铝合金范文10篇

时间:2024-02-25 15:21:21

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创新防漏铝合金窗

主题词:防渗漏、新型外观

无论是现代化建筑还是古典式建筑,都离不开窗,它满足了人们对透光、通风、防尘的最基本需求,高档的窗不仅具备有隔音、保温效果;具备有高性能的气密性、水密性,同时还具备有建筑的美观,一个美丽的建筑离不开窗,窗的形式直接影响到外观的效果。

多少年以来,窗户大都安装在窗户口中间部位,在窗口的上方用水泥抹出高约20㎜的滴水檐口;窗口的下方要做向外倾斜的滴水檐口,虽然有了以上的措施,但随窗口雨水还是会顺墙体落下,几年以后,墙面被雨水和灰尘冲出了一道道痕迹,直接影响到建筑外观形象。另外,窗固定在窗口的中间,随着下雨和风吹日晒,铝合金与窗口接触的位置,胶大都会开始开裂,日久天长,雨水会渗漏到室内,对室内产生的侵蚀,将影响到建筑物的使用寿命和建筑外观。针对以上问题,一种新型的防渗铝合金窗在郑州大学医学组团工程中被使用,最初设计按照国家门窗规范,制定了防渗结构及工艺:

1、附框外侧设有20×2(mm)的防渗板,其结构下沿可掩盖洞口外侧面的墙体并注胶使室外侧的雨水不能渗及洞口内。

2、附框型腔与洞口的墙体间隙,可从室内一侧填充发泡剂,使之实现保温及防渗之双重效果并能满足产品在温度效应下产生的热胀冷缩反应。

3、室内附框下沿的工艺间隙,间隙通过填充泡塑棒及灌注耐侯密封胶的工艺,实现附框与洞口连接的第三道密封。

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汽车铝合金轮毂铸造研究

摘要:随着我国制造业、汽车行业的快速发展,对汽车铝合金轮毂铸造技术工艺的应用提出较高要求。特别以往工艺应用下,多采用钢制轮毂,整体性能较差,所以考虑引入安全性、轻便性特征明显的铝合金材料,但如何在铝合金轮毂铸造工艺水平上提高,成为目前需考虑的主要问题。本次研究将对汽车制造业中铝合金轮毂的应用优势分析,明确技术工艺应用基本原理,在此基础上提出汽车铝合金轮毂铸造技术工艺应用具体要求。

关键词:汽车行业;铝合金轮毂;铸造工艺;应用

汽车行业发展背景下,要求在配套技术层面不断完善,如引入铝合金轮毂铸技术。值得注意的是,尽管当前铸造技术工艺方面逐渐以铝合金轮毂替代钢轮毂,对提高汽车整体制造水平有积极作用,但如何保证该技术工艺应用优势充分发挥,是目前需考虑的主要问题。因此,本文对汽车铝合金轮毂铸造工艺应用研究,具有十分重要的意义。

1汽车制造业中铝合金轮毂的应用优势分析

铝合金轮毂在近年来铸造技术工艺中极为常见,其优势较为明显,具体表现为:第一,节能、简便。由于该材料本身有轻质特征,对车辆制动能量有一定影响,可保证车辆加速性能的提高以及汽油消耗的控制,环境污染较小,且成本较低。第二,整体性能优良。主要表现在减震性能、散热性能方面,材料应用下,同轮胎高精度分离,有助于震动性的降低,行车中舒适度较高,损耗降低。第三,材料美观性突出。由于铝合金轮毂铸坯不具备较强的强度,可做纹路绘制,形成多样化的车辆轮毂造型,整体视觉效果较好。因此,铝合金轮毂以其自身优势被广泛用于汽车制造领域中[1]。

2汽车铝合金轮毂铸造技术应用基本原理

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铝合金镀镍工艺研究论文

摘要:研究了铝合金表面化学镀Ni-P合金的预处理、镀液配方及镀后热处理。采用碱性化学镀镍作底层,然后进行酸性化学镀镍,能在铝合金表面获得光亮、平整、附着力良好化学镀镍(Ni-P)层。镀层硬度为686HV,含磷量为11.17%。

关键词:铝合金;预处理;化学镀镍;附着力

1引言

化学镀Ni-P具有厚度均匀、硬度高、抗蚀性优异等特点,因此镀层广泛被应用于需耐磨的工件。但是,铝合金表面即使在空气中停留时间极短也会迅速地形成一层氧化膜,以致影响镀层质量,降低镀层与基体的结合力。

本项研究得出了比较好的预处理方案,从而得到结合力良好,表面比较光亮的Ni-P镀层。

2实验方法

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铝合金轮毂造型设计论文

1轮毂造型分析

1.1铝合金轮毂的特点

随着科技的不断进步,汽车越来越多地使用铝合金轮毂。铝合金轮毂相比钢制车轮有如下4大特点:(1)节能。铝合金密度低,轮毂质量轻,加工精度高,高速转动时的阻力小、变形小,可提高汽车的行驶性能,减少油耗。(2)安全。铝合金的导热系数是钢的3倍,散热效果非常好,可增强制动性能,提高使用寿命,保障汽车行驶安全。(3)舒适。一般与铝合金轮毂配用的是扁平轮胎,其缓冲和吸震性能均优于普通轮胎,使汽车坎坷道路上或快速行驶时,舒适性提高。(4)美观。铝合金轮毂外观设计精美,造型多样化,可做到对比突出、车毂合一,提高整车的视觉效果。

1.2轮毂的结构特点

轮毂由轮辋、轮辐、轮芯及轮毂盖、附件等组成,如图1所示。轮毂一方面通过轮辋与轮胎配合,另一方面通过轮辐与车桥相连,发挥其承载、行驶、转向、驱动和制动等作用[2]。其中,轮辋的设计应按照标准规定选用与整车要求相配的轮辋规格,尤其是宽度和直径尺寸应严格按标准检测,以确认轮辋能否满足与轮胎的配合要求。轮芯的设计则根据轮毂与车桥车轴上的安装盘等安装定位要求进行。可见轮毂造型中最关键的是轮辐,其造型可随意变化,无标准和规律可循。轮辐作为轮辋与轮芯的中间连接件,主要起到支承和传递载荷的作用,在保证具有足够的承载、抗弯、抗冲击强度性能前提下,其造型应具有美观、动感和时尚性。而附件、轮毂盖对轮毂造型美观起衬托、辅助的作用,可根据情况适当添加。

1.3轮毂造型设计目标

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铝合金半挂车车架结构设计分析

摘要:介绍了一种基于有限元分析的铝合金半挂车车架的结构设计。车架为梯形非全承载式结构,由左右两支纵梁焊合、若干横梁组件连接而成。零件选用6×××铝型材制作而成,连接方式为铆接或螺接。设计过程中通过有限元仿真,模拟车辆满载状态下弯曲、扭转、加速、转弯、制动等工况状态,并重点分析鞍座连接处的结构强度。经反复分析及结构优化,车架强度和刚度满足设计和使用要求,相比同类钢制车架,铝合金车架可减重30%~40%。

关键词:铝合金;半挂车;车架;有限元分析;轻量化

随着我国经济的快速发展,电商、快递业爆发式增长,货物运输量剧增,导致商用物流车需求加大,物流运输行业竞争加剧。为控制成本,增加货运量,各物流企业对车辆的性能、油耗、载质量利用率要求越来越高,而解决上述问题的最佳方案莫过于减重。轻量化对传统燃油汽车可显著降低油耗,对新能源汽车可增加续航能力,对于商用物流车最明显的优势是多拉货物,空载降低油耗,从而在相同运费情况下降本增效。车架是半挂车最关键的部件,承载着整车载荷。因此,车架轻量化要充分考虑其强度和刚度,目前钢制半挂车车架纵梁、横梁普遍采用高强钢板冲压、折弯成型,再焊接而成。相对于低碳钢车架,高强钢车架在钢板壁厚上做了一定程度的减薄,因其材料屈服和抗拉强度高,也能满足使用要求,轻量化效果也不错。但因钢板壁厚薄,工作环境恶劣,容易锈蚀,影响车架强度,使用寿命很短。铝合金密度仅为钢的三分之一,其表面有一层致密的氧化膜,可隔绝空气与铝的接触,作为车架材料永不生锈。通过合理的结构设计,将铝合金应用于该领域,实现轻、强、耐用的效果,对半挂车的轻量化很有意义。

1设计依据

车架受力极为复杂。车辆静止时,它在支承装置和行走系统支撑下,承受上装及载荷的重力,引起纵梁的弯曲和局部扭转,如路面不平,车架还将呈现整体扭转。车辆行驶时,载荷和上装自重及来自牵引车的牵引力、转向力、制动力等使车架各部件承受着不同方向、不同程度和随机变化的动载荷,车架的弯曲、局部和整体扭转将会更加严重,同时还会出现侧弯、菱形倾向,以及各种弯曲和扭转振动[1]。牵引座板与支架是主要受力部位,车辆行驶过程中鞍座与牵引座板为面接触,路面传来的交变载荷通过鞍座传递给牵引座板和支架,造成冲击.因此,牵引座板和支架设计时需重点关注[2]。本文将利用有限元分析工具模拟满载状态下弯曲、扭转、转弯、制动各种工况,并重点分析鞍座连接处结构强度。

2结构设计

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剖析压铸铝合金机械的加工

目前,工业上应用的压铸铝合金主要有以下几大系列:Al-Si、Al-Mg、Al-Si-Cu、Al-Si-Mg等。压铸铝最常用的是共晶型铝硅合金ZL102,虽具有优良的铸造性能,但是,它的强度不高,机械加工性能较差,限制了它的使用。因此,必须研究开发一种既具有ZL102合金优良的压铸工艺性能,又能提高机械加工性能的压铸铝合金。

一、合金的开发及应用

传统压铸铝合金件不宜进行热处理,这制约了压铸铝合金力学性能的提高。目前,压铸铝合金已广泛应用于汽车结构件的生产,但对于车体等对力学性能要求高的压铸件,仅靠现有压铸铝合金尚难满足需要。为提高压铸铝合金的力学性能,扩大压铸铝合金的应用范围,国内外研究人员一直在进行新型压铸铝合金的开发,主要包括两个方面:一是通过合金成分优化或添加合金元素的方法对现有合金系优化;二是新型压铸铝合金系的开发。

二、试件准备

在ZL102铝合金的基础上,加入Bi,研制出一种易机械加工压铸铝合金。对研制的易机加压铸铝合金和ZL102合金在同样的电阻炉中熔炼后,用J1113A型压铸机压铸试样。压室直径40mm,浇注温度650~700℃,压铸出同样的两种铝合金试样,供进行对比测试。

三、两种试件合金性能的检测

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铝合金材料机械加工探析

1铝合金材料的特点分析

基于经济发展形势下,社会企业对于各项金属资源的需求变得越来越大,铝合金材料与其它金属材料相比较,其具备了以下4方面特点:①良好的导热性能。铝合金材料的导热率普遍较高,在现有金属当中仅次于银、金以及铜,其导热能力是生活中常见金属铁的3倍。因此,铝合金材料常被工厂用来制造加工取暖器、散热器等;②良好的腐蚀性能。由于铝合金材料在大气中能够有效形成一层硬而致密的抗腐蚀氧化膜,加工厂通过在铝合金材料表面进行电泳涂漆、阳极氧化以及粉末喷涂等处理,能够进一步提升铝合金材料的抗腐蚀性,从而将铝合金材料应用在各种抗腐蚀产品生产作业中;③高强度。与纯铝相比较,铝合金材料不仅具备了纯铝质轻的优点,还拥有着较高的强度,其σb值达到了24~60kgf/mm2。这样一来也就促使铝合金材料的强度胜过了合金钢,成为了工业生产的理想结构材料,被广泛应用在航空工业、机械制造以及动力机械中;④密度小。铝合金密度较小,这样有利于降低企业在运输和加工铝合金材料的综合成本,创造出更多的社会经济效益。

2铝合金材料机械加工的主要实施方法

当前,在材料机械加工行业中,对铝合金材料实施机械加工的方法主要包括了三种,分别是轧制、挤压以及锻压。不同加工方法对于机械设备和加工处理工艺有着不同的需求,加工厂必须结合材料加工实际情况,有针对性的选用机械加工方法,并有效做好安全防范控制措施,确保各个加工环节有条不紊地进行。(1)铝合金材料的轧制加工。轧制加工技术通常适用在生产铝合金板、箔以及带工作中,其通过利用旋转轧辊的摩擦力有效将轧件拖至轧辊间,并且基于轧辊压力辅助下,实现对轧件的压缩变形处理,促使其成为需求的铝合金产品。铝合金材料的轧制加工过程主要分为了四个不同环节,如图1所示。图1铝合金材料轧制加工不同环节加工厂在利用轧制方法加工处理铝合金材料时,相关工作人员必须高度重视以下4点工作内容:①轧制过程所使用的工艺油要尽量低于安全使用温度,技术人员要在轧机设备工艺油系统中合理设置好先进的温度控制设备,确保能够实时监测系统温度,一旦油温大于标准最高温度,温度控制设备就会第一时间发出警报声,通知管理维护人员进行检修工作,从而保障轧机的安全稳定运行;②在使用轧机加工处理铝合金材料时,工厂必须配备设置好科学完善的排风系统,这样能够有效避免轧机油气、油雾的积聚引发爆炸安全事故,给加工厂带来人员伤亡和财产损失现象;③轧机设备安装人员在设置轧机电气线路工作中,要严格规范使用穿管的方式,最大程度降低线路接头数量。此外,加工厂还必须安排专业人员对轧机电气系统展开全面安全检查作业,防止系统中存在安全隐患影响到之后的铝合金材料加工;④加工厂轧机维护管理人员在日常清理维护各项机械配套设备时,必须严格使用有色金属工具,坚决杜绝采用黑色金属工具。(2)铝合金材料的挤压加工。挤压加工技术通常被使用在对铝合金管、型以及棒材料的加工处理工作上。与轧制、锻造机械加工技术相比较,挤压处理能够促使铝合金材料获得更为均匀的三向压缩应力状态,同时最大化发挥出铝合金材料的塑性。挤压加工的工作原理是通过对盛在容器中的金属锭坯施加外力,促使其通过设定好的模孔中流出,这样一来就能够成功获取到需求形状和尺寸大小的断面。加工厂在使用挤压机展开对铝合金材料机械加工作业时,相关工作人员必须认真做好以下4方面工作内容:①在准备启动使用挤压机设备时,工作人员必须去检查水阀门是否处于打开状态,如果未打开则要进行手动操作将其打开;②在启动挤压机设备时,工作人员要严格按照先开低压阀门、后开高压阀门顺序进行准确操作,而在停止挤压机设备正常运行时,则是以相反的顺序进行操作;③在铝合金材料挤压处理过程中,挤压机操作人员要杜绝靠近附身去观看导路口情况,避免金属制品意外蹦出伤到自身;④当铝合金制品挤压完成后,加工厂要安排专业人员对产品展开质量检查工作,检查人员必须准确配好相关安全防护用品。(3)铝合金材料的锻压加工。锻压加工是当前铝合金生产市场中应用最为普遍的一种机械加工技术,其工作原理是通过对铝合金材料施加一定的静压力或者冲击力,促使材料在固态范围内分子发生流动,这样就能够成功获取到需求尺寸大小、形状以及内部组织的制件。锻压加工方法主要包括了三种,分别是自由锻压、模型锻压以及胎膜锻压等。加工厂在使用锻压加工技术生成铝合金材料产品时,相关工作人员要认真做好以下4方面安全防范措施内容:①现场工作人员要坚决杜绝用手直接去触碰砧上的锻件和氧化铁片,以免自身受到伤害;②在搬运锻件工作过程中,管理人员要严格督促工作人员规范操作,不能为了盲目追求生产加工效率,而提高单人搬运最大承受质量,否则在搬运中极为容易发生滑到砸伤安全是事故;③在锻压加工过程,要防止任何工作人员到活动横梁下面进行探视冲模或者半成品,在进行检查作业时要合理先将工作台移出;④相关工作人员在实施锻压操作时,自身必须站到安全区域位置,避免铝合金材料锻压过程中锻件蹦出来伤到自己。

3结语

综上所述,为了保障铝合金材料的加工安全质量,满足市场用户对优质铝合金产品的需求,加工厂必须充分发挥出各种机械加工方法的作用。加工人员要结合不同加工方法的特点,规范进行加工操作,避免在铝合金材料加工过程中出现安全事故,同时确保铝合金产品生产的质量。

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铝合金模板在建筑施工的应用

1铝合金模板概述

1.1铝合金模板简介。铝合金模板主要由模板系统、紧固系统、支撑结构系统以及附件系统构成。其具有强度要求高、厚度大的特性。当铝合金与其骨架进行焊接后,将成为更高强度与刚度效果的金属模板。但其在工程项目的支撑系统中,则是由支撑头与立柱等构件组成。而作用于紧固系统,主要在连接件与螺杆中发挥效果。而作用于附件系统,则用于登高凳与拆模器等辅助工具。1.2铝合金模板的优势。①铝合金模板具有自身重量小的特点,通常在20kg左右,能够有效地提升施工使用的操作效率。如,作用于连接系统的销钉或是楔片,因其具有拆装施工便捷的特性,所以,在实际操作时,只需人工搬运,可以省去设备投资,提升施工效率;②支撑系统便捷性的控制效果突出。即铝合金模板虽然支撑杆不多,但最大独立支撑间距处在1200mm×1300mm范围内,能够为高层房屋建设的实际施工提供较为宽松的空间环境;③施工周期相对较短。整个铝合金模板结构属于快速拆卸结构,一个工程基本上只需要一套模板,有效降低了施工成本;④具有较高的强度、稳定性和承载能力。安装完成后,整体架构比较稳定,承载力能够达到70kW/m2;⑤模板拆除后能够保持较好的表面效果。该模板安装连接紧密,缝隙控制严谨,施工后效果显著,大小准确。拆除后能够保证较为光滑的表面效果,达到施工设计要求;⑥能够多次重复使用,降低了平均施工成本。一套铝合金模板在正常操作下,使用周期可以达到400次以上,其重复使用的次数越多,实际成本就越低;⑦有利于施工现场的文明施工,提升安全性。施工完成后,现场环境保持较好,没有垃圾和杂物的产生,且铝合金模板属于不燃材质,有效杜绝了火灾的发生;⑧回收率高。铝合金模板达到使用期限,进行报废的时候,具有较高的处理价值;⑨有利于降低能耗。由于其主要材料的性质为可再生材料,因而符合节能减排要求,遵循了绿色环保基本政策。1.3铝合金模板的缺点。①由于建筑物层数超出25层,才能使铝合金模板的经济效果发挥出来,否则,其造价成本不低反高;②铝合金模板的制作,要严格按照既定的施工图纸进行控制,因为,一经确认,不得更改,否则会导致模板修改费用的额外支出;③该类模板首次使用时期,成本相对较高。

2铝合金模板在高层建筑施工中的应用分析

2.1做好施工前的准备工作。做好各种先前准备工作,有利于保证模板的正常安装和使用:①在安装模板之前,必须完成钢筋及预留预埋等隐蔽工程的验收工作;②完善施工过程中各个作业面的放线工作;③为了保证模板能够正确安装,施工人员要精确测量本层标高是否在控制范围内,如果超过范围,需要做相应的处理;④施工人员要对施工现场的全铝合金模板的型号、配件及数量等进行检验,检查模板是否完整、充足等;⑤模板安装前要将模板表面清理干净,并在面板上涂抹一层水性隔离剂,保证工程质量。2.2合理安装模板。要充分发挥模板的性能及作用,施工人员首先要做得就是合理安装模板。模板的安装过程要遵循以下原则:“先墙柱,后梁板”、“先非标准模板、后标准模板”。①做好墙柱模板的安装工作。施工人员要从所有模板中找到对应编号的模板,然后对其表面进行清理,并涂抹水性隔离剂。在这个过程中,要保证模板的安装标高与结构标高相配,然后用销钉将模板与踢脚模板进行固定。安装完成后,要检验模板的垂直度,并进行适当的调整。②完善梁模板和板模板的安装过程。根据施工图的相关要求,施工人员先将梁模板的底板放在柱模板预留的缺口上,同时安装立杆,保证其稳定性。然后进行梁侧模板的安装,在合适的位置安装一些角模板。所有竖向模板安装完毕并检查垂直度后,开始安装楼面龙骨及支撑系统。③从房间一端按顺序安装楼面模板。当每个施工单元均完成安装后,就可用水平仪设备对其标高与平整度进行测定。对于存在偏差的模板系统,可通过调节支撑进行校正控制,进而与设计使用要求一致。除此之外,施工人员还要注意洞口模板的安装,充分发挥模板的性能。值得注意的是,当每个施工单元标高与平整度调整完毕后,需对高层范围建筑的整个楼面进行一次平整度与标高的校核。这样一来,校核完之后在竖向模板上加特制的方钢背楞并用高强螺栓固定。2.3完善高层建筑的混凝土浇筑过程。浇筑之前,要检查接口缝隙情况,如果超过了规定要求,必须粘贴泡沫塑料条,以防止漏浆。由于材料的特殊性,全铝合金模板透气性差。因此,混凝土中的气泡很难排出,处理不当会导致混凝土表层形成麻面。这就需要技术人员在对混凝土配合比进行优化,减少气泡的产生,同时加强混凝土浇筑过程中的振捣,避免出现因漏振、振捣时间短导致局部气泡未排尽的情况发生。在浇筑结束后,施工单位要安排专人值班守模,防止出现模板下沉或者涨模的情况,影响工程的顺利进行。2.4模板的拆除。①拆除条件。对于铝合金模板的拆除作业来说,除了要严格遵守相关规范标准外,还要保证作用于实践能够达到既定的强度控制要求。例如,当铝膜处在早拆系统中,相关人员要控制好其结构的浇筑强度,即通过保留支撑杆来进行结构稳定性控制。此过程,拆除作业人员应根据预留的位置条件,来确定支撑杆的拆除时间;②拆除流程的确定。先要将墙柱侧模拆除下来,因为只有这样,才能在混凝土结构强度达到标准后,进行动作,以不对其造成影响。

3铝合金模板的施工控制要点

3.1非标层与标准层的衔接控制。由于铝合金模板较高的造价,需要较高的周转次数来进行分摊,仅适用于标准层,因此必须对木模施工层(非标层)与铝模施工(标准层)交接处进行重点控制,其墙体模板标准板和模板顶部非标板示意图见图1~2。3.2做好模板支设控制,保证墙体垂直度。通常情况下,高层建筑物房屋建筑施工墙体的平整度之所以不会出现偏差,是因为墙的定位、垂直度以及楼板平整度的控制效果保证。此情况下,在安装墙柱模板前,应检查控制线与墙柱边线,并利用水泥撑条固定。如此,墙柱上下部分的定位筋焊接作业,就能按照墙柱的定位线进行铝合金模板的安装。值得注意的是,在封铝合金模板前,相关人员还应检查塔吊、水电工程以及电梯等环境是否存在预埋孔洞的情况,并通过装设背楞,来提高斜支撑的固定效果。于此,当墙柱铝合金模板安装完成后,就可着手进行下一道工序的安装作业。3.3做好商品混凝土前期强度控制。由于铝合金模板的应用具有周转速度较快要求,因此,相关人员应选择不大于2m的非悬挑梁板构件,混凝土强度达到50%方可拆除模板。此外,必须与商品混凝土公司提前沟通,对混凝土的强度以及配合比提出要求。早期强度必须增长较快,务必使混凝土强度在2d内达到设计强度50%,以免因为强度不足,无法拆模,影响进度。

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铝合金导体生产工艺分析

摘要:介绍铝合金导体生产工艺注意事项及各个工序控制要点。

关键词:铝合金;导体;合金杆;铝合金单线

1铝合金导体简介

众所周知,我国的铜储量有限,但铝资源储量非常丰富,“以铝节铜”“是国家大力倡导的,而目前我们所用的铝合金导体是通过在纯铝中添加适当的合金成分而制成的。从价格上来说,铜材的价格相对于铝合金导体而言还是在其2~3倍以上,所以铝合金电缆与铜缆相比其最大的优势便是在于它的生产成本低,在保证相同载流能力的前提下,其生产成本可下降约30%以上。相比于铜导体来说铝合金导体抗腐蚀能力更强。铝在氧化时它的表面会很快的生成一层致密氧化膜,防止金属被进一步的氧化腐蚀。铝合金导体电缆的反弹性要小于铜芯电缆,在相同室温环境条件下,将铝合金电缆与铜缆弯曲至同样的角度,应力释放后,铝合金电缆的平均回弹角度要小于铜芯电缆40%左右。

2铝合金导体生产流程图

我公司拥有二台熔铝炉加连铸连轧生产设备,我们将工艺流程分为两部分,铝合金杆生产部分和铝合金线拉制及绞线部分。

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铝合金焊接接头裂纹特征分析论文

1铝合金焊接接头中的裂纹及其特征

在铝合金焊接过程中,由于材料的种类、性质和焊接结构的不同,焊接接头中可以出现各种裂纹,裂纹的形态和分布特征都很复杂,根据其产生的部位可分为以下两种裂纹形式:

(1)焊缝金属中的裂纹:纵向裂纹、横向裂纹、弧坑裂纹、发状或弧状裂纹、焊根裂纹和显微裂纹(尤其在多层焊时)。

(2)热影响区的裂纹:焊趾裂纹、层状裂纹和熔合线附近的显微热裂纹。按裂纹产生的温度区间分为热裂纹和冷裂纹,热裂纹是在焊接时高温下产生的,它主要是由晶界上的合金元素偏析或低熔点物质的存在所引起的。根据所焊金属的材料不同,产生热裂纹的形态、温度区间和主要原因也各有不同,热裂纹又可分为结晶裂纹、液化裂纹和多边化裂纹3类。热裂纹中主要产生结晶裂纹,它是在焊缝结晶过程中,在固相线附近,由于凝固金属的收缩,残余液体金属不足不能及时填充,在凝固收缩应力或外力的作用下发生沿晶开裂,这种裂纹主要产生在含杂质较多的碳钢、低合金钢焊缝和某些铝合金;液化裂纹是在热影响区中被加热到高温的晶界凝固时的收缩应力作用下产生的。

在试验过程中发现,当填充材料表面清理不够充分时,焊接后焊缝中仍存在较多的夹杂和少量的气孔。在三组号试验中,由于焊接填充材料为铸造组织,其中夹杂为高熔点物质,焊接后在焊缝中仍将存在;又,铸造组织比较稀疏,孔洞较多,易于吸附含结晶水的成分和油质,它们将成为焊接过程中产生气孔的因素。当焊缝在拉伸应力作用下时,这些夹杂和气孔往往成为诱发微裂纹的关键部位。通过显微镜进一步观察发现,这些夹杂和气孔诱发的微观裂纹之间有明显的相互交汇的趋势。然而,对于夹杂物在此的有害作用究竟是主要表现为应力集中源从而诱发裂纹,还是主要表现为脆性相从而诱发裂纹,尚难以判断。此外,一般认为,铝镁合金焊缝中的气孔不会对焊缝金属的拉伸强度产生重大影响,而本研究试验中却发现焊缝拉伸试样中同时存在着由夹杂和气孔诱发微裂纹的现象。气孔诱发微裂纹的现象是否只是一种居次要地位的伴生现象,还是引起焊缝拉伸强度大幅度下降的主要因素之一,亦还有待进一步的研究。

2热裂纹产生的过程

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