3.3.21-22铝合金结构解析
铝合金门窗的构造组成
铝合金门窗的构造组成
铝合金门窗的构造组成通常包括以下几个部分：
1. 铝合金框架：铝合金门窗的主体框架一般使用优质铝合金材料制成，具有较高的强度和耐腐蚀性，可以确保门窗的稳定性和耐久性。
2. 真空玻璃：铝合金门窗一般使用双层或三层真空玻璃，中间通过加压排气技术形成真空层，具有较好的隔热、隔声和节能效果。
3. 密封胶条：铝合金门窗的边框和玻璃之间通常采用密封胶条进行密封，可以防止水、风、噪音等的渗透，提升门窗的密封性能。
4. 五金配件：铝合金门窗的开关、闭合、锁定等操作通常依赖五金配件，如门锁、合页、滑轮等。
高质量的五金配件能够确保门窗的正常使用和安全性。
5. 环保涂料：为了提升铝合金门窗的美观性和耐久性，通常会进行表面涂装。
环保涂料能够有效防止氧化和腐蚀，延长门窗的使用寿命。
需要注意的是，铝合金门窗的具体构造组成可能会因不同厂家和产品而有所区别，上述是一般情况下常见的构造组成。
铝合金门窗的性能及构造分析
铝合金门窗的性能及构造分析当今社会，家装升级是不可避免的潮流，门窗作为家装的一部分，也应该得到足够的重视。
在门窗材料方面，铝合金门窗是常见的一种选择。
本文将对铝合金门窗的性能及构造进行分析，为大家提供参考。
一、铝合金门窗的优点1. 耐腐蚀性好：铝合金门窗的耐腐蚀性好，不会因为风吹日晒、雨淋雪打而出现生锈现象。
因此，这种门窗的使用寿命长，不需要经常性的保养。
2. 强度高：铝合金门窗的强度高，可以承受较大的外力，不易变形。
这使得铝合金门窗具有良好的抗风压性能。
3. 美观度高：铝合金门窗的表面光滑、整洁，外形美观，更适合现代家居环境的需求。
4. 施工方便：铝合金门窗重量轻，材料易于切割和加工，安装方便，不占用过多的人力和物力资源。
二、铝合金门窗的构造1. 框杆：铝合金门窗的框杆一般采用铝合金型材，经过加工成型后，进行焊接，形成框体。
2. 玻璃：铝合金门窗的玻璃一般采用双层玻璃或者三层玻璃，来提高门窗的隔音性。
3. 密封条：铝合金门窗的密封条一般采用PVC材料或EPDM 材料，来保证门窗的严密性。
4. 硬件：铝合金门窗的硬件一般包括门锁、合页等，硬件配件的质量好坏直接影响门窗的使用寿命和安全性。
三、铝合金门窗的分类1. 推拉门：推拉门是一种常见的门窗形式，铝合金推拉门的优点是操作方便、占用空间少等。
2. 小推窗：小推窗作为一种辅助窗型，它可以起到通风、采光等作用。
3. 开启门：开启门则是传统的门窗形式，铝合金开启门的优点是结实、安全性好等。
4. 吊趟门：吊趟门一般用于室内门窗，铝合金吊趟门用途广泛，且外观美观，更适合现代家居内部装修。
总之，铝合金门窗作为一种常见的门窗材料，其性能和优点都有值得肯定的地方。
相关制造商也在不断改进产品，提高产品质量和性能，为消费者提供更好的选择。
同时，从使用者的角度来看，选择适合自己家居环境和个人需求的门窗材料，也是需要用心选择的。
铝合金门窗的构造
2 铝合金门窗的构造2.1 铝合金门窗的分类和标记2.1.1 分类和代号2.1.1.1 用途门、窗按外围护和内围护用，划分为两类：1) 外墙用，代号为W；2) 内墙用，代号为N。
2.1.1.2 类型门、窗按使用功能划分的类型和代号及其相应性能项目分别见表2-1、表2-2。
表2-1 门的功能类型和代号表2-2 窗的功能类别和代号2.1.1.3 品种按开启形式划分门、窗品种与代号分别见表2-3 、表2-4 。
表2-4 窗的开启形式品种与代号2.1.1.4 产品系列以门、窗框在洞口深度方向的设计尺寸—门、窗框厚度构造尺寸（代号为C2，单位为毫米）划分。
门、窗框厚度构造尺寸符合1/10M（10mm）的建筑分模数数列值的为基本系列；基本系列中按5mm进级插入的数值为辅助系列。
门、窗框厚度构造尺寸小于某一基本系列或辅助系列值时，按小于该系列值的前一级标示其产品系列。
（如门、窗框厚度构造尺寸为72mm时，其产品系列为70系列；门、窗框厚度构造尺寸为69mm时，其产品系列为65系列）2.1.1.5 规格以门窗宽、高的设计尺寸—门、窗的宽度构造尺寸（B2）和高度构造尺寸（A2）的千、百、十位数字，前后顺序排列的六位数字表示。
例如，门窗的B2、A2分别为1150mm和1450mm 时，其尺寸规格型号为115145。
2.1.2 命名和标记2.1.2.1 命名方法按门窗用途（可省略）、功能、系列、品种、产品简称（铝合金门，代号LM；铝合金窗, 代号LC）的顺序命名。
2.1.2.2 标记方法按产品的简称、命名代号—尺寸规格型号、物理性能符号与等级或指标值（抗风压性能P3－水密性能ΔP－气密性能q1 / q2－空气声隔声性能R w C tr/R w C－保温性能K－遮阳性能SC—采光性能T r）、标准代号的顺序进行标记。
2.1.2.3 命名与标记示例示例1：命名—（外墙用）普通型50系列平开铝合金窗，该产品规格型号为115145，抗风压性能5级，水密性能3级，气密性能7级，其标记为：铝合金窗WPT50PLC-115145（P35－ΔP3－q17）GB/T ×××－200×。
铝合金晶体结构
铝合金晶体结构
铝合金是由铝和其他金属元素混合而成的合金，具有良好的强度、耐
腐蚀性和导电性。
其晶体结构可以分为两类：铝单质和铝合金。
铝单质的晶体结构为面心立方格子，每个原子周围有12个最近邻原子，其中6个在同一平面上，另外6个在上下两个平面中。
这种结构使得
铝单质具有良好的塑性和导电性。
而铝合金的晶体结构则取决于所添加的其他金属元素。
常见的铝合金
有以下几种晶体结构：
1. 固溶态：在加热时，其他金属元素会溶解在铝中形成固溶态。
此时
晶体结构与纯铝相同为面心立方格子。
2. 调质态：在加热后快速冷却至室温后，其他金属元素会形成一些小
颗粒分布于铝中，此时晶体结构为四方密排。
3. 变形硬化态：通过变形加工使得晶粒发生变化，在此状态下的晶体
结构多样，常见的为等轴晶、柱状晶和片状晶。
总之，铝合金的晶体结构多样化，不同的结构对其性能有着不同的影
响。
因此，在制造铝合金时需要根据具体用途和要求来选择合适的晶体结构。
铝合金结构参数
铝合金
纯铝的密度小（ρ=2.7g/cm3），大约是铁的1/3，熔点低（660℃），铝是面心立方结构，故具有很高的塑性（δ:32~40%，ψ:70~90%），易于加工，可制成各种型材、板材。
抗腐蚀性能好；但是纯铝的强度很低，退火状态σb 值约为8kgf/mm2，故不宜作结构材料。
铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。
铝合金分两大类：铸造铝合金，在铸态下使用；变形铝合金，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。
铝合金按加工方法可以分为形变铝合金和铸造铝合金。
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。
一些铝合金可以采用热处理获得良好的机械性能，物理性能和抗腐蚀性能。
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淬火：原则是在防止过烧、晶粒粗化、包铝层污染的前提下，尽可能采用较高 的加热温度，以使强化相充分固溶，但硬铝的固溶温度范围窄，非常容 易过烧。
合金 LY1 LY2 LY6 LY10 LY11 LY12
固溶淬火温度 495~505℃ 495~505℃ 495~505℃ 510~520℃ 495~510℃ 495~503℃
不同合金自然时效硬化的能力和速度不同。
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5、硬铝的性能和用途
按强度和用途分为：铆钉、中强、高强和耐热硬铝四大类 铆钉硬铝： LY1、 LY4 、LY9 、LY10，以线材供应。 LY1（剪切强度196 MPa）和LY10（剪切强度265 MPa） 自然时效状态工艺塑性良好，铆接时间不受限制。 LY4（剪切强度286 MPa）和LY9属于高强铆钉硬铝， 在淬火后规定时间内铆接，LY4在2～6h内铆接， LY9在20min内铆接。 中强硬铝： LY11：塑性好，以板、棒、型材应用于各种工业， 在航空工业中主要用于模锻螺旋桨叶。
• 铝在空气中表面生成5～10nm厚的Al2O3保护膜， 在大气中耐蚀。
• 在浓硝酸中有极高的稳定性，与有机酸及食品几 乎不反应。
• 在硫酸、盐酸、碱、盐中不稳定。
3
4、特点
• 质量轻 • 优秀的导电、传热和塑性变形性能 • 在大气中有良好的耐蚀性 • 强度低不适于作结构材料
4
二、铝的合金化
• 合金化原理主要固溶强化和时效强化 • 固溶强化：元素溶解度大，与Al原子直径差大，例如Mg
例如：7A04、7B04
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状态：
F－加工态（热轧、挤压）,不控制应变硬化量 O－退火再结晶状态，强度最低、塑性最高 W－固溶处理正在自然时效过程（不稳定） H－冷作硬化状态 T－热处理状态
规范条文20060306
铝合金结构设计规范Code for design of aluminium structures《铝合金结构设计规范》编制组2006年3月6日前 言目 次1 总则 ...................................................................................................................................................2 术语和符号.........................................................................................................................................2.1 术语 ..........................................................................................................................................2.2 符号 ..........................................................................................................................................3 材料 ...................................................................................................................................................3.1 结构铝 ......................................................................................................................................3.2 连接............................................................................................................................................3.3 热影响区....................................................................................................................................4 基本设计规定 ...................................................................................................................................4.1 设计原则....................................................................................................................................4.2 荷载和荷载效应计算................................................................................................................4.3 设计指标 ...................................................................................................................................4.4 结构或构件变形的规定 ..........................................................................................................4.5 构件的计算长度和长细比...............................................................................................................5 构件的有效截面.................................................................................................................................5.1 一般规定 .................................................................................................................................5.2 受压板件的有效厚度 .............................................................................................................5.3 焊接板件的有效厚度 .............................................................................................................5.4 有效截面参数的计算 .............................................................................................................6 受弯构件的计算 ...............................................................................................................................6.1 强度 .........................................................................................................................................6.2 整体稳定...................................................................................................................................7 轴心受力构件的计算 .......................................................................................................................7.1 强度 .........................................................................................................................................7.2 整体稳定...................................................................................................................................8 拉弯构件和压弯构件的计算.............................................................................................................8.1 强度 .........................................................................................................................................8.2 整体稳定...................................................................................................................................9 连接计算.............................................................................................................................................9.1 紧固件（螺栓、铆钉等）连接..................................................................................................9.2 焊缝连接...................................................................................................................................10 构造要求 .........................................................................................................................................10.1 一般规定 .................................................................................................................................10.2 螺栓、铆钉连接构造要求.......................................................................................................10.3 焊缝连接构造要求 .................................................................................................................10.4 防火、隔热...............................................................................................................................10.5 防腐...........................................................................................................................................11 铝合金面板 .....................................................................................................................................11.1 一般规定...................................................................................................................................11.2 强度 .........................................................................................................................................11.3 稳定...........................................................................................................................................11.4 组合作用...................................................................................................................................11.5 构造要求...................................................................................................................................附录A 结构用铝合金板、带材力学性能表 ........................................................................................附录B 螺栓、铆钉力学性能表 .................................................................................................................附录C 轴心受压构件的稳定系数 .....................................................................................................本规范用词说明.........................................................................................................................................附：条文说明.............................................................................................................................................1 总则1.0.1 为在铝合金结构设计中贯彻执行国家的技术经济政策，做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量，特制定本规范。
铝合金晶体结构与性能分析
铝合金晶体结构与性能分析铝合金作为一种常见的结构材料，在工业应用中具有广泛的用途。
了解铝合金的晶体结构以及对应的性能分析，对于优化合金设计和改善材料性能具有重要意义。
本文将就铝合金的晶体结构和相关性能进行分析。
一、铝合金的晶体结构铝合金的晶体结构与普通的纯铝有所不同。
晶体结构是材料内部原子的排列方式，直接影响材料的力学性能、热性能等重要特性。
铝合金的常见晶体结构有两种：面心立方结构和体心立方结构。
1. 面心立方结构面心立方结构的特点是在晶体的每个面心上都有一个原子。
这种结构常见于高强度铝合金中，其中掺杂了其他金属元素以提高材料的强度和硬度。
2. 体心立方结构体心立方结构的特点是晶体的每个晶胞内除了每个原子所在的角上，还有一个位于晶胞中心的原子。
这种结构常见于某些铝合金中，可以提高材料的热稳定性和耐腐蚀性。
二、铝合金的性能分析铝合金的性能分析主要包括力学性能、热性能和耐蚀性能等方面。
1. 力学性能铝合金的力学性能受晶体结构和晶粒大小等因素的影响。
晶体结构紧密的铝合金通常具有较高的强度和硬度，适用于要求高强度的应用领域。
2. 热性能铝合金的热性能取决于晶体结构以及铝合金中掺杂的其他元素。
晶体结构稳定的铝合金具有较低的热膨胀系数和较高的热导率，适用于高温环境下的应用。
3. 耐蚀性能铝合金的耐蚀性能与晶体结构和合金中其他元素的选择有关。
一些铝合金添加了耐腐蚀元素，如镁和锌，可以提高合金的耐蚀性，延长材料的使用寿命。
三、铝合金的应用基于铝合金的优异性能，它在各个领域都有广泛的应用。
1. 航空航天领域铝合金在航空航天领域中被广泛应用。
其高强度和轻量化特性使得铝合金可以用于制造飞机机身、引擎零部件等关键组件，以减轻飞机整体重量，提高燃油效率。
2. 汽车工业铝合金在汽车工业中也具有重要地位。
由于其高强度与良好的成形性能，铝合金被广泛应用于汽车车身和发动机零部件的制造中，以提高车辆的安全性和燃油经济性。
3. 建筑行业铝合金由于其良好的抗腐蚀性和耐久性，被广泛应用于建筑行业。
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1 概述
轻型材料的应用（特别是铝材）使轻型结构的制 造成为可能。铝及其合金焊接技术的快速发展满足 了铝结构焊接的要求。
IIW Authorized Training Body
铝结构焊接和设计的标准主要由三份标准组成。 应用标准既没有EN标准，也没有ISO标准。仅在母 材和填充材料有相应的标准或者在起草阶段。
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应用特点 －能否降低成本，相似结构使用其它材料代替? －能否节省材料，例如相似结构，铝结构相对钢结构 可以节省至少40％的材料? 减轻重量而节省成本，如节省火箭发动机用燃料。 能否因减轻重量增加容积； 使用铝结构无须考虑防腐保护，由于铝结构的这种 优点，节省了防腐费用； 能否改变产品外观，例如在建筑上； 结构在100℃以上的性能； 挤压型材的发展，节省制造费用； 考虑铝的重要性能，例如低弹性模量、高塑性、高 导电率等
2.7g/cm3
70,000N/mm2 26,500 N/mm2 0.33 23.5*10-6 1/K 20-470 N/mm2 70-520 N/mm2
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铝 铝梁和钢梁的区别
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铝梁和钢梁的区别
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铝与钢的性能对比
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纯铝有以下特定的性能： 属于轻金属，比重仅有2.7g/cm3；（钢7.8） 耐大气腐蚀；（表面有致密的氧化膜） 具有良好的低温韧性（面心立方晶格，无冷脆现象）； 具有良好的导热性和导电性； 线膨胀系数大；（是钢的2倍） 熔点低（660○C）; （钢1536○C） 强度低，σ0.2仅为10MPa；（钢Q235为240 MPa） 弹性模量E小，仅为6.7×104；（钢21×104） 液态铝水的表面张力小； 加热过程从固相到液相无明显的颜色变化（钢由黑变红）； 具有良好的延展性和加工性（易挤压成型或铸造成型）； 氧化物熔点高，Al2O3熔点为2050○C（Fe2O31455○C）。
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－AlZn4.5Mg（7xxx）铝合金的抗拉强度值仅比普 通结构钢S235低5%；而屈服强度值却比S235高19%。 特别适用于高层建筑和车辆制造中的承载焊接构件。 －铝合金的断裂延伸率还没有达到普通结构钢的一 半（S235大约为25%）。 －焊后接头软化——бb↓； －Al-Zn-Mg合金бb较高，适于建筑及承载构件； －铝合金的延伸率不到普通结构钢的1/2； －铝合金基本没有低温脆性.
国际焊接学会授权的培训机构 IIW Authorised Training Body
IIW Authorized Training Body
主要内容
1、概述 2、铝合金结构的标准状态 3、铝合金的特点及应用 4、铝合金材料 5、铝合金焊接接头特点及计算
IIW Authorized Training Body
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铝合金和钢的性能比较
铝
密度
弹性模量 剪切模量 横向延伸率 热膨胀系数 屈服强度 抗拉强度
结构钢
7.8 g/cm3
210,000 N/mm2 81, 000 N/mm2 0.30 12*10-6 1/K 240-960 N/mm2 360-1100 N/mm2
3.2 力学性能
铝和钢的延伸率
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非热处理强化的铝合金在焊接状态下的断裂强度和 0.2%屈服强度与供货状态几乎没有区别，而对于可热 处理强化铝合金则有明显的差别。 非热处理强化铝合金的 0.2 / Pz 比值大约0.5至0.6之 间，在焊接状态要稍低一些，对于热处理强化铝合金 钢在0.7至0.8之间。
DIN4113-1：1980 主要静载荷铝结构；载荷分析和设计 DIN4113-2：1993 主要静载荷铝结构；计算和铝结构焊接接头制造 建筑研究院规程：1987 铝结构焊接规程 DVS1608：1983 轨道车辆铝结构焊接 ISO9692-3：2001 坡口准备；铝及其合金的MIG焊和TIG焊 欧洲9号（EN1999) 铝结构 ANSI/AWS D1.2：2003 结构焊接规程 — 铝
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典型铝合金结构产品
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3. 材 料
3.1铝及其合金的产品形式 铝及其合金的供货形式主要包括普通的板材、 管材、型材和特殊挤压型材
常用铝合金供货形式
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2 铝结构应用
铝及铝合金具有重量轻、防腐性能好、低温韧性好 和易于压力加工等特点，因此在工业领域的各个方面 都有大量应用。 ——由于其优良的防腐性能和低温韧性好的特点， 因此在石油、化工、深冷行业得到广泛应用。 ——在建筑行业，由于铝的重量轻、防腐性能好， 因此铝结构代替钢结构也有大量应用。 ——在轨道交通行业，大量的使用铝代替钢制造轨 道车辆，并且呈现上升趋势。 ——包括航空、电子技术、包装、机器制造、炼钢 等行业都是用铝及其合金。
哈尔滨焊接技术培训中心
Harbin Welding Training Institute
国际焊接工程师培训课程
Training Course for International Welding Engineer
3/3.21-22焊接铝结构的设计
Design of Welded Aluminium Structures 800-1：1990 钢结构-计算和设计
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铝结构的设计，虽然在计算方法上与钢结构基 本相同（强度设计、稳定性设计和刚度设计）， 但由于其焊接接头性能的特殊性，在接头设计、 许用应力等方面又不同于钢结构。 铝与钢相比重要的区别： －比较低的强度； －低弹性模量 －焊接热影响区 －挤压型材的成型 －有减少轻型结构质量可能性