6061铝合金焊接变形的数值分析
ＮＯ．６，２００４
山东机械
引言
为解决能源短缺、环境污染等问题，在汽车制造中采用铝合金轻量化已成为世界汽车工业的发展趋势。在国内，经济成本、铝合金的焊接变形大等因素制约了汽车的铝合金化发展。６０６１强化铝可广泛应用于汽车车体，与钢材相比较，６０６１强化铝合金热传导率、线性膨胀系数大，焊后易于软化，焊接变形大，给铝合金薄板的焊接变形数值分析带来一些难点。因此应进一步铝合金的焊接工艺及变形模拟的研究工作。
当前焊接变形数值模拟的方法主要有热弹塑性法及固有应变法，在热弹塑性方法模拟时，６０６１铝合金特殊的焊后软化特点会给模型的准确建立带来很大的困难。本文采用了热弹塑性方法对６０６１铝合金的焊接变形进行分析。关于热弹塑性分析和６０６１的软化现象已经有文献报道，但是迄今尚无把６０６１的软化现象引入到有限元分析之中的报道。本文用简化的模型在有限元分析中考虑了６０６１铝合金的软化现象，提高了数值分析的精度。
１６０６１铝的软化现象
６０６１属于Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｉ系列铝合金，是一种可热处理强化的铝合金，依靠合金元素（如Ｍｇ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｃｕ及Ｚｎ等）在ａ固溶体中形成的强化相在基体中的弥散分布来获得较高的强度，有时在合金系中添加少量的Ｃｒ、Ｎｉ、Ｔｉ等元素以获提高机械性能和细化晶粒，焊前一般为固溶处理加人工时效处理状态，焊后必然会产生软化现象，故焊后在试板上
６０６１铝合金焊接变形的数值分析
王宗茂１
王建平１
吴飞２
（１．济南锅炉集团有限公司；２．上海交通大学）
摘
要：本课题是上海汽车工业基金汽车轻量化研究工作的一部分。汽车轻量化对于节省能源、保护环境、提高安全都
有着重要的现实意义，而铝合金材料的应用则是解决该问题的有效途径之一。目前，国内在这一方面尚与先进国家存在较大差距，主要是由于铝合金结构在焊接工艺上存在较大问题。国内外相关文献主要集中在焊后组织及性能的模拟，本课题旨在对铝合金结构的焊接变形进行数值分析，为制定和优化焊接工艺提供必要的参考。
关键词：６０６１铝合金焊接变形焊后软化热弹塑性方法固有应变法
ＮｕｍｅｒｉｃａｌＡｎａｌｙｓｉｓｏｎＷｅｌｄｉｎｇＤｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆ６０６１ＡｌｕｍｉｎｕｍＡｌｌｏｙ
ＷａｎｇＺｏｎｇｍａｏ１ＷａｎｇＪｉａｎｐｉｎｇ１ＷｕＦｅｉ
２
（１．ＪｉｎａｎＢｏｉｌｅｒＧｒｏｕｐＣｏ．，Ｌｔｄ．２．ＳｈａｎｇｈａｉＪｉａｏＴｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）
：Ａｌｕｍｉｎｕｍａｌｌｏｙｓａｒｅｉｄｅａｌｍａｔｅｒｉａｌｓｔｏｍａｋｅｔｈｅａｕｔｏｍｏｂｉｌｅｌｉｇｈｔｅｎｅｄｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓａｖｅｔｈｅｅｎｅｒｇｙ
ａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｓａｆｅｔｙ．ＢｕｔｓｏｍｅｆａｃｔｏｒｓｐｒｅｖｅｎｔＡｌｕｍｉｎｕｍａｌｌｏｙｓｆｒｏｍｂｅｉｎｇｕｓｅｄｍｏｒｅｗｉｌｄｌｙｉｎｔｈｅａｕｔｏｍｏｂｉｌｅａｎｄｉｔｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｏｎｅｔｈａｔｔｈｅｓｕｉｔａｂｌｅｗｅｌｄｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｉｓｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｏｆｉｎｄ．Ｔｈｅａｌｕｍｉｎｕｍａｌｌｏｙ’ｓｒｉｇｉｄｉｔｙｉｓｓｍａｌｌｅｒｔｈａｎｔｈｅｓｔｅｅｌ’ｓ，ａｎｄｉｔｗｉｌｌｂｅｓｏｆｔｅｎｅｄｉｎｔｈｅｗｅｌｄｉｎｇ．Ｓｏｍｏｒｅｆａｃｔｏｒｓｓｈｏｕｌｄｂｅｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄａｎｄｓｏｍｅｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓｓｈｏｕｌｄｂｅｍｏｄｉｆｉｅｄｉｎｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅａｌｕｍｉｎｕｍａｌｌｏｙｗｅｌｄｉｎｇ．
：６０６１ＡｌｕｍｉｎｕｍａｌｌｏｙＷｅｌｄｉｎｇｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎＷｅｌｄｅｄｓｏｆｔｅｎｉｎｇＨｅａｔｅｌａｓｔｉｃ－ｐｌａｓｔｉｃＩｎｈｅｒｅｎｔ
ｓｔｒａｉｎ
ＳＨＥ
ＪＩ
ＹＵ
ＺＨＩ
ＺＡＯ
设计与制造
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ＮＯ．６，２００４山
东机械
ＹＸ
ｂ
３００
焊缝
硬度压痕
ＨＡＺ
截取试件，按图１所示在硬度计上从焊缝中心开始向母材侧逐点测试硬度，
测试结果如图２
所示。
图１硬度测试示意图
图２硬度测试结果
从图上可以看出，焊缝（ＷＭ）中心部位硬度最低，随着远离焊缝中心，硬度增加。但在热影响区（ＨＡＺ），硬度再次降低，形成软化区。此后，硬度逐渐增加，最后硬度达到原始母材的硬度。从整个焊接接头看，经历了焊接热循环的焊缝及热影响区的焊后硬度均比母材的硬度降低。这与６０６１铝合金的供货状态及焊接过程中组织结构的变化有关。
在不同焊接工艺规范条件下，６０６１铝合金焊接接头的硬度分布规律与图２的硬度分布曲线相似，但随着焊接线能量的增大，软化区距焊缝中心的位置越远，软化区的宽度增加。
２ＴＩＧ重熔试验
试板为６０６１铝合金薄板，采用ＴＩＧ重熔焊接，试板两端各留有１０ｍｍ未焊，焊接前预先在试板表面画网格线以便测量横向收缩，焊缝为图中黑色粗线表示，如图３所示，试板尺寸、焊接规范如表１中所示。
图３测量位置示意图表１试板尺寸与焊接规范编号３热弹塑性有限元模拟
热弹塑性方法首先对焊接过程的温度场进行模拟，然后将所得温度场作为载荷进行结构分析。焊接热输入的分布服从高斯分布。热弹塑性方法模拟时，应充分考虑非线性的弹性模量、屈服强度、传热系数、比热容等材料物理特性。
本文在计算中就不考虑软化与考虑软化两种情况进行对比。焊后软化特征参数变化主要表现为材料屈服强度的下降，软化区域的屈服强度在
软化前后是不一样的，软化前的屈服强度特性曲线可由试验方法测定，而软化后的特性曲线则受焊接规范的影响且各区域不一致，因此本文在考虑焊后软化的模拟计算时采用简化模型：首先，不考虑软化区域的软化程度随焊缝中心距离不同的变化，假定软化程度一样；其次，假定软化区域与非软化区域存在突变，软化区焊后４００℃以下的屈服强度为焊前的７０％。
图４６０６１的屈服强度非线性曲线
图５不同软化模型
编号试板尺寸ｍｍ电流Ａ电压Ｖ焊速ｍｍ／ｓＴ１３００×７５×３１８８１４８Ｔ２３００×７５×３１８８１４１０Ｔ３３００×１００×３１８８１４８Ｔ４３００×１００×３２２１１４１０Ｔ５
３００×１５０×３
１８８
１４
８
ＳＨＥ
ＪＩ
ＹＵ
ＺＨＩ
ＺＡＯ
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图４中１、２曲线分别表示焊接加热和焊后软
化材料屈服强度随温度的变化，其中软化后的常
温下的强度取２０４ＭＰａ。计算时考虑图５所示Ａ、Ｂ
两种模型，其中，Ｆ为焊缝区域，Ｅ为热影响区域，
Ａ模型不考虑软化现象，整个焊接过程只采用特
性１曲线；Ｂ为在焊缝区及热影响区考虑焊后软
化，在降温时将焊缝区及热影响区的单元材料属
性换成图４中曲线２所示，这里认为焊缝和热影
响区经过软化后的强度是相等的。通过Ａ，Ｂ两种
模型的模拟来对比焊后软化对６０６１铝合金焊接
变形的影响。
当不考虑软化现象时，数值分析的横向收缩
结果见表２，表２中同时列出了，试板的横向收缩
试验值。
表２横向收缩计算与试验结果对比
Ｔａｂｅｌ２Ｌａｔｉｔｕｄｉｎａｌｓｈｒｉｎｋａｇｅｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｃｏｍｐｕｔｅｒ
ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓ
不考虑软化时，纵向收缩的计算值如表３，同
样表３中列出了试验值作为对比。
表３纵向收缩量试验结果
Ｔａｂｅｌ３Ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｓｈｒｉｎｋａｇｅｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｂｅｔｗｅｅｎｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
ａｎｄｔｅｓｔ
比较表２、表３中横、纵向收缩量的试验值与
计算值，可以看出：
１）对横向收缩，试板宽度大时模拟的误差较
小，试板宽度小时模拟量偏大，但不超过１３％。
２）纵向收缩的模拟量都比试验值大且误差较
大，试板宽度越小，其误差越大，随试板宽度的增
加，误差逐渐变小。
当考虑到材料的软化现象时依据图４、图５
模型，软化区屈服强度下降为焊前的７０％，对Ｔ１
试板按以下两种情况进行模拟：
Ａ）软化区域宽度＝３０ｍｍ
Ｂ）软化区域宽度＝２０ｍｍ
通过以上计算可以得知，试验、不考虑软化、
Ａ、Ｂ四种情况下的纵向收缩及横向收缩比较见表
４。
表４Ｔ１实际及模拟的纵向、横向收缩比较
Ｔａｂｌｅ４ＳｐｅｃｉｍｅｎＴ１ｓｈｒｉｎｋａｇｅｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｂｅｔｗｅｅｎｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
ａｎｄｔｅｓｔ
比较四种情况下的收缩量可知，当考虑软化
模拟时，横向模拟收缩量增加，但增加量很小，纵
向收缩量明显变小。对Ｔ１的模拟，Ｂ情况下的模
拟结果与实际最为接近，因此在６０６１铝合金焊接
变形模拟时，应该充分考虑试板的焊接软化现象。
同理，对Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５，也可以通过软化模型进行
合理模拟，在模型建立时，其软化程度与软化区域
应随焊接热输入的增加适当增大
３结论
６０６１铝合金在焊接过程中焊缝及热影响区
发生软化，该现象对６０６１铝合金的焊接变形有一
定影响。在热弹塑性有限元分析时，应考虑软化现
象。计算表明，对于板结构，软化现象主要影响纵
向变形，考虑软化现象的有限元模型所得的纵向
变形更加接近于试验结果。
参考文献
［１］张文钺．焊接传热学．北京：机械工业出版社，１９８７
［２］ＢＹＴ．Ｗ．ＥＡＧＡＲａｎｄＮ．Ｓ．ＴＳＡＩ．ＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＦｉｅｌｄｓ
ＰｒｏｄｕｃｅｄｂｙＴｒａｖｅｌｉｎｇＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＨｅａｔＳｏｕｒｃｅｓ．ＷｅｌｄｉｎｇＲｅ－
ｓｅａｒｃｈＳｕｐｐｌｅｍｅｎｔ．１９８２
测量位置ｘ坐标（ｍｍ）及横向收缩量（０．０１ｍｍ）
６０９０１２０１５０１８０２１０２４０２７０
Ｔ１
试验值４２４４４４４２４４４４４４４６
计算值４５４６４６４６４６４６４７４８
Ｔ２
试验值３２３４３４３４３４３４３４４４
计算值３６３７３８３８３８３８３８４０
Ｔ３
试验值４４４６４８４６４８４８４８４６
计算值４６４７４７４７４７４７４７４７
Ｔ４
试验值５０５４５６５４５８５８６２６０
计算值５８６０６０６０６１６１６１６２
Ｔ５
试验值５０６２６２６６６６６８６６６４
计算值６５６６６６６６６５６６６６６８
试板编号Ｔ１Ｔ２Ｔ３Ｔ４Ｔ７
Ｓｘｍａｘ
（ｍｍ）
试验值０．３２０．２６０．３００．３４０．２８
计算值０．３９０．３５０．３６０．３９０．３２
实际不软化ＡＢ
纵向收缩（ｍｍ）０．３２０．３９０．２６０．３１
横向收缩（ｍｍ）０．４４０．４６０．４８０．４７
ＳＨＥＪＩＹＵＺＨＩＺＡＯ
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影响6系铝合金机械性能的重要因素
影响6系铝合金机械性能的重要因素 6063、6063A、6A02、6061铝合金多用于生产建筑材、工业材、家俱材、梯具材。多数客户对特殊用途的产品抗拉强度、延伸率的要求越来越高，因此根据多年来的实践经验对常用的6系铝合金如何获得更好的机械性能做如下分析： 1)铝合金锭坯的化学成分：6063、6063A是以Mg2Si为强化相的合金，所以首先应确定强化相的含量，一般当Mg2Si的量在0.71%----1.03%范围内时，其抗拉强度随Mg2Si量的增加近似线性的提高，但变形抗力也跟着提高，加工变得困难，但Mg2Si量小于0.72%时，对于挤压系数偏小(小于或等于30)的制品，抗拉强度值有达不到标准要求的危险，当Mg2Si量超过0.9%时，合金的塑性有下降趋势。确定了强化相的量后再确定Mg的含量，Mg是易燃金属，熔炼操作时会有烧损，在确定Mg的控制范围时要考虑烧损所带来的误差，但不能放得太宽，以免合金性能失控，Mg的波动范围应在0.04%之内，T5型材取0.47--0.53%，T6型材取0.57----0.60%。当Mg的范围确定后，可用Mg/Si比来确定硅，Si可与其它元素形成化合物如：AlFeSi，所以Si应在原基础上补约0.09---0.13%，Mg/Si应控制在1.18----1.32之间。6061、6A02合金其Mg2Si量应控制在1.4%左右，为加强其延伸率，Cu的含量约为0.2---0.4%。其维氏硬度大于或等于15 2)铝合金锭坯均匀化：均匀化处理可改善锭坯的塑性，提高其工艺性能，改善制品组织异向性能，消除金属内部的残余应力。(无条件公司可不进行均匀化处理) 3)铝型材挤压温度和速度：6063、6063A其淬火温度不得低于500度，所以挤压温度一般控制在470---490度，6061、6A02其交货状态一般为T6，淬火温度比6063略高约510----520度。具体挤压温度和挤压速度应根据型材壁厚、挤压特性和模具状况等因素来适当调整，坚持高温低速、低温高速的挤压原则。但其出口温度不得低于产品淬火温度。 4)铝型材淬火效果：淬火是为了将在高温下固溶于基体金属中的Mg2Si在出模后经快速冷却到室温而被保留下来，冷却速度常和强化相含量成正比，因其淬火敏感性增高，在Mg2Si 为0.8%的6063合金，从454度冷却至204度的临界冷却温度范围内，最小冷却速度为38度/分钟，而含Mg2Si为1.4%的6061合金在上述临界冷却温度范围的冷却速度不应小于65度/分钟，因此，6063可以用风冷淬火，6061必须用水冷淬火。均匀良好的淬火效果可有效的提高产品机械性能。 5)铝型材人工时效：6063、6061合金型材在刚挤出来的状态下的抗拉强度等于或大于140兆帕，在快速冷却到室温后8小时内加以人工时效可以使其抗拉强度增强至240兆帕以上，人工时效一般采用190---200度保温1--2小时。6061、6A02一般采用180---190度保温4---6时。
6061铝合金焊接变形的数值分析
ＮＯ．６，２００４ 山东机械 引言 为解决能源短缺、环境污染等问题，在汽车制造中采用铝合金轻量化已成为世界汽车工业的发展趋势。在国内，经济成本、铝合金的焊接变形大等因素制约了汽车的铝合金化发展。６０６１强化铝可广泛应用于汽车车体，与钢材相比较，６０６１强化铝合金热传导率、线性膨胀系数大，焊后易于软化，焊接变形大，给铝合金薄板的焊接变形数值分析带来一些难点。因此应进一步铝合金的焊接工艺及变形模拟的研究工作。 当前焊接变形数值模拟的方法主要有热弹塑性法及固有应变法，在热弹塑性方法模拟时，６０６１铝合金特殊的焊后软化特点会给模型的准确建立带来很大的困难。本文采用了热弹塑性方法对６０６１铝合金的焊接变形进行分析。关于热弹塑性分析和６０６１的软化现象已经有文献报道，但是迄今尚无把６０６１的软化现象引入到有限元分析之中的报道。本文用简化的模型在有限元分析中考虑了６０６１铝合金的软化现象，提高了数值分析的精度。 １６０６１铝的软化现象 ６０６１属于Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｉ系列铝合金，是一种可热处理强化的铝合金，依靠合金元素（如Ｍｇ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｃｕ及Ｚｎ等）在ａ固溶体中形成的强化相在基体中的弥散分布来获得较高的强度，有时在合金系中添加少量的Ｃｒ、Ｎｉ、Ｔｉ等元素以获提高机械性能和细化晶粒，焊前一般为固溶处理加人工时效处理状态，焊后必然会产生软化现象，故焊后在试板上 ６０６１铝合金焊接变形的数值分析 王宗茂１ 王建平１ 吴飞２ （１．济南锅炉集团有限公司；２．上海交通大学） 摘 要：本课题是上海汽车工业基金汽车轻量化研究工作的一部分。汽车轻量化对于节省能源、保护环境、提高安全都 有着重要的现实意义，而铝合金材料的应用则是解决该问题的有效途径之一。目前，国内在这一方面尚与先进国家存在较大差距，主要是由于铝合金结构在焊接工艺上存在较大问题。国内外相关文献主要集中在焊后组织及性能的模拟，本课题旨在对铝合金结构的焊接变形进行数值分析，为制定和优化焊接工艺提供必要的参考。 关键词：６０６１铝合金焊接变形焊后软化热弹塑性方法固有应变法 ＮｕｍｅｒｉｃａｌＡｎａｌｙｓｉｓｏｎＷｅｌｄｉｎｇＤｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆ６０６１ＡｌｕｍｉｎｕｍＡｌｌｏｙ ＷａｎｇＺｏｎｇｍａｏ１ＷａｎｇＪｉａｎｐｉｎｇ１ＷｕＦｅｉ ２ （１．ＪｉｎａｎＢｏｉｌｅｒＧｒｏｕｐＣｏ．，Ｌｔｄ．２．ＳｈａｎｇｈａｉＪｉａｏＴｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ） ：Ａｌｕｍｉｎｕｍａｌｌｏｙｓａｒｅｉｄｅａｌｍａｔｅｒｉａｌｓｔｏｍａｋｅｔｈｅａｕｔｏｍｏｂｉｌｅｌｉｇｈｔｅｎｅｄｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓａｖｅｔｈｅｅｎｅｒｇｙ ａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｓａｆｅｔｙ．ＢｕｔｓｏｍｅｆａｃｔｏｒｓｐｒｅｖｅｎｔＡｌｕｍｉｎｕｍａｌｌｏｙｓｆｒｏｍｂｅｉｎｇｕｓｅｄｍｏｒｅｗｉｌｄｌｙｉｎｔｈｅａｕｔｏｍｏｂｉｌｅａｎｄｉｔｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｏｎｅｔｈａｔｔｈｅｓｕｉｔａｂｌｅｗｅｌｄｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｉｓｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｏｆｉｎｄ．Ｔｈｅａｌｕｍｉｎｕｍａｌｌｏｙ’ｓｒｉｇｉｄｉｔｙｉｓｓｍａｌｌｅｒｔｈａｎｔｈｅｓｔｅｅｌ’ｓ，ａｎｄｉｔｗｉｌｌｂｅｓｏｆｔｅｎｅｄｉｎｔｈｅｗｅｌｄｉｎｇ．Ｓｏｍｏｒｅｆａｃｔｏｒｓｓｈｏｕｌｄｂｅｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄａｎｄｓｏｍｅｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓｓｈｏｕｌｄｂｅｍｏｄｉｆｉｅｄｉｎｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅａｌｕｍｉｎｕｍａｌｌｏｙｗｅｌｄｉｎｇ． ：６０６１ＡｌｕｍｉｎｕｍａｌｌｏｙＷｅｌｄｉｎｇｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎＷｅｌｄｅｄｓｏｆｔｅｎｉｎｇＨｅａｔｅｌａｓｔｉｃ－ｐｌａｓｔｉｃＩｎｈｅｒｅｎｔ ｓｔｒａｉｎ ＳＨＥ ＪＩ ＹＵ ＺＨＩ ＺＡＯ 设计与制造 ３６－－
6061铝合金
1.1 引言 6061铝合金是一种典型的可变形热处理铝合金, 具有良好的综合性能, 其成形方式主要为锻造成形, 其锻件被广泛地应用于汽车、摩托车和游艇上。目前, 有关6061 铝合金材料的高温力学参数较少, 给该材料的高温性能研究带来了许多困难。本文采用热压缩模拟试验, 根据所得数据, 确定了6061 铝合金的材料常数, 即激活能Q、应力指数n、应力水平参数A和结构因子A 等。本文通过研究6061合金在不同退火处理条件下，对其微观组织的影响。 1.2铝概述 铝是地壳中分布最广、储量最多的金属元素之一，约占地壳总质量的8.2%，仅次于氧和硅，比铁（约占5.1%）、镁（约占2.1%）和钛（约占0.6%）的总和还多。它的化学元素符号为AL，在元素周期表中属第三主族，相对原子质量为26.9815，面心立方晶系，常见化合价为+3价。 我国拥有发展铝工业的优越条件，铝土矿储量丰富，可供开发电容量3.8×108kW，动力煤储量3300亿吨，以及十分充裕的劳动力后备军，资源居世界前列。铝加工业包括铝加工的熔炼和铸造，铝及铝合金板、带、条、箔材，管、棒、型、线材，锻材和模锻件，粉材以及深加工产品的生产与经营，是一个涉及面很广、对国防军工现代化、国民经济发展和人民生活水平提高有重大影响的行业，是一个技术含量和附加值很高的产业。铝加工是整个铝业产业链条中最强的一环。世界铝及铝加工产业发展很快，已具有相当规模，中国已成为铝业打过，但还不是铝业强国，而且产品的比例仍不够协调，需要加大产品结构调整力度。中国铝业的年增长速度大大高于世界各国，在不久的将来，中国会很快赶上世界先进水平。除了进口一部分特殊管材、型材和棒材及特殊板、带、箔等工业用材外，建筑型材和铝箔已大批出口，成为净出口国。由此可见，我国铝加工的产业结构和产品结构是极不合理的，需要大力调整。另外铝加工装备的整体水平还不高，技术自主开发能力还不够强，与国外相比差距较大。我国已引进了大批的关键设备和技术，但是要想彻底改变铝板、带、箔的产量、消费量少于挤压材的产量、消费量；大中型工业型材少于建筑型材；高档产品少于中、低档产品；大中型现代化铝加工装备少于小型的、落后的铝加工装备的局面尚有大量工作要做。我国目前铝加工产业的发展特点有：1、铝加工企业正处于在大改组、大合并、
铝铝合金的焊接特点
铝及铝合金的焊接特点 (1)铝在空气中及焊接时极易氧化，生成的氧化铝（Al2O3）熔点高、非常稳定，不易去除。阻碍母材的熔化和熔合，氧化膜的比重大，不易浮出表面，易生成夹渣、未熔合、未焊透等缺欠。铝材的表面氧化膜和吸附大量的水分，易使焊缝产生气孔。焊接前应采用化学或机械方法进行严格表面清理，清除其表面氧化膜。在焊接过程加强保护，防止其氧化。钨极氩弧焊时，选用交流电源，通过“阴极清理”作用，去除氧化膜。气焊时，采用去除氧化膜的焊剂。在厚板焊接时，可加大焊接热量，例如，氦弧热量大，利用氦气或氩氦混合气体保护，或者采用大规范的熔化极气体保护焊，在直流正接情况下，可不需要“阴极清理”。 （2）铝及铝合金的热导率和比热容均约为碳素钢和低合金钢的两倍多。铝的热导率则是奥氏体不锈钢的十几倍。在焊接过程中，大量的热量能被迅速传导到基体金属内部，因而焊接铝及铝合金时，能量除消耗于熔化金属熔池外，还要有更多的热量无谓消耗于金属其他部位，这种无用能量的消耗要比钢的焊接更为显著，为了获得高质量的焊接接头，应当尽量采用能量集中、功率大的能源，有时也可采用预热等工艺措施。 （3）铝及铝合金的线膨胀系数约为碳素钢和低合金钢的两倍。铝凝固时的体积收缩率较大，焊件的变形和应力较大，因此，需采取预防焊接变形的措施。铝焊接熔池凝固时容易产生缩孔、缩松、热裂纹及较高的内应力。生产中可采用调整焊丝成分与焊接工艺的措施防止热裂纹的产生。在耐蚀性允许的情况下，可采用铝硅合金焊丝焊接除铝镁合金之外的铝合金。在铝硅合金中含硅0.5％时热裂倾向较大，随着硅含量增加，合金结晶温度范围变小，流动性显著提高，收缩率下降，热裂倾向也相应减小。
【CN109967869A】一种6061铝合金薄板脉冲激光叠焊工艺方法【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910274668.8 (22)申请日 2019.04.08 (71)申请人 上海工程技术大学 地址 201620 上海市松江区龙腾路333号 (72)发明人 张培磊 吴希 何珊珊 李绍伟 卢庆华 闫华 于治水 (74)专利代理机构 上海伯瑞杰知识产权代理有 限公司 31227 代理人 王一琦 (51)Int.Cl. B23K 26/12(2014.01) B23K 26/21(2014.01) B23K 26/60(2014.01) B23K 26/70(2014.01) (54)发明名称 一种6061铝合金薄板脉冲激光叠焊工艺方 法 (57)摘要 本发明涉及铝合金薄板激光焊接技术领域 的一种6061铝合金薄板脉冲激光叠焊工艺方法， 在合适的工艺参数下能够实现薄板铝合金的叠 焊，避免了较大热影响区以及激光焊接时气孔的 产生，获得的叠焊工件强度较高。在采用脉冲激 光焊接同时在一定角度通入保护气体，保护气气 流方向与焊接方向相匹配，降低了铝合金熔池氧 化；通过调整工艺参数减少了焊接时熔池金属的 飞溅。权利要求书1页 说明书4页 附图3页CN 109967869 A 2019.07.05 C N 109967869 A
权 利 要 求 书1/1页CN 109967869 A 1.一种6061铝合金薄板脉冲激光叠焊工艺方法，其特征在于，包括如下步骤： 1)焊前准备步骤：取两块厚度均为1mm的铝合金板(1)，将其中一块铝合金板(1)的上板面作为焊接面(2)，采用砂纸打磨焊接面(2)，使得焊接面(2)处于平整状态，打磨完成后清理焊接面(2)的待焊区域(3)以及两块铝合金板(1)的相对面，用丙酮或酒精将焊接面(2)上的待焊区域(3)彻底擦拭干净，然后等丙酮或酒精完全挥发使得上述的待焊区域(3)处于干燥状态，上述焊接面(2)上的待焊区域(3)为焊缝的覆盖区域，上述焊接面(2)上的待焊区域(3)是宽度为1mm的、焊接时被焊缝覆盖的长条状平面； 2)装夹步骤：将两块铝合金板(1)上下叠加放置并形成矩形的叠加区域，并用夹具同时夹住两块铝合金板(1)，两块铝合金板(1)叠加区域的宽度控制在30-40mm，上述待焊区域(3)的长度方向平行于叠加区域的长度方向； 3)焊接步骤：调整激光焊接的工艺参数，使得功率2.6～2.8W，焊接速度5～8mm/s，激光脉冲持续时间10～13ms、频率9～16Hz，保护气喷气装置(5)输出的保护气体为99.9％的氩气，保护气体流量15～20L/min，其中，焊接方向以待焊区域(3)的长度方向为准，以焊接前进方向为准保护气喷气装置(5)的出气端在激光焊机(4)焊接端后面2～3mm的位置，保护气体的喷射方向线与焊接面(2)形成30度的夹角，调整完毕后用激光焊机(4)对装夹完成的两块铝合金板(1)进行焊接，焊接时激光束与焊接面(2)形成的夹角为90度； 4)焊后检测与分析步骤：焊后对焊缝的外观进行目测检验，对焊接接头进行力学性能检测，采用XRD对金属间化合物进行成分分析。 2.根据权利要求1所述的一种6061铝合金薄板脉冲激光叠焊工艺方法，其特征在于：两块铝合金板(1)的相对面之间的间隙不大于0.1mm。 3.根据权利要求1所述的一种6061铝合金薄板脉冲激光叠焊工艺方法，其特征在于：在焊接步骤中激光焊接的脉冲激光离焦量为0mm。 4.根据权利要求1所述的一种6061铝合金薄板脉冲激光叠焊工艺方法，其特征在于：在焊前准备步骤中打磨焊接面(2)时，先用粗砂纸打磨焊接面(2)，然后再用细砂纸打磨焊接面(2)。 5.根据权利要求4所述的一种6061铝合金薄板脉冲激光叠焊工艺方法，其特征在于：上述粗砂纸选为800目的规格，细砂纸选为2000目的规格。 2
6061铝合金 6061铝棒
6061铝合金 6061铝合金介绍 属Al-Mg-Si系合金，中等强度，具有良好的塑性和优良的耐蚀性。特别是无应力腐蚀开裂倾向，其焊接性优良，耐蚀性及冷加工性好，是一种使用范围广.很有前途的合金。可阳极氧化着色，也可涂漆上珐琅，适应作建筑装饰材料。其含有少量Cu，因而强度高于6063的，但淬火敏感性也比6063高，挤压之后不能实现风淬，需要重新固溶处理和淬火时效，才能获得较高的强度。 一、6061铝合金元素 6061铝合金的主要合金元素是镁与硅，并形成Mg2Si相。若含有一定量的锰与铬，可以中和铁的坏作用；有时还添加少量的铜或锌，以提高合金的强度，而又不使其抗蚀性有明显降低；导电材料中还有少量的铜，以抵销钛及铁对导电性的不良影响；锆或钛能细化晶粒与控制再结晶组织；为了改善可切削性能，可加入铅与铋。在Mg2Si固溶于铝中，使合金有人工时效硬化功能。6061铝合金中的主要合金元素为镁与硅，具有中等强度、良好的抗腐蚀性、可焊接性，氧化效果较好。 二、镁铝6061特点 美铝6061-T651是6系合金的主要合金，是经热处理预拉伸工艺的高品质铝合金产品；美铝6061具有加工性能极佳、良好的抗腐蚀性、韧性高及加工后不变形、上色膜容易、氧化效果极佳等优良特点。 主要用途:广泛应用于要求有一定强度和抗蚀性高的各种工业结构件，如制造卡车、塔式建筑、船舶、电车、铁道车辆。 三、6061典型用途代表用途包括航天固定装置、电器固定装置、通讯领域，也广泛应用于自动化机械零件、精密加工、模具制造、电子及精密仪器、SMT、PC板焊锡载具等等。6061化学成分 Cu :0.15～0.4 Mn :0.15 Mg :0.8～1.2 Zn :0.25 Cr :0.04～0.35 Ti :0.15 Si :0.4～0.8 Fe :0.7 Al :余量 6061力学性能
光纤激光功率和焊接速度对6061铝合金焊缝成形的影响
四机械制造四邢睿智，等四光纤激光功率和焊接速度对6061铝合金焊缝成形的影响 作者简介:邢睿智(1991－),男,安徽亳州人,硕士研究生,研究方向为激光焊接三 DOI:10.19344/https://www.360docs.net/doc/053298153.html,ki.issn1671－5276.2017.04.016 光纤激光功率和焊接速度对6061铝合金 焊缝成形的影响 邢睿智,王克鸿,江俊龙,周红云 (南京理工大学材料科学与工程学院，江苏南京210094) 摘 要:利用10kW 光纤激光器对2.5mm 厚6061铝合金进行了焊接试验，探究激光功率和焊接速度对焊缝成形的影响三对比分析了不同激光功率和焊接速度获得的焊缝表面形貌二焊缝横截面形貌三试验结果表明:激光功率焊接速度对6061铝合金激光焊缝的熔深和熔宽具有显著影响，熔宽在一定范围内随着激光功率的增加而增加，最终达到某一数值不再增加三激光功率的大小影响激光自身的稳定性，从而影响焊缝的成形三关键词:激光功率；焊接速度；焊缝成形 中图分类号:TG441.3 文献标志码:B 文章编号:1671-5276(2017)04-0056-03 Effect of Laser Power and Weld speed on Weld Appearance of 6061Aluminum Alloy XING Ruizhi,WANG Kehong,JIANG Junlong,ZHOU Hongyun (School of Materials Science and Engineering ,Nanjing University of Science and Technology ,Nanjing 210094,China )Abstract :The weld test of 2.5mm thick 6061aluminum alloy is done by the 5kW optical fiber laser beam.The effect of laser power and weld speed on weld appearance of Al alloy is investigated.The weld surface shape is compared with the weld cross －sectional shape.The flow behavior of the melt pool during the welding process is discussed.The results reveal that laser power and weld speed have a remarkable influence on weld depth and width.In a certain rang ,the weld width increases with the increasing laser power ,but the weld width can only reach to a certain value.The value of laser power affects its own stability and the appearance of weld. Keywords :laser power ;weld speed ;weld appearance 0 引言 为了减少环境污染与能源消耗,铝合金被越来越多地 应用在汽车和飞机等交通工具的制造中[1－2]三而6061铝合金由于其抗腐蚀性好二韧性高二加工性能佳以及出色的焊接性在建筑二机械二电子等多个领域得到了广泛的应用三激光焊接作为一种有效的铝合金连接方法,既符合轻量化标准,又能达到高强度的要求三在铝合金激光焊接中,激光功率和焊接速度是2个极其重要的焊接参数,因为激光功率和焊接速度的匹配关系直接表征了焊接的工艺范围,本文就探讨激光功率和焊接速度对6061铝合金光纤激光焊焊缝成形的影响三 1 试验设备二材料及方法 1.1 试验设备 试验采用的设备主要包含3个部分:1)美国IPG 公司的YLS －10000型光纤激光器系统,最大输出功率为 10kW,输出激光为λ＝1064nm 的连续波;2)德国KUKA 公司生产的KR －16型六轴串联结构机械臂;3)德国Pre- citec 公司生产的YW －52型激光焊接头三 1.2 试验材料 试验采用2.5mm 厚100mm ?20mm 的6061铝合金板材,板材加工状态为T6态,即固溶热处理后人工时效,具体质量分数如表1所示三 表1 6061铝合金的质量分数 ％ 材料Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti Ni Al 6061 0.4~0.8?0.70.15~0.4?0.150.8~1.20.04~ 0.35 ?0.25?0.15?0.015余量1.3 试验方法 试验沿试板最长边进行平板对接;采用99.9％的氩气实现全方位的保护,流量为25L /min,激光束垂直向下,倾 斜角度为0?,离焦量Δ＝0;同时保持侧吹气与母材的相对位置不变三焊接过程为激光自熔焊,不添加焊丝和任何填充材料,单面焊双面成形三通过IPG 激光器计算机软件控制激光功率大小,并通过KUKA 机器人操作面板来设置焊接速度三 由于铝及铝合金在空气中极易氧化,在其表面生成一 四 65四万方数据
铝合金的典型机械性能
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 12 5083-H112 180 211 65 14 6061-T651 310 276 95 12 7050-T7451 510 455 135 10 7075-T651 572 503 150 11 2024-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?k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 2.82 5052-H112 23.8 607-650 35 0.050 2.72 5083-H112 23.4 570-640 29 0.059 2.72 6061-T651 23.6 580-650 43 0.040 2.73 7050-T7451 23.5 490-630 41 0.0415 2.82 7075-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 -- ● -- ● -- --
6061铝合金
上海智昕工贸有限公司 6061-T651是6061铝合金的主要合金，是经热处理预拉伸工艺生产的高品质铝合金产品，其强度虽不能与2XXX系或7XXX系相比，但其镁、硅合金特性多，具有加工性能极佳、优良的焊接特点及电镀性、良好的抗腐蚀性、韧性高及加工后不变形、材料致密无缺陷及易于抛光、上色膜容易、氧化效果极佳等优良特点。典型用途一、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、足够的强度、优良的工艺性能和焊接性能，主要广泛用于建筑物构架、门窗、吊顶、装饰面等。如各种建筑门窗、幕墙用铝型材、铝幕墙板、压型板、花纹板、彩色涂层铝板等。七、电子家电用铝材主要用于各种母线、架线、导体、电气元件、冰箱、空调、电缆等领域。规格：圆棒、方棒代表用途包括航天固定装置、电器固定装置、通讯领域。 一、6061铝合金元素 6061铝合金的主要合金元素是镁与硅，并形成Mg2Si相。若含有一定量的锰与铬，可以中和铁的坏作用；有时还添加少量的铜或锌，以提高合金的强度，而又不使其抗蚀性有明显降低；导电材料中还有少量的铜，以抵销钛及铁对导电性的不良影响；锆或钛能细化晶粒与控制再结晶组织；为了改善可切削性能，可加入铅与铋。在Mg2Si固溶于铝中，使合金有人工时效硬化功能。6061铝合金中的主要合金元素为镁与硅，具有中等强度、良好的抗腐蚀性、可焊接性，氧化效果较好。 二、镁铝6061特点 镁铝6061-T651是6系合金的主要合金，是经热处理预拉伸工艺的高品质铝合金产品；镁铝6061具有加工性能极佳、良好的抗腐蚀性、韧性高及加工后不变形、上色膜容易、氧化效果极佳等优良特点。 主要用途:广泛应用于要求有一定强度和抗蚀性高的各种工业结构件，如制造卡车、塔式建筑、船舶、电车、铁道车辆。 三、6061典型用途代表用途包括航天固定装置、电器固定装置、通讯领域，也广泛应用于自动化机械零件、精密加工、模具制造、电子及精密仪器、SMT、PC板焊锡载具等等。 铝合金基本状态代号： 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特殊要求的产品，该状态产品的力学性能不作规定（不常见） O 退火状态适用于经完全退火获得最低强度的加工产品（偶尔会出现） 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（一般为非热处理强化型材料）
结构用铝合金材料力学性能
附录A 结构用铝合金材料力学性能 常见结构用铝合金板、带材力学性能（标准值）可按表A-1采用，结构用铝合金棒、管、型材力学性能（标准值）可按表A-2采用。结构用铝合金板、带、棒、管、型材的化学成分可按表A-3采用。 表A-1 结构用铝合金板、带材力学性能标准值
注：1. 伸长率标准值中，A适用于厚度不大于12.5mm的板材，A适用于厚度大于12.5mm的板材。502. 表中焊接折减系数的数值适用于材料焊接后存放的环境温度大于10℃，存放时间大于3d（6XXX系列）或30d（7XXX系列）的情况。 3. 表中焊接折减系数的数值适用于厚度不超过15mm的MIG焊，以及3xxx系列、5xxx系列合金和8011A合金厚度不超
过6mm的TIG焊。对于6xxx系列和7xxx系列合金厚度不超过6mm的TIG焊，焊接折减系数的数值必须乘以0.8。当厚度超过上述规定，如无试验结果或国内外相关规范规定，3xxx系列、5xxx系列合金和8011A合金焊接折减系数的数值必须乘以0.9，6xxx系列和7xxx系列合金焊接折减系数的数值必须乘状态不需进行上述折减。O焊）。对于TIG（0.64焊）或MIG（0.8以． 表A-2 结构用铝合金棒、管、型材力学性能标准值
适用于厚度（或直的板（或棒）材，A注：1. 伸长率标准值中，A适用于厚度（或直径）不大于12.5mm50 12.5mm的板（或棒）材。径）大于系6XXX（2. 表中焊接折减系数的数值适用于材料焊接后存放的环境温度大于10℃，存放时间大于3d 系列）的情况。列）或30d（7XXX8011A系列合金和MIG焊，以及3xxx系列、5xxx3. 表中焊接折减系数的数值适用于厚度不超过15mm的焊接折减系数的7xxx系列合金厚度不超过6mmTIG焊，合金厚度不超过6mm的TIG焊。对于6xxx系列和系列合。当厚度超过上述规定，如无试验结果或国内外相关规范规定，3xxx系列、5xxx的数值必须乘以0.8系列合金焊接折减系数的数值必须乘0.9，6xxx系列和7xxx金和8011A合金焊接折减系数的数值必须乘以TIG焊）。对于O状态不需进行上述折减。以0.8（MIG焊）或0.64（
6061力学性能
6061力学性能 6061的极限抗拉强度为124 MPa 受拉屈服强度 55.2 MPa 延伸率25.0 % 弹性系数68.9 GPa 弯曲极限强度228 MPa Bearing Yield Strength 103 MPa 泊松比0.330 疲劳强度 62.1 MPa 6061热处理工艺 快速退火：加热温度350～410℃;随材料有效厚度的不同，保温时间在30～120min 之间;空气或水冷。2）高温退火：加热温度350～500℃;成品厚度≥6mm时，保温时间为10～30min、<6mm时，热透为止;空气冷。3）低温退火：加热温度150～250℃;保温时间为2～3h;空气或水冷。 1、6061T651铝合金简介 6061-T651是6061合金的主要合金，是经热处理预拉伸工艺生产的高品质铝合金产品，其强度虽不能与2XXX系或7XXX系相比，但其镁、硅合金特性多，具有加工性能极佳、优良的焊接特点及电镀性、良好的抗腐蚀性、韧性高及加工后不变形、材料致密无缺陷及易于抛光、上色膜容易、氧化效果极佳等优良特点。精密加工/模具用铝合金板产品特点： 1.良好的可成型性、可焊接性。 2.强度高。 3.可使用性好，接口特点优良。 4.易于加工，容易涂层。 5.抗腐蚀性、抗氧化性好。 4、6061T651力学性能： 抗拉强度σb (MPa)：≥180 屈服强度σ0.2 (MPa)：≥110 伸长率δ5 (％)：≥14 注：棒材室温纵向力学性能 5、6061T651物理性能: 合金及坚韧度热膨胀系 数 溶点范围坚韧度 传热度(每 寸每方尺) 传电系数电阻系数 68度至212度 6061 13.1 1080-1205 T4 T6，T651 1070 1160 40-132 43-142 26 24
铝合金6061调研报告
铝合金选材技术报告 一．1-8系列铝合金用途介绍: 1×××系列铝板材 1×××系列铝板材：代表 1050、1060、1100。在所有系列中1×××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。目前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。 2×××系列铝板材 2×××系列铝板材：代表2A16（LY16）、2A06（LY6）。2×××系列铝板的特点是硬度较高，其中以铜原属含量最高，大概在3-5%左右。2×××系列铝板属于航空铝材，目前在常规工业中不常应用。我国目前生产2×××系列铝板的厂家较少。质量还无法与国外相比。目前进口的铝板主要是由韩国和德国生产企业提供。随着我国航空航天事业的发展，2×××系列的铝板生产技术将进一步提高。 3×××系列铝板材 3×××系列铝板材：代表3003、 3004、 3A21为主。又可以称为防锈铝板。我国3×××系列铝板生产工艺较为优秀。3×××系列铝板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。常规应用在空调，冰箱，车底等潮湿环境中，价格高于1×××系列，是一款较为常用的合金系列。4×××系列铝板材 4×××系列铝板材：代表为4A01。 4×××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。 5×××系列铝板材 5×××系列铝板材：代表5052、5005、5083、5A05系列。5×××系列铝板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。在相同面积下铝镁合金的重量低于其他系列.故常用在航空方面，比如飞机油箱。在常规工业中应用也较为广泛。加工工艺为连铸连轧，属于热轧铝板系列故能做氧化深加工。在我国5×××系列铝板属于较为成熟的铝板系列之一。 6×××系列铝板材 6×××系列铝板材：代表6061。主要含有镁和硅两种元素，故集中了4×××系列和5×××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，接口特点优良，容易涂层，加工性好。可以用于低压武器和飞机接头上。 7×××系列铝板材 7×××系列铝板材：代表7075 。主要含有锌元素。也属于航空系列，是铝镁锌铜合金,可热处理合金,属于超硬铝合金,有良好的耐磨性.7075铝板是经消
铝合金的牌号性能与应用
铝合金的牌号、状态和性能 1 铝及铝合金的分类 纯铝比较软，富有延展性，易于塑性成形。如果根据各种不同的用途，要求具有更高的强度和改善材料的组织和其他各种性能，可以在纯铝中添加各种合金元素，生产出满足各种性能和用途的铝合金。 铝合金可加工成板、带、条、箔、管、棒、型、线、自由锻件和模锻件等加工材(变形铝合金)，也可加工成铸件、压铸件等铸造材(铸造铝合金)。 纯铝—1×××系，如1000合金 非热处理型合金Al-Mn系合金—3×××系，如3003合金 Al-Si系合金—4×××系，如4043合金变形铝合金Al-Mg系合金—5×××系，如5083合金 Al-Cu系合金—2×××系，如2024合金 热处理型合金Al-Mg-Si系合金—6×××系，如6063合金铝及Al-Zn-Mg系合金—7×××系，如7075合金铝合金Al-其它元素—8×××系，如8089合金 纯铝系 非热处理型合金Al-Si系合金，如ZL102合金 Al-Mg系合金，如ZL103合金 铸造铝合金Al-Cu-Si系合金，如ZL107合金 Al-Cu-Mg-Si系合金，如ZL110合金 热处理型合金Al-Mg-Si系合金，如ZL104合金 Al-Mg-Zn系合金，如ZL305合金
2 变形铝合金分类、牌号和状态表示法 3. 1 变形铝合金的分类 变形铝合金的分类方法很多，目前，世界上绝大部分国家通常按以下三种方法进行分类。 ⑴按合金状态图及热处理特点分为可热处理强化铝合金和不可热处理强化铝合金两大类。不可热处理强化铝合金（如：纯铝、Al-Mn、Al-Mg、Al-Si系合金）和可热处理强化铝合金（如：Al-Mg-Si、Al-Cu、Al-Zn-Mg系合金）。 ⑵按合金性能和用途可分为：工业纯铝、光辉铝合金、切削铝合金、耐热铝合金、低强度铝合金、中强度铝合金、高强度铝合金（硬铝）、超高强度铝合金（超硬铝）、锻造铝合金及特殊铝合金等。 ⑶按合金中所含主要元素成分可分为：工业纯铝（1×××系），Al-Cu合金（2×××系），Al-Mn合金（3×××系），Al-Si合金（4×××系），AL-Mg合金（5×××系），Al-Mg-Si 合金（6×××系），Al-Zn-Mg合金（7×××系），Al-其它元素合金（8×××系）及备用合金组（9×××系）。 这三种分类方法各有特点，有时相互交叉，相互补充。在工业生产中，大多数国家按第三种方法，即按合金中所含主要元素成分的4位数码法分类。这种分类方法能较本质的反映合金的基本性能，也便于编码、记忆和计算机管理。我国目前也采用4位数码法分类。 3.3 中国变形铝合金状态代号及表示方法 根据GB/T16475–1996标准规定，基础状态代号用一个英文大写字母表示。细分状态代号采用基础状态代号后跟一位、两位或多位阿拉伯数字表示。 3.3.1基础状态代号 3.3.2 细分状态代号 HXX状态 H后面的第一位数字表示获得该状态的基本处理程序 H1 ——单纯加工硬化状态 适用于未经附加热处理，只经加工硬化即获得所需强度的状态。
铝材用什么焊条焊接
6063铝材用什么焊条焊接 - fsokl 2008-09-20 14:18:05 请问6063铝材用风焊焊接，用什么焊条焊缝和铝材表面颜色一至又牢固Re:6063铝材用什么焊条焊接 - gaowang_1987 2008-09-20 14:20:11 1．铝及铝合金的焊接特点 （1）铝在空气中及焊接时极易氧化，生成的氧化铝（Al2O3）熔点高、非常稳定，不易去除。阻碍母材的熔化和熔合，氧化膜的比重大，不易浮出表面，易生成夹渣、未熔合、未焊透等缺欠。铝材的表面氧化膜和吸附大量的水分，易使焊缝产生气孔。焊接前应采用化学或机械方法进行严格表面清理，清除其表面氧化膜。在焊接过程加强保护，防止其氧化。钨极氩弧焊时，选用交流电源，通过“阴极清理”作用，去除氧化膜。气焊时，采用去除氧化膜的焊剂。在厚板焊接时，可加大焊接热量，例如，氦弧热量大，利用氦气或氩氦混合气体保护，或者采用大规范的熔化极气体保护焊，在直流正接情况下，可不需要“阴极清理”。 （2）铝及铝合金的热导率和比热容均约为碳素钢和低合金钢的两倍多。铝的热导率则是奥氏体不锈钢的十几倍。在焊接过程中，大量的热量能被迅速传导到基体金属内部，因而焊接铝及铝合金时，能量除消耗于熔化金属熔池外，还要有更多的热量无谓消耗于金属其他部位，这种无用能量的消耗要比钢的焊接更为显着，为了获得高质量的焊接接头，应当尽量采用能量集中、功率大的能源，有时也可采用预热等工艺措施。 （3）铝及铝合金的线膨胀系数约为碳素钢和低合金钢的两倍。铝凝
固时的体积收缩率较大，焊件的变形和应力较大，因此，需采取预防焊接变形的措施。铝焊接熔池凝固时容易产生缩孔、缩松、热裂纹及较高的内应力。生产中可采用调整焊丝成分与焊接工艺的措施防止热裂纹的产生。在耐蚀性允许的情况下，可采用铝硅合金焊丝焊接除铝镁合金之外的铝合金。在铝硅合金中含硅%时热裂倾向较大，随着硅含量增加，合金结晶温度范围变小，流动性显着提高，收缩率下降，热裂倾向也相应减小。根据生产经验，当含硅5%～6%时可不产生热裂，因而采用SAlSi条（硅含量%～6%)焊丝会有更好的抗裂性。 （4）铝对光、热的反射能力较强，固、液转态时，没有明显的色泽变化，焊接操作时判断难。高温铝强度很低，支撑熔池困难，容易焊穿。 （5）铝及铝合金在液态能溶解大量的氢，固态几乎不溶解氢。在焊接熔池凝固和快速冷却的过程中，氢来不及溢出，极易形成氢气孔。弧柱气氛中的水分、焊接材料及母材表面氧化膜吸附的水分，都是焊缝中氢气的重要来源。因此，对氢的来源要严格控制，以防止气孔的形成。 （6）合金元素易蒸发、烧损，使焊缝性能下降。 （7）母材基体金属如为变形强化或固溶时效强化时，焊接热会使热影响区的强度下降。 （8）铝为面心立方晶格，没有同素异构体，加热与冷却过程中没有相变，焊缝晶粒易粗大，不能通过相变来细化晶粒。
6061铝合金材料知识
6061铝合金 6061铝合金是经热处理预拉伸工艺生产的高品质铝合金产品，其强度虽不能与2XXX系或7XXX系相比，但其镁、硅合金特性多，具有加工性能极佳、优良的焊接特点及电镀性、良好的抗腐蚀性、韧性高及加工后不变形、材料致密无缺陷及易于抛光、上色膜容易、氧化效果极佳等优良特点。 目录 1基本介绍 2化学成分（单位：%） 3力学性能 4热处理 5对应牌号 6计算方式 7现货规格 1基本介绍 6061-T651是6061铝合金的主要合金，是经热处理预拉伸工艺生产的高品质铝合金产品，其强度虽不能与2XXX系或7XXX系相比，但其镁、硅合金特性多，具有加工性能极佳、优良的焊接特点及电镀性、良好的抗腐蚀性、韧性高及加工后不变形、材料致密无缺陷及易于抛光、上色膜容易、氧化效果极佳等优良特点。 典型用途 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、足够的强度、优良的工艺性能和焊接性能，主要广泛用于建筑物构架、门窗、吊顶、装饰面等。如各种建筑门窗、幕墙用铝型材、铝幕墙板、压型板、花纹板、彩色涂层铝板等。 七、电子家电用铝材主要用于各种母线、架线、导体、电气元件、冰箱、空调、电缆等领域。规格：圆棒、方棒代表用途包括航天固定装置、电器固定装置、通讯领域。 一、6061铝合金元素 6061铝合金的主要合金元素是镁与硅，并形成Mg2Si相。若含有一定量的锰与铬，可以中和铁的坏作用；有时还添加少量的铜或锌，以提高合金的强度，而又不使其抗蚀性有明显降低；导电材料中还有少量的铜，以抵销钛及铁对导电性的不良影响；锆或钛能细化晶粒与控制再结晶组织；为了改善可切削性能，可加入铅与铋。在Mg2Si固溶于铝中，使合金有人工时效硬化功能。6061铝合金中的主要合金元素为镁与硅，具有中等强度、良好的抗腐蚀性、可焊接性，氧化效果较好。 二、镁铝6061特点 镁铝6061-T651是6系合金的主要合金，是经热处理预拉伸工艺的高品质铝合金产品；镁铝6061具有加工性能极佳、良好的抗腐蚀性、韧性高及加工后不变形、上色膜容易、氧化效果极佳等优良特点。 主要用途:广泛应用于要求有一定强度和抗蚀性高的各种工业结构件，如制造卡车、塔式建筑、船舶、电车、铁道车辆。 三、6061典型用途代表用途包括航天固定装置、电器固定装置、通讯领域，也广泛应用于自动化机械零件、精密加工、模具制造、电子及精密仪器、SMT、PC板焊锡载具等等。 铝合金基本状态代号： 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特殊要求的产品，该状态产品的力学性能不作规定（不常见）