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电阻焊中铝合金的分类和特性

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铝合金作为一种重要的工程材料,铝合金具有整体上的优点,如密度低、比强度高、抗腐蚀易加工、价格低、在工业上得到广泛的应用。
但在工程应用中很少使用纯铝,而是使用添加各种合金元素的铝合金以满足大范围的工程应用的要求。铝合金可以铸造铝合金和锻造铝合金的形式出现。由于铝合金质轻、比强度高,广泛用于航空航天工业。在过去20多年里,铝合金被引入汽车工业,用于汽车的轻量化,
工业界已经积累了汽车制造涉及的关键性技术,如焊接铝合金。

1.铝合金的分类和特性

铝合金可分为铸造铝合金和锻造铝合金,每一种又可分为可热处理型铝合金和不可热处理型铝合金。更具体的分类可见美国国家标准化协会制定的数字系统,或者按名称(如德国标准化协会和国际标准化组织等)用以表明它们主要的合金元素,以及其他的非标准化或习惯性的分类。采用四位数表示锻造铝合金的合金元素。铸造铝合金采用有小数点的4~5位数来表示铸造的形式(铸造形状或铸锭)。表1.1列出了铝合金系的主要合金元素,以及这些合金的主要硬化机制。由于电阻焊通常在板材上进行,所以这里只讨论锻造铝合金。

表1.1 锻造铝合金硬化机理机命名
主要元素 名称 是否加工硬化 是否可固溶热处理/时效硬化
无(99%+铝) 1XXX  
2XXX  
3XXX  
4XXX  
5XXX  
镁+硅 6XXX  
7XXX  
8XXX  

 铝合金的典型合金元素有铜、镁、锰、硅、锌和锂,也会加入少量铬、钛、锆、铅铋和镍,此外还有不可避免的少量的铁。铝合金的分类法反映了合金的成分、硬化机理、加工方法和强度。除了表明主要合金元素的数字,还用型号来说明加工硬化条件或热处理条件。1000、3000、5000系列的铝合金是通过冷加工(冷轧)来进行硬化的。它们的性质由冷加工的程度及其后的热处理决定。描述这些条件的术语见表
1.2。另外,表1.3中列出了不同的术语,适用于固溶热处理的铝合金和时效硬化的铝合金,即2000、40006000、7000和8000系列铝合金。
成分、固溶热处理温度和持续时间、淬火速率、成形加工及其他因素方面的大量的可能组合方式,使人们有可能在相当大的范围内调整铝
合金的性质以满足工程需要。

1. 2可硬化加工铝合金热处理的标准属于
符号 描述
O 退火,全软
F 未处理
H12 可加工硬化,未经热处理,1/4硬化
H14 可加工硬化,未经热处理,1/2硬化
H16 可加工硬化,未经热处理,3/4硬化
H18 可加工硬化,未经热处理,全硬化
H22 可加工硬化,部分退火,1/4硬化
H24 可加工硬化,部分退火,1/2硬化
H26 可加工硬化,部分退火,3/4硬化
H28 可加工硬化,部分退火,全硬化
H32 可加工硬化,稳定化,1/4硬化
H34 可加工硬化,稳定化,1/2硬化
H36 可加工硬化,稳定化,3/4硬化
H38 可加工硬化,稳定化,全硬化
1.3铝合金热处理命名
符号 描述
T1 从热加工温度冷却,然后在室温下自然时效硬化
T2 从热加工温度冷却,冷加工,然后自然时效硬化
T3 固溶热处理,冷加工,然后自然时效硬化
T4 固溶热处理,然后自然时效硬化
T5 从热加工温度冷却,然后在高温进行人为时效硬化
T6 固溶热处理,然后人为时效硬化
T7 固溶热处理,然后进行过时效硬化/稳定化
T8 固溶热处理,冷加工,然后人为时效硬化
T9 固溶热处理,人为时效硬化,然后冷加工
T10 从热加工温度冷却,冷加工,然后人为时效硬化
W 仅进行固溶热处理

 

焊接铝合金时,应着重考虑其冶金特性对焊接工艺和焊接质量的影响。例如,611铝合金焊点的HAZ结构可能与5754铝合金焊点的HAZ结构完全不同,因为前者是可热处理强化型铝合金。另一个影响焊接过程的治金因素是铝对氧的较高的亲和力,使暴露于空气中的铝易氧化。因此,铝合金表面总有一层透明的A2O3保护层。这样的氧化层对电接触电阻有显著影响,从而直接影响焊接过程。


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