铝合金的命名、强化途径、主要性能和应用。 ②掌握黄铜、青铜和白铜的基本概念，黄铜的主要应用。

2.分类：通常将铁、铬、锰及其合金称为黑色金属；除此以外的所有其它金属统称为有色金属。

①轻金属:如铝、镁、铍、锂等。 ②重金属:如铜 、锌、铅、镍等。

③贵金属: 如金、银和铂等金属。④稀有金属: 如钨、钒、钼、铌、钛和锆等金属。⑤放射性金属: 如镭、铀和钍等金属。 8.1 铝及铝合金的分类 一、工业纯铝

铝具有面心立方点阵，无同素异构转变。铝具有优良的导电、导热性，其导电性仅次于银和铜，居第三位。 铝在大气中具有优良的抗蚀性。 二、铝合金的分类 1、铸造铝合金

2、变形铝合金 （塑韧性好） ⑴不可热处理强化铝合金

具备好的抗蚀性，故称为防锈铝。 ⑵可热处理强化铝合金

这类铝合金包括硬铝、超硬铝和锻铝。 三、铝合金的强化方式 （思考Mg） 1、固溶强化

纯铝通过加入合金元素形成铝基固溶体，起固溶强化作用，使其强度提高。 2、时效强化

⑴由于合金元素在铝中有较大固溶度，且随着温度的降低而固溶度急剧减小。故铝合金经加热到某一温度淬火后，可以得到过饱和的

6063铝合金型材表面腐蚀的分析

6063铝合金型材表面处理过程中，有时会发现在型材表面有不同程度的、无规则排列的点状暗灰色腐蚀点，这种腐蚀点与锌元素引起的腐蚀点其形状完全不一样，而且，在生产过程中是间断出现的。有些人认为其原因为操作者没有执行正确的表面处理工艺；槽液存在一些有害杂质离子；材质不好、夹杂太多。对此，我们分析如下。

1腐蚀点产生的原因分析

我们根据多年的生产经验和对铝合金型材生产中各工艺参数的考察，以及对操作者执行工艺情况的跟踪调查，认为产生该类型暗灰色腐蚀点的主要原因有下述几个方面：

(1)有时因为某些原因在熔铸过程中镁、硅的添加比例不各适，使ω(Mg)/ω(Si)在1.0～1.3范围内，比最佳比值1.73小很多(一般控制在1.3～1.5范围内)。这样，虽然镁、硅成分含量在规定(ω(Mg)=0.45%～0.9%，ω(Si)=0.2%～0.6%)范围内。但有部分富余硅存在，这部分富余硅除有少量硅以游离态存在外，在铝合金中同时会形成三元化合物。当ω(Si)<ω(Fe)时，形成较多的α(Al12Fe3Si)相，它是一种脆性化合物、当ω(Si)＞ω(Fe)时，则形成较多的β(Al9Fe2Si12)相，这是一种更脆的针状化合物，它的有害作用比α相更大，往往使合金容易沿它断裂。这些在合金中形成的不溶性的杂质相或游离态杂质相往往聚集在晶界上，同时削弱晶界的强度和韧性，成为耐蚀性最差的薄弱环节，腐蚀首先从该处产生。

(2)在熔炼过程中，虽然镁、硅的添加比例在标准规定的范围内，但有时由于搅拌不均匀和不充分，造成熔体中的硅分布不均匀，局部存在着富集区和贫乏区。因为硅在铝中的溶解度很小，共晶温度

6063铝合金型材表面腐蚀的分析

6063铝合金型材表面处理过程中，有时会发现在型材表面有不同程度的、无规则排列的点状暗灰色腐蚀点，这种腐蚀点与锌元素引起的腐蚀点其形状完全不一样，而且，在生产过程中是间断出现的。有些人认为其原因为操作者没有执行正确的表面处理工艺；槽液存在一些有害杂质离子；材质不好、夹杂太多。对此，我们分析如下。

1腐蚀点产生的原因分析

我们根据多年的生产经验和对铝合金型材生产中各工艺参数的考察，以及对操作者执行工艺情况的跟踪调查，认为产生该类型暗灰色腐蚀点的主要原因有下述几个方面：

(1)有时因为某些原因在熔铸过程中镁、硅的添加比例不各适，使ω(Mg)/ω(Si)在1.0～1.3范围内，比最佳比值1.73小很多(一般控制在1.3～1.5范围内)。这样，虽然镁、硅成分含量在规定(ω(Mg)=0.45%～0.9%，ω(Si)=0.2%～0.6%)范围内。但有部分富余硅存在，这部分富余硅除有少量硅以游离态存在外，在铝合金中同时会形成三元化合物。当ω(Si)<ω(Fe)时，形成较多的α(Al12Fe3Si)相，它是一种脆性化合物、当ω(Si)＞ω(Fe)时，则形成较多的β(Al9Fe2Si12)相，这是一种更脆的针状化合物，它的有害作用比α相更大，往往使合金容易沿它断裂。这些在合金中形成的不溶性的杂质相或游离态杂质相往往聚集在晶界上，同时削弱晶界的强度和韧性，成为耐蚀性最差的薄弱环节，腐蚀首先从该处产生。

(2)在熔炼过程中，虽然镁、硅的添加比例在标准规定的范围内，但有时由于搅拌不均匀和不充分，造成熔体中的硅分布不均匀，局部存在着富集区和贫乏区。因为硅在铝中的溶解度很小，共晶温度

汽车与铝合金及其焊接技术的研究

江苏理工学院

摘要：铝及其合金在汽车工业的应用中具有轻量化、节能减排、改善环境、提高汽车乎稳性和安全性等特点。铝及其合金熔化焊存在焊缝易产生气孔，焊接接头易软化等缺陷。讨论了激光焊、激光一电弧复合焊、双光束激光焊、搅拌摩擦焊在汽车用铝及其合金焊接的应用和特点。

关键词：铝合金；汽车；激光焊；复合焊；搅拌摩擦焊

1 前言

减轻汽车重量以降低能耗、减少污染、提高燃油效率!这是解决汽车节能和环保问题的最有效的措施，实现汽车轻量化的方法主要有修改结构设计、缩小汽车规格和采用新型材料。其中采用轻型的结构材料是最有潜力的一种方法。其中采用铝合金材料代替钢材在汽车上的应用是重要措施之一。研究表明，采用铝合金材料适当减轻汽车的质量可以把油耗降低37％，悬挂装置的负荷降低18％，振动强度降低5％，大约60％的汽车用铝合金都是利用回收材料制成，并且汽车上的铝合金90％都可以回收再利用。美国资深汽车工程师曾预测：未来，轿车上的每一个零件都有可能用铝合金来生产，10～15年后会有越来越多的铝合金用于汽车，而且铝合金制品完全可能比塑料还轻。目前国内外汽车制造业已经开始大量使用铝金如图1所示。

图1铝合金在汽车上的使用量

由于铝

介绍架空导线常用的高强度铝合金导线和耐热铝合金导线的性能、特点及应用领域。

铝合金导线漫谈

铝作为一种导电材料在电工行业得到广泛的应用，其突出的优点是具有优异的导电性能且重量轻、资源丰富。但铝也存在机械性能较差的缺点，为此，人们在纯铝中加入其他元素来改善其性能，就产生了铝合金。

铝合金种类繁多，在电缆行业中使用较多的有两种，高强度铝合金导线和耐热铝合金导线。本文重点介绍这两类产品的特点、性能和应用。 一、高强度铝合金导线

高强度铝合金导线也称为铝镁硅合金导线，它是在电工铝中加入镁和硅两种元素（加入总量约1％）得到的铝合金产品。架空导线中使用的铝合金导线按其机械性能和电性能不同分为两种型号，分别为LHA1型和LHA2型，前者比后者强度更高一些，同时电阻率也大一些。

铝镁硅合金的特点是抗拉强度高，其抗拉强度约为电工硬铝线的1.8～2倍。电阻率则略高于电工铝。表1是电工铝线与铝镁硅合金线主要性能的比较

用铝镁硅合金制制成的铝合金绞线抗拉强度高、拉力单重比大、弧垂特性好，有较好的耐磨性能

和耐腐蚀性能。

与钢芯铝绞线相比，在相同的重量下，铝镁硅合金绞线有更大的截面，电性能好，强度高，电阻小，因此载流量更大，而且单一的材料不会出现电化腐蚀，寿命更长。典型规格的性能比较