铝及其合金在工业中尤其在航天航空等国防工业中应用越来越广泛，因此，对其焊接技术提出了更高的要求。本文以LD10和LF6铝合金作为研究对象，系统地研究了变极性TIG和填单丝及填双丝V A焊接工艺的特点，并对三种焊接方法的焊缝成形稳定性、接头性能以及微观组织等方面进行了对比分析。 深入地研究了变极性电源的参数对变极性TIG焊接过程的影响，得出了变极性电源正负半波时间比、正负半波电流幅值比和变极性频率对阴极雾化、钨极烧损以及熔深、熔宽的影响规律。利用该规律以及采用不锈钢成形槽以减少热散失等措施，成功地实现了3.5mm厚LD10铝合金的开坡口单面焊双面成形。 对于3.5mm厚LD10铝合金，填单丝V A焊接可以不开坡口单面焊双面成形，焊缝无气孔，并且与变极性TIG焊缝的微观组织相比，填单丝V A焊缝中心晶粒更加细小，析出更多的点状相，因此接头的抗拉强度、延伸率以及硬度均有所提高。采用填双丝V A焊接，对双丝对中误差不敏感，送丝平稳，焊缝成形稳定，可以避免填单丝V A焊接时，由于单丝对中误差引起的单侧送丝堆积和切割的情况。分析其微观组织发现，填双丝V A焊缝中心晶粒排列具有规律性，提高了接头的抗拉强度、延伸率和硬度。 关键字:钨极,IG焊接,V,A焊接,铝合金
变形铝合金按性能和用途不同，可分为：工业纯铝（L）、防锈铝（LF）、硬铝（LY）、超硬铝（LC）、锻铝（LD）、和特殊铝（LT）。
①工业纯铝
其加工性能好，导电性好，主要用于制作导电母线电线及热交换器。
②防锈铝
防锈铝是热处理不可强化合金，只能通过冷加工来强化。常用的有LF2（5052）、LF4（5083）和LF21（3003），具有中等强度良好的塑性和抗蚀性。
③锻铝
典型牌号有LD2-2（6070）、LD10（2014）、LD30（6061）、LD31（6063）。
LD2-2具有良好的塑性，冷、热态都易成形。广泛用于制造中等强度常温下工作的锻件、挤压型材和管材。
LD10又称高强度硬铝，与LY12合金的强度相当，锻造性能较LY12好，有良好的塑性，有较好的耐热性和可焊性，但材料的纵向和横向性能差距较大。可加工成管、棒、型、线及锻件，主要用作高负荷的结构件。
LD30和LD31具有中等强度，有良好的塑性和优良的可焊性、抗蚀性，无应力腐蚀裂倾向，可阳极氧化。适合作建筑装饰型材及各种需要良好耐蚀性要求的结构件、工业材。
④硬铝
硬铝的强度高，典型牌号为LY12（2024）。该牌号的热挤压型材热处理后，其室温下的抗拉强度可达392MPa以上，有一定的耐热性，可用作150°C以下工作的零件。
⑤超硬铝
典型牌号有LC4，亦称超高强度硬铝，挤压件室温下的抗拉强度不小于539MPa。主要用于航空工业，飞机结构中主要受力元件。
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 125083-H112 180 211 65 146061-T651 310 276 95 127050-T7451 510 455 135 107075-T651 572 503 150 112024-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�6�1k 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 2.825052-H112 23.8 607-650 35 0.050 2.725083-H112 23.4 570-640 29 0.059 2.726061-T651 23.6 580-650 43 0.040 2.737050-T7451 23.5 490-630 41 0.0415 2.827075-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 -- ● -- ● -- --机动车 ● -- -- ● -- --建筑产品 -- ● -- ● -- --化学设备 -- -- -- ● -- --集装箱 -- -- -- -- -- --烹饪用具 -- -- -- -- -- --圆筒或活塞 ● -- -- ● -- --泵体 -- -- -- ● -- --电子 -- -- -- ● -- --电工 -- ● -- ● -- --紧固件 ● ● -- ● ● ●屏蔽线 -- -- -- ● -- --风叶 -- -- -- ● -- --家具 -- -- -- ● -- --筒状容器 -- -- -- -- -- --硬件装置 ● -- -- ● ● ●医疗设备 ● -- -- ● -- --厨房设备 -- ● -- ● -- --灯座 -- -- -- -- -- --水上用途 -- ● -- ● -- --机械配件 ● -- -- ● ● ●名称招牌 -- -- -- -- -- --军火用品 ● -- -- ● ● ●管道 -- -- -- ● -- --车体 -- ● -- ● -- --娱乐设施 ● -- -- ● ● ●储存箱 -- ● -- ● -- --架构 -- -- -- ● -- --卡车与拖车 -- ● -- ● -- --拉链 -- -- -- -- -- --现货供应型号 板材 圆棒 扁条/方条6061 T6 ● ● ●6061 T651 ● -- --6061 T6511 -- ● --7075 T651 ● -- --7075 T6 ● ● --5052 H112 精度板 ● -- --5052 H32 冲压板 ● -- --5083 H112 ● -- --Alumould ● -- --Mic-6 ● -- --2024 ● -- --K-100 ● -- --产品参数中、美常用铝合金牌号对照表 中国 CHINA 美国 THE UNITED STATESL1-L6 、 L5-1 1070 、1060 、 1050 、 1030 、 1100LY11 、 LY12 、 LY1 2017 、 2024 、 2117LD10 、 LD5 2014 、 2214LD7 2618LD9 、 LD8 2018 、 2218LY16 、 LY17 2219 、 2021LF21 3003LF2 、 LF3 、 LF4 5052 、 5154 、 5083LF5 、 LF11 、 LF6 、 LF5-1 5456 、 5056LD2 、 LD2-1 、 LD2-2 、 LD30 、 LD31 6165 、 6061 、 6055 、 6063LC6 、 LC4 、 LC9 7001 、 7178 、 7075LC5 、 LC10 7076 、 7175 、 7079LD11 4032 中 国 新 旧 合 金 牌 号 对 照 表（GB/T 3190-1996）新 牌 号 旧 牌 号 新 牌 号 旧 牌 号 新 牌 号 旧 牌 号1A99 原LG5 2B12 原LY9 3003 －1A97 原LG4 2A13 原LY13 3103 －1A95 － 2A14 原LD10 3004 －1A93 原LG3 2A16 原LY16 3005 －1A90 原LG2 2B16 曾用Ly16-1 3105 －1A85 原LG1 2A17 原LY17 4A01 原LT11080 － 2A20 曾用LY20 4A11 原LD111080A － 2A21 曾用214 4A13 原LT131070 － 2A25 曾用225 4A17 原LT171070A 代L1 2A49 曾用149 4004 －1370 － 2A50 原LD5 4032 －1060 代L2 2B50 原LD6 4043 －1050 － 2A70 原LD7 4043A －1050A 代L3 2B70 曾用LD7－1 4047 －1A50 原LB2 2A80 原LD8 4047A －1350 － 2A90 原LD9 5A01 曾用2101、LF151145 － 2004 － 5A02 原LF21035 代L4 2011 － 5A03 原LF31A30 原L4－1 2014 － 5A05 原LF51100 代LF5－1 2014A － 5B05 原LF101200 代L5 2214 － 5A06 原LF61235 － 2017 － 5B06 原LF142A01 原LY1 2017A － 5A12 原LF122A02 原LY2 2117 － 5A13 原LF132A04 原LY4 2218 － 5A30 曾用2103、LF162A06 原LY6 2618 － 5A33 原LF332A10 原LY10 2219 曾用LY19、147 5A41 原LT412A11 原LY11 2024 － 5A43 原LF432B11 原LY8 2124 － 5A66 原LT662A12 原LY12 3A21 原LF21 5005 －5019 － 6B02 原LD2－1 7A09 原LC95050 － 6A51 曾用651 7A10 原LC105251 － 6101 － 7A15 曾用LC15、1575052 － 6101A － 7A19 曾用919、LC195154 － 6005 － 7A31 曾用183-15154A － 6005A － 7A33 曾用LB7335454 － 6351 － 7A52 曾用LC52、52105554 － 6060 － 7003 原LC125754 － 6061 原LD30 7005 －5056 原LF5－1 6063 原LD31 7020 －5356 － 6063A － 7022 －5456 － 6070 原LD2－2 7050 －5082 － 6181 － 7075 －5182 － 6082 － 7475 －5083 原LF4 7A01 原LB1 8A06 原L65183 － 7A03 原LC3 8011 曾用LT985086 － 7A04 原LC4 8090 －6A02 原LD2 7A05 曾用705 － －注意：（1）“原”是指化学成分与新牌号等同，且都符合GB3190－82规定的旧牌号。（2）“代”是指与新牌号的化学成分相近似，且都符合GB3190－82规定的旧牌号。（3）“曾用”是指已经鉴定，工业生产时曾经用过的牌号，但没有收入GB3190－82中。 合金系 ALLOY SYSTEM 状态 TEMPERL -- 铝 R -- 热加工状态 LF -- 防锈铝合金 （Ai - Mg 、 Ai - Mn） M -- 退火状态LY -- 硬铝合金 （Ai - Cu - Mg） Y -- 加工硬化状态LC -- 超硬铝合金 （Ai - Cu - Mg - Zn ） C -- 淬火状态LD -- 锻铝合金 （Ai - Mg - Si &Cu - Mg - Si） CZ -- 淬火、自然时效状态LT -- 特殊铝合金 CZY -- 淬火、自然时效，冷作状态- CS -- 淬火、人工时效状态- CSY -- 淬火、人工时效，冷作状态- Y2 -- 半硬状态- RCS（T5）-- 风冷、人工时效状态 （GB/T16475－1996） 基 础 状 态 代 号 、 名 称 及 说 明 与 应 用代 号 名 称 说 明 与 应 用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无特殊要求的产品，该状态产品的力学性能不作规定O 退火状态 适用于经完全退火获得最低强度的加工产品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H代号后面必须 跟有两位或三位阿拉伯数字 W 固溶热处理状态 一种不稳定状态，仅适用于经固溶热处理后，室温下自然时效的合金，该状态代号仅表示产品处于自然时效阶段 T 热处理状态（不同于F、O、H） 适用于热处理后，经过（或不经过）加工硬化达到稳定状态的产品T代号后面必须跟有一个或多位阿拉伯数字 中 国 新 旧 原 始 状 态 代 号 对 照 表（GB/T16475－1996） 旧 代 号 新 代 号 旧 代 号 新 代 号M O CYS TX51、TX52R H112或F CZY T0Y HX8 CSY T9Y1 HX6 MCS T62Y2 HX4 MCZ T42Y4 HX2 CGS1 T73T HX9 CGS2 T76CZ T4 CGS3 T74CS T6 RCS T5 注：原以R状态交货的、提供CZ、CS试样性能的产品，其状态可分别对应新代号T62、T42。 HXY 细 分 状 态 代 号 与 加 工 硬 化 程 度细 分 状 态 代 号 加 工 硬 化 程 度HX1 抗拉强度极限为O与HX2状态的中间值HX2 抗拉强度极限为O与HX4状态的中间值HX3 抗拉强度极限为HX2与HX4状态的中间值HX4 抗拉强度极限为O与HX8状态的中间值HX5 抗拉强度极限为HX4与HX6状态的中间值HX6 抗拉强度极限为HX4与HX8状态的中间值HX7 抗拉强度极限为HX6与HX8状态的中间值HX8 硬状态HX9 超硬状态、最小抗拉强度极限制超过HX8状态至少10兆帕注：当按上表确定的HX1～HX9状态的抗拉强度极限值，不是0或5结尾时，应修约至以0或5结尾的相邻较大值。 TX 细 分 状 态 代 号 说 明 与 应 用状 态 代 号 说 明 与 应 用T0 固溶热处理后、经自然时效再通过冷加工的状态 ，适用于经冷加工提高强度的产品 T1 由高温成型过程冷却，然后自然时效至基本稳定的状态，适用于由高温成型过程冷却后，不再进行冷加工（可进行矫直、矫平，但不影响力学性能极限）的产品 T2 由高温成型过程冷却，经冷加工后自然时效至基本稳定的状态 ，适用于由高温成型过程冷却后，进行冷加工、或矫直、矫平以提高强度的产品 T3 固溶热处理后进行冷加工，再经自然时效至基本稳定的状态，适用于在固溶热处理后，进行冷加工、或矫直。矫平以提高强度的产品 T4 固溶热处理后自然时效至基本稳定的状态适用于固溶热处理后，不再进行冷加工（可进行矫直、矫平，但不影响力学性能极限）的产品 T5 由高温成型过程冷却，然后进行人工时效的状态，适用于由高温成型过程冷却后，不经过冷加工（可进行矫直、矫平，但不影响力学性能极限），予以人工时效的产品 T6 固溶热处理后进行人工时效的状态适用于固溶热处理后，不再进行冷加工（可进行矫直、矫平，但不影响力学性能极限）的产品 T7 固溶热处理后进行过时效的状态适用于固溶热处理后，为获取某些重要特性，在人工时效时，强度在时效曲线上越过了最高峰点的产品 T8 固溶热处理后经冷加工，然后进行人工时效的状态适用于经冷加工、或矫直、矫平以提高强度的产品 T9 固溶热处理后人工时效，然后进行冷加工的状态 ，适用于经冷加工提高强度的产品 T10 由高温成型过程冷却后，进行冷加工，然后人工时效的状态 ，适用于经冷加工、或矫直、矫平以提高强度的产品 注：某些6XXX系的合金，无论是炉内固溶热处理，还是从高温成型过程急冷以保留可溶性成份在固溶体中，均能达到相同的固溶热处理效果，这些合金的T3、T4、T6、T7、T8和T9状态可采用上述两种热处理方法的任一种。 TXX 及 TXXX 细 分 状 态 代 号 说 明 与 应 用状 态 代 号 说 明 与 应 用T42 适用于自O或F状态固溶热处理后，自然时效到充分稳定状态的产品，也适用于需方对任何状态的加工产品热处理后，力学性能达到了T42状态的产品T62 适用于自O或F状态固溶热处理后，进行人工时效的产品，也适用于需方对任何状态的加工产品热处理后，力学性能达到了T62状态的产品T73 适用于固溶热处理后，经过时效以达到规定的力学性能和抗应力腐蚀性能指标的产品T74 与T73状态定义相同。该状态的抗拉强度大于T73状态，但小于T76状态T76 与T73状态定义相同。该状态的抗拉强度分别高于T73、T74状态，抗应力腐蚀断裂性能分别低于T73、T74状态，但其抗剥落腐蚀性能仍较好T72 适用于自O或F状态固溶热处理后，进行人工时效处理，力学性能及抗腐蚀性能达到了T7X状态的产品T81 适用于固溶热处理后，经1%左右的冷加工变形提高强度，然后进行人工时效的产品T87 适用于固溶热处理后，经1%左右的冷加工变形提高强度，然后进行人工时效的产品 用挤压丝锥加工铝合金螺孔 ________________________________________（2006-03-07 16:10:19 ）在对不同材质的螺纹孔加工过程中可以发现，对于材质致密、有较高强度的材料（如钢件）上的螺纹孔，由于其粗糙度、刚性和强度较高，所使用的螺栓可多次旋进旋出，螺孔也不易损坏；而对于铝合金件上的螺纹孔，其粗糙度和强度较低，经螺栓反复旋进旋出后，螺孔很容易损坏，从而影响工件的使用。采用挤压丝锥加工铝合金工件上的螺孔则可较好防止螺孔损坏。由于铝合金压铸件表面1mm以下容易出现气孔，所以采用钻孔、攻丝等常规加工工艺容易产生断扣，而采用挤压成形工艺加工出的螺纹孔强度较高。挤压成形是一种非切削加工，理论上内孔表面材质预留量与所形成的螺纹在单位长度内体积相等，据此可以算出挤压丝锥加工的螺纹底孔尺寸如下：螺纹规格－底孔直径M3－2.71mmM4－3.74mmM5—4.64mmM6－5.55mm（上偏差+0.05mm，下偏差-0.08mm）M8－7.45mmM10－9.35mmM12－11.25mm（上偏差+0.06mm，下偏差-0.12mm）鉴于螺纹挤压成形的特殊性，其切削参数也与普通丝锥有所不同。根据实际的使用经验，在提高效率和保证刀具正常使用的前提下，较为理想的切削用量如下（以M5、M6丝锥为例）：M5丝锥：转速400r/min，进给量320mm/minM6丝锥：转速400r/min，进给量400mm/min此外，建议在攻螺纹前使用相应的底孔钻头顺整底孔，消除底孔缺陷，防止挤压丝锥断裂。
合金是一种金属元素和一种或几种其它元素（金属或者非金属均可）熔合后而组成的具有金属特性的物质.组成合金最基本的、能独立存在的物质称为组元,简称元.绝大多数情况下,组元即是构成合金的元素.根据组元的数量,可分为二元合金、三元合金或多元合金.如简单黄铜是由铜和锌两种元素组成的二元合金；硬铝是由铝、铜、镁三种元素组成的三元合金.由于合金的优良的特性,在实际生活中有着广泛地应用.下面主要介绍几种：（一）、变形铝合金按性能和用途不同,可分为：工业纯铝（L）、防锈铝（LF）、锻铝（LD）、硬铝（LY）、超硬铝（LC）和特殊铝（LT）.1、工业纯铝：其加工性能好,导电性好,主要用于制作导电母线电线及热交换器.2、防锈铝：防锈铝是热处理不可强化合金,只能通过冷加工来强化.常用的有LF2（5052）、LF4（5083）和LF21（3003）,具有中等强度良好的塑性和抗蚀性.3、锻铝：LD2-2具有良好的塑性,冷、热态都易成形.广泛用于制造中等强度常温下工作的锻件、挤压型材和管材.LD10又称高强度硬铝,有良好的塑性,有较好的耐热性和可焊性,但材料的纵向和横向性能差距较大.可加工成管、棒、型、线及锻件,主要用作高负荷的结构件.4、硬铝：硬铝的强度高,典型牌号为LY12（2024）.该牌号的热挤压型材热处理后,其室温下的抗拉强度可达392MPa以上,有一定的耐热性,可用作150°C以下工作的零件.5、超硬铝：典型牌号有LC4,亦称超高强度硬铝,挤压件室温下的抗拉强度不小于539MPa.主要用于航空工业,飞机结构中主要受力元件.（二）、铜合金主要包括铍铜合金、银铜合金、镍铜合金、钨铜合金、磷铜合金.1、铍铜合金：铍铜合金是一种可锻和可铸合金,属时效析出强化的铜基合金,经淬火时效处理后具有高的强度、硬度、弹性极限,并且稳定性好,具有耐蚀、耐磨、耐疲劳、耐低温、无磁性、导电导热性好、冲击时不会产生火花等一系列优点.铍铜合金常被用作高级精密的弹性元件和耐磨零器材、模具及矿山和石油业用于冲击不产生火花的工具.
2、银铜合金：银铜合金是通过将纯铜和纯银加入电熔炉进行熔炼,经铸造得到坯料,再加工成各种规格的成品.银铜合金的主要应用为电接触材料、焊接材料、银铜合金排及铜银合金接触线.
3、镍铜合金：镍铜合金通常被称为白铜.纯铜加镍能显著提高强度、耐蚀性、电阻和热电性,主要应用在海水淡化及海水热交换系统、汽车制造、船舶工业、硬币、电阻线、热电偶.
4、钨铜合金：这种合金主要用于制造高压触头,用在断路器、负荷开关、环网柜等高压电器上,其具有优良的耐电蚀性,抗熔焊性及耐压性.
5、磷铜合金：磷铜合金主要应用于印制电路板、五金、塑料和电铸电镀用磷铜阳极；电气接点和插接件用铜带；引线框架用铜带；用于电机、空调、冷冻机行业的代银钎料.（三）、 铁合金铁合金是铁与一种或几种金属或非金属元素组成的合金.铁合金是炼钢和机械铸造业的主要原料之一,在炼钢和铸造时用作脱氧剂、脱硫剂和合金添加剂.铁合金的品种很多,一般按照其所含元素分类,例如：1、硅铁：工业硅铁——含硅95%、75%、45%等硅铁,贫硅铁（含硅12%）,硅铝合金,硅钙合金.
2、锰铁：高碳锰铁（含碳为7%）,中碳锰铁（含碳1.0~1.5%）,低碳锰铁（含碳0.5%）,金属锰,硅锰合金.3、铬铁：高碳铬铁、中碳铬铁、低碳铬铁、微碳铬铁、超微碳铬铁、金属铬、硅铬合金.
4、其它铁合金.如钨铁、钼铁、钛铁、钒铁、磷铁、硼铁、镍铁、铌铁、锆铁、稀土合金等.（四）、镁合金镁合金作为最轻的结构材料及可回收的绿色材料近年来备受关注.在汽车工业、电子工业、国防工业等领域的应用增长势头强劲.镁合金轮毂的特点：主要是在车辆上采用镁合金轮毂能达到轻量化的目的,与铝合金轮毂相比,重量减轻30%左右.其它优点：① 高减振特性；② 高热传导率；③ 提高汽车性能；④ 改善燃油效率与降低污染；⑤ 高的刚性.（五）高温合金1、变形高温合金：是指可以进行热、冷变形加工,工作温度范围-253～1320℃,具有良好的力学性能和综合的强、韧性指标,具有较高的抗腐蚀性能的一类合金.2、铸造高温合金：是用母合金锭重熔后直接铸造成形零件的一类高温合金.3、粉末冶金高温合金：是用粉末冶金工艺制取的高温合金.高温合金粉末经热等静压成形或热等静压后再经锻造成形生产工艺制造出粉末高温合金产品.4、金属间化合物高温材料：主要包括Ti－Al系金属间化合物结构材料和Ti3Al基系列合金.5、高温磨蚀环境使用的硬表面耐磨合金等.
