焊接工艺技术论文汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇焊接工艺技术论文范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

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中图分类号：TG4 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）05（b）-0090-05

1 测试方案

1.1 取样

本次分析主要以管接头GJT-B09为主，随机抽样来料管接头20件，市场外退泄漏管接头5件，按表1进行分组。

1.2 制样

根据经验，目前高频焊接功率在1000～1600 W之间进行取值，本试验高频焊接功率取值1050 W、1350 W、1400 W、1550 W，在此功率下焊接温度控制在750℃～1100 ℃之间；焊接时间根据频率进行调定；冷却方式有水冷（在水中冷却）、空冷（在空气中冷却）两种。

具体实验方式如表2所示。

按照表2进行焊接，根据焊接效果选取制样，成品如图1所示，将样品进行区分，作相应的保护，待金相分析。

1.3 测试方法

管接头高频焊焊接受力主要集中在横截面、纵截面（以下称横面、纵面），将焊接好的管接头用线割解剖研磨如图1所示，分别在横面、纵面上任意取3个点，用400×显微镜进行金相分析。

2 实验结果

根据高频焊焊接管接头状况，挑选2#、4#、6#、9#、11#、13#、14#样品按照图示位置切开，并研磨横面、纵面，如图2～10所示。

3 实验分析

为得出最终的结论，将试验所得的金相照片进行比对、分析，在管接头未经过任何加工的时候，其金相分布较为均匀，而且比例分布比较合理，见图11。

与加工（焊接）过后的管接头金相进行对比，当焊机功率增大的时候（焊接温度提高、焊接时间减短），即：焊接过程中，焊接问题突然提高，部分金属原子来不及扩散，使得原子与原子之间进行激烈碰撞，熔合为一体，导致管接头内部金相逐渐变得扁平化、细长化，各相均连接在一起；在1350 W的时候，金相可以看出，α相的数量明显多于β相；到了1400 W时，各项均在增大，β相的增大幅度大于α相增大的幅度，比例趋于平衡；到1550 W之后，β相基本连成一片，且占的面积较大；如图12所示。

3.1 水冷与空冷的比对

由图13可见，直接水冷会导致大面积的β相出现，而且极不规则，主要是由于当材料处于高温状态的时候，内部的金属原子在移动，突然的冷却，导致活动原子活动骤然停止，所以呈现出不规则的状态，处于该状态下的接头内部应力较大，容易产生开裂、泄露等不良；而先空冷10 s再水冷，与放置空气中冷却至常温的金相基本一致。

3.2 手工焊接与高频焊接的对比

由图14可见，手工焊接是传统的焊接方法，而我司目前使用的是1350 W高频焊接，由金相图可见，手工焊接的金相较繁杂，主要是手工焊接的时候，接头各个部位的受热不一致，导致有些地方金相发生变化，某些地方保持原来的状态；而高频焊接出来的产品的金相基本一致，受热较均匀，一致性较好。

4 实验结论

（1）当温度骤然温度骤然升高的时候，内部金相均变大，温度越高β相的增大幅度大于α相增大的幅度。

（2）焊接完后直接水冷会导致内部的金相极不规则，且内部应力较大，易产生开裂、泄露等的不良显现，后面一种情况内部金相相对较规则。日本东芝专家对日本东芝泄露的管接头进行分析，也得出相应的结论。

由此可见，在控制好高频焊焊接工艺的前提下，推广高频焊焊接工艺不单可以提高生产效率，而且可以保证焊接一致性，提高产品质量。

5 整改措施

综合考虑产品的质量、一致性及效率方面的问题，目前仍需要使用高频焊接，但必须将高频焊接方法变成可控的焊接方法，在一些关键的参数上必须作出规定，及部分检测手段也应该相应的提高，具体方案如下：

（1）全面分析现有高频焊焊机的特性，规范设置合理的焊接电流、焊接时间。

（2）完善高频焊焊接工艺作业指导书，强调焊接要点和冷却时间规范。

（3）编制管接头高频焊焊接工艺稽查表，不定期对高频焊工艺纪律、焊接质量进行稽查。

（4）管接头来料检增加金相组织检测项目，指定管接头棒料供应商并连同来料日期标记在管接头成品上。

6 结语

通过对管接头高频焊接的研究，找出影响焊接的相关因素和具体的解决方案，从而提高高频焊接质量和效率。本文主要通过实际方案分析，从焊接频率、焊接时间和冷却条件之间的联系进行分析，将焊接工艺作业指导应用在实际生产中，在实际中发现问题，解决问题，选择最优的高频焊接工艺方法，为高频焊接创造更多的有利的发展条件，提高高频焊接工艺技术，这对于高频焊接工艺的发展具有十分重要的意义。

参考文献

篇（2）

前言

SMT（英文名Surface Mounted Technology），即表面贴装技术，是一种直接将元器件焊接到印制板表面固定位置上的贴装技术（不需要进行砖孔插孔作业）贴片工艺和贴片设备对生产现场要求的电压必须要稳定，且要防止电磁干扰，操作人员要有防静电意识，生产现场具有良好的照明和通风设施，在生产过程中的温度、湿度、空气清洁度等都有相应的要求，一线的担当人员也必须经过专门培训部门考核后，进行上岗作业。

1 SMT工艺技术

SMT简介电子电路表面组装技术称为表面贴装技术。它是一种将无引脚或短引线表面组装元器件（简称SMC/SMD，中文称片状元器件）安装在印制电路板的表面或其它基板的表面上，通过回流焊或波峰焊等方法加以焊接组装的电路装连技术。

1.1 主要特点

（1）元器件重量轻、贴片元器件部品体积小、贴装精密度高，贴片元器件的体积和重量也只有传统插装件的大小1/10左右，SMT生产之后，电子产品体积缩小至原有器件部品的40%～60%，重量减轻至原有器件部品的60%～80%。（2）元器件焊接不良率低，且可靠性高、抗震能力强。（3）高频特性好，减少了电磁和射频干扰。（4）对于现在生产的电子产品易于实现自动化，生产效率提高。

1.2 SMT和THT的比较

SMT和THT的比较：二者的根本区别是“贴”和“插”，为什么要用SMT逐步替代传统生产方式其原因是，随着电子行业发展，而THT-“插”工艺技术采用的是通孔插件法，无法满足电子产品小型化/超薄型，因此被SMT-“贴”工艺技术所取替。从而将表面组装工艺技术充分与化工，材料技术、涂覆技术、精密机械加工技术、自动控制技术、焊接技术、测试和检验技术、组装设备原理与应用技术等诸多技术相结合。

SMT工艺流程如下：

丝印（红胶/锡膏）检查（可选AOI光学检查仪或者目视检查）贴装（优先贴小部品后贴大部品）检测（可选AOI光学/目视检测）焊接（采用热风回流焊进行焊接）检测（可分AOI光学检测外观及功能性测试检查）维修（使用烙铁及热风枪等）分离板（手工或者cutting Jig进行分割）

工艺流程简化为：丝印―贴片―焊接―检查（功能性/外观性检查发现不良，需要维修）

2 SMT贴装工艺材料

SMT贴装工艺时，需要包含焊料、焊膏、胶黏剂等焊接和贴片器件，以及助焊剂、清洗剂、热转换介质等工艺材料。

2.1 SMT贴装材料的用途

焊料、焊膏、胶黏剂等材料在波峰焊、回流焊、手工焊三种主要焊接工艺中的作用如下。

（1）焊料和焊膏：回流焊接时采用焊膏，它是焊接材料，同时又能利用其粘性作用提前固定SMC/SMD器件。（2）焊剂：主要作用是助焊。（3）胶黏剂：对SMD器件起到加固作用，防止贴装作业时SMD的偏移和脱落现象。（4）清洗剂：清洗焊接工艺后残留（如钢网焊膏残留，PCB异物等）物。

2.2 焊料

Sn63/Pb37和Sn62/Pb36/Ag2具有最佳综合性能，而在低熔点焊料中，Sn43/Pb43/Bi14具有较好的综合性能。电子产品贴装时Sn-Pb是最普遍的焊料合金物，强度和可润湿性是最合适。

2.3 焊剂

焊剂分为酸性焊剂和树脂焊剂，焊剂的作用是去除金属表面和焊料本身的氧化物或其它表面污染，润湿被焊接的金属表面。

2.4 清洗剂

清洗剂应满足化学和热稳定性好，在贮存和使用期间不发生分解，不与其它物质发生化学反应，对接触材料弱腐蚀或无腐蚀，具有不燃性和低毒性，操作安全，清洗操作过程中损耗小，必须能在设定温度及时间内进行有效清洗。

3 SMC/SMD贴装工艺技术

SMC：表面组装元件（Surface Mounted components）主要有矩形片式元件、圆柱形片式元件、复合片式元件、异形片式元件。

SMD：它是Surface Mounted Devices的缩写，意为：表面贴装器件，它是SMT元器件中的一种。

（1）贴装机的一般组成：SMT贴装机是计算机控制，并集光、电、气及机械为一体的高精度自动化设备。

（2）主要的影响SMT设备贴装率要素：贴片在选择设备时主要考虑其贴装精度与贴装速度，而在SMT实际使用过程中，为了有效提高产品质量、使成本降低、确保生产效率提高，那么如何提高和确保SMT设备贴装率是摆在使用者面前的首要任务。

（3）贴装机的影响因素：贴片机XY轴传动系统的结构，XY坐标轴向平移传动误差，XY位移检测装置，真空吸嘴Z轴运动对器件贴装偏差的影响等。

（4）贴装机视觉系统：要准确地贴装细间距器件，最主要是摄像机的像元数和光学放大倍数。

（5）贴装机软件系统：高精度贴装机软件系统为二级计算机控制系统，一般采用DOS界面，也有采用Windows界面或UNIX操作系统，由中央控制软件、自动编程软件、贴装头控制系统和视觉处理软件组成。

4 静电防护

4.1 电子产品制造中的静电

在电中不流动的电叫静电，静电是由正电荷和负电荷聚集在一起的电。静电是一种电能，它存在于物体表面，是正负电荷在局部失衡时产生的一种现象。静电对电子产品所造成的危害主要表现为损伤，击穿是损伤的一种。通常静电对部品损害的特点是：（1）隐蔽性。（2）潜在性。（3）随机性。（4）复杂性。

静电防护的特殊性：第一，静电的产生和积累要一定的条件和过程，因此在没有进行保护的产品也未必都会受到静电损害，它是具有一定的随机性；第二，静电释出的能量在多数情况下能量都比较小，因此受到静电损伤的产品也并不会立即不良，部分产品表现为产品漏电，且性能不稳定，甚至在产品出库时测试中也表现不明显，以后发现问题易归咎为材料不良或设计不良而不自醒，因此常使人们认识不到ESD的危害。

4.2 静电放电的防护

基于贴片生产过程的ESD防护系统主要有：（1）生产车间环境静电防护；（2）人体手环、手套等静电防护；（3）静电防护大地接地；（4）静电检测与仪表检查；（5）生产车间门帘接地；（6）每日点检及维护。

4.3 防静电采用的工具和措施

（1）设备接地；（2）采用防静电地面；（3）采用不锈钢工作台（或者在作业台铺设防静电皮）；（4）使用离子风机；（5）使用自动加湿机；（6）使用铝质传递盘、传递架；（7）工作人员戴防静电手环、穿防静电服和鞋；（8）芯片及成品采用防静电袋包装；（9）成品搁架采用铁质和铝质材料；（10）静电手环每日检测一次、设备接地每月检测一次。

5 结束语

本论文包括了基础知识、发展历程、SMT的工艺流程，重点介绍了SMC/SMD贴装工艺技术及静电防护，影响SMT技术的一些主要因素，涉及到电子元器件使用、SMT设备的了解和熟悉，操作流程的用电常识等重要电子加工领域，符合当代电子电路贴装行业的发展趋势，对现在加工生产技术的指导具有一定意义。文章在内容上面比较充实，实用性较强，对在今后的工作中有一定的参考价值。

参考文献

[1]龙绪明.实用电子SMT设计技术[M].北京：机械工业出版社，1997.

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随着我国社会的发展，汽车、船舶等制造业发展迅速，是我国经济持续发展的支柱。而广泛应用于汽车、船舶等制造行业焊接工艺。是这些行业必不可少的工艺技术，它是一种可靠、精确、低成本的连接金属材料工艺方法。《焊接冶金学》是金属相关专业的专业主干课，他为学生提供全面的、详细的基础知识，从而让学生更好地掌握焊接专业理论的基础。然而，随着社会竞争环境的不断复杂，社会对人才的需求较以往有所不同，需要基础知识掌管过硬的综合人才。因此，如何不断改革《焊接冶金学》教学模式，探讨新的教学方法，使学生在激烈的竞争中具有一定自身优势，具有重要的意义。

1.课程地位及目的

《焊接冶金学》是焊接专业的一门专业基础课 ，是学生从事专业领域工作必备的焊接理论与技术课程 ，该课程在培养焊接工程技术人员的过程中起着重要的作用 ，在整个专业教学中起着承上启下的作用 ，完成了本课程的学习之后 ，学生才开始具备对焊接知识体系的全面认识 ，为后续专业课程的学习奠定 良好的基础 ，因而本课程在专业知识体系结构中占有重要的地位。课程目的在于研究金属材料在熔焊条件下，有关化学冶金和物理冶金方而普遍性规律，并以此为基础分析各种具体条件下具体金属材料的焊接性，为工业生产制定合理的焊接工艺、探索提高焊接质量寻找新的途径和提供理论依据。

2.传统焊接冶金学课程教学模式存在的问题分析

调查显示，在以往的焊接冶金学课程教学中，主要是以教师为主体，实行灌输式教学模式，通过不断给学生讲解某个知识点，让学生能够背熟相关知识 ，来满足课堂教学的要求。同时，课堂中通常是采用黑板课教学，教学方法匮乏，教学手段单一，缺乏图片、视频等直观形象的内容，课堂中没有高科技的教学手段，整个课堂教学只是学生跟着老师的套路教学。其实，焊接冶金学这门课程本身内容较枯燥、空洞、抽象，加上在课堂中教师理论讲述效果欠佳，难以引起学生的共鸣。此外，由于目前我国开设焊接专业的学校非常少，从而使得相关专业教材、辅助教材很少，更新速度慢，实践课时较少，知识体系不够完善。因而，不可避免地给专业教师备课或者学生提高专业学习兴趣等带来一定困难。

3.焊接冶金学课程改革与教学策略

3.1提高教师的整体素质

教师的每一个举动、每一种思维方式都将影响着学生，对学生的学习起到重要的作用。因此，作为专业教师，不仅仅要具备过硬的专业基础知识，还应当有较强的事业心和责任感，以身作责，充分感受身边的每一位学生。因为，最好工作在教学第一线，教师只有把握好授课、毕业设计、指导实习和课程设计等所有的教学环节，将自己的知识传授给学生，并可以通过在自己的教学经历中不断总结经验，不断改革教学模式，不断积累丰富的课堂教学和实践教学经验，致力于教学内容和教学方法的改革，将科研成果融人到教学环节中，应当深信教书只是一个过程，育人才是最终目的，将课堂教学与实验教学相结合。所以，这就要求教师在教学环节中要注意自己的一言一行，并以开放的胸怀去接纳学生，用自己的言谈举止去影响学生。更注重能力和人格的培养，在教会他们掌握知识的同时，使其成长为社会所需的复合型人才。

3.2强化实验教学

强调课堂教学与实验教学相结合，有助于学生加深理解和消化所学的知识。在实验过程中，尽量减少每组的实验人数，使每位学生都能动手进行焊接前准备红酢及实际焊接操作，对实验现象及本质的理解更加透彻，收获和体会也更多。建立实验课程的信息反馈机制，为学生提供发表建议的机会，部分学生能够提出自己的想法，好的建议可以被采纳实施。

此外，增加综合性实验环节，使实验内容紧扣课程的基本理论知识，有助于培养学生的创新能力。例如，对很难焊接的紫铜进行焊接性的综合评价实验，从实验准备、焊接操作，到焊后的试样制备、缺陷分析及性能测试，都由学生自己完成。通过实验结果的综合分析，学生能够提出进一步的优化工艺，从而增加了学生的动手能力和创新能力。

3.3改革实践环节

《焊接冶金学》是一门实践性很强的专业基础课，在实践教学环节中，对原来验证性和演示性为目的的实验课进行改革，改成创新性实验课。将教师演示实验改成学生课题式的自主实验，激发创新欲望、强化实践能力训练；将课内实验改成不限时间的全天开放性实验，随来随做，解决实验设备不足问题；将实验报告改成实验论文，强化学生对知识的分析综合能力训练；实验成绩根据从“结果的对错”改为“过程的创新程度和实践能力表现”。

3.4改革教学方法

在课堂教学中，积极探索适合应用型人才培养的教学方法 ，放弃过去满堂灌输的教学方法 ，采用启发式、研究式、提问式、讨论式的教学方法引导学生学习。在讲授新内容之前，根据所讲 内容列举相关的工程实例 ，提出需要解决的实际问题 ，然后指出解决问题所需要的理论知识 ，进而导出要讲的内容。另外 ，课后要求学生认真看书，每章内容讲解结束后都给学生留有一定量的作业，还有综合性较强的思考题 ，加深学生对所学知识的理解与应用。

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中图分类号：TG422

0 沙钢焊丝钢生产概况

装备方面，采用“100吨电炉/180吨转炉炼钢LF精炼真空处理小方坯连铸高线控轧斯泰尔摩缓冷”流程工艺路线，具备年产300万吨的多品种、多规格焊丝钢盘条的生产能力。技术方面，形成了“双渣脱磷”，“预脱硫”等高纯净钢生产技术、基于盘条表面氧化皮控制的加热和轧制技术、降低焊丝产品焊接飞溅的冶炼和轧制技术、用于提高盘条拉拔性能的组织控制的控冷技术等。

借助上述装备和技术优势，使得普通级别焊丝钢的表面质量和拉拔性能等多项指标较以前有显著提高；2012年各类焊丝钢新品产销均创历史新高，如气体保护焊丝钢盘条销售35万吨，埋弧焊丝钢盘条销售5万吨。在新品研发方面，形成了“实验室研发-现场生产-用户试用反馈”三位一体的新品研发体系。通过客户交流和市场调研摸清用户需求，通过实验室分析设计和工艺制定中试方案，根据反馈结果制定现场冶炼轧制工艺，再通过现场跟踪和用户使用跟踪查清产品性能，并通过用户反馈优化成分设计和生产工艺。截至目前，通过不懈努力，沙钢在焊丝钢产品开发方面取得了一系列重大成果。近年来成功研发管线钢配套埋弧焊丝、高强钢配套气体保护焊丝、船舶海工钢配套焊丝及大热输入专用焊丝等系列产品。为进一步满足用户和市场需求，主要瞄准不锈钢和高温合金等领域用特钢的高合金焊丝钢冶炼生产平台正在建设中，预计10月份可投入生产。

1 沙钢焊丝钢研发流程

图1为基于“实验室研究-现场生产-用户试用反馈”的焊丝钢研发流程，主要包括三个阶段：实验室研究、现场生产、用户使用反馈；三个阶段相互反馈，共同影响焊丝钢产品的研发效率和生产质量。对于普通级别焊丝钢，可采用“100吨电炉LFVD保护浇铸方坯”或“180吨转炉LFRH保护浇铸方坯”冶炼技术；但是针对纯净钢，在上述路线基础上，通过应用双渣除磷技术、合金包芯线除硫技术等可确保钢水P≤0.06‰，O， S和N≤0.03‰ [1]。

盘条表面质量控制方面：通过优化加热制度，减小Fe2SiO4层厚度的作用，有效减小氧化皮嵌入量；优化轧制工艺后提高吐丝温度，改善冷却水质量，增大除鳞水压，有效解决盘条表面红锈问题[2]。

提高拉拔性能方面：通过研究材料的CCT行为，采用Stelmor控冷设备缓冷轧后盘条，使盘条拉拔之前无需回火也不会造成拉拔断丝问题。

降低气体保护焊丝焊接飞溅方面：通过优化精炼渣成分，提高夹杂物吸附能力，延长软搅拌时间，促进大型夹杂物上浮，加强连铸氩气保护，防止增氮和二次氧化等措施，有效控制了Ca，S等杂质元素造成的焊接飞溅问题。

因此，通过这套“三位一体”的焊丝钢研发体系，不仅缩短研发生产流程，拓展焊丝钢品种，而且能有效地控制焊丝钢生产的各项质量指标。

2 沙钢高端焊丝钢新品研发

2.1 管线钢配套埋弧焊丝

2.1.1 X80/90/100配套埋弧焊丝

近年来，天然气、石油工业飞速发展，采用大直径、高压力提升单管输送能力是管道大型化发展的趋势。这就要求输送管线具有很高的强度和良好的低温韧性。于去年开工建设的我国“西气东输”工程中的“三线”用钢选用X80，淘汰了 “二线”中采用部分X70[3]；而在规划中的“四线”和“五线”工程中将采用新一代管线钢X90/100 [4-6]，这就需要配套的埋弧焊丝。

采用Mn-Ni-Mo-Cr合金设计，并通过合金元素控制焊缝淬性、相变温度、晶粒度、晶粒形态等进而控制显微组织；通过合金元素强化焊缝金属基体组织，以达到高强度和低温冲击韧性的搭配。

图2为采用新研制焊丝、采用四丝双面埋弧焊接后得到的焊管的典型焊缝微观组织。

从图2中可见，焊缝组织主要由针状铁素体、沿奥氏体晶界结晶的板条状贝氏体以及少量粒状贝氏体组成，其中的针状铁素体晶态大小不等，彼此咬合、互相交错分布，板条贝氏体的排列较为规则，但被不规则的针状铁素体和粒状贝氏体挤压分割，使其板条束较为细小，这也是焊缝具有较高强度，同时具有较好韧性的原因[7， 8]。

对X80/90/100配套埋弧焊丝的焊缝金属进行拉伸和冲击测试，力学性能结果如表1所示。由表1可知，X80/90/100配套焊丝经焊管试验的焊缝强度能够满足美国石油学会标准API—5L分别对各级别管线钢强度的要求，三种级别焊丝的焊缝金属-20 ℃冲击吸收能量分别在180 J， 150 J和120 J以上，满足API—5L对X80/90/100管线钢的低温韧度要求。

2.1.2 弯管管线钢配套焊丝

管道建设中需要直管（直缝管和螺旋管）和弯管相配合以完成连接部分，弯管是在直管的基础上经在线中频加热、热弯曲变形、淬火、高温回火等工序完成[9]。由于没有专门配套焊丝，弯管厂商普遍采用直管用焊丝，但常出现焊接金属低温冲击不合格，影响产品性能。

经研究发现，直缝管经加热、热弯曲变形后，焊缝组织易出现粒状贝氏体，而随后的淬火、回火未能有效地降低这种脆性组织的含量。弯管管线钢配套焊丝利用Mn， Ni和Mo等脆性矢量较小的元素，降低奥氏体γ铁素体α相变温度，使先共析铁素体、侧板条铁素体、珠光体和贝氏体转变温度区分离，在较宽的温度范围内获得针状铁素体，同时控制贝氏体的转变温度范围，因此可以有效控制弯管制作过程中的脆性组织含量，从而提高韧性。

图3示出了采用新开发焊丝制成的埋弧直缝管、以及热煨弯管的典型焊缝组织。弯管中保留了大部分韧性较好的铁素体，只有少量的脆性贝氏体组织。

原焊丝与弯管配套焊丝焊管试验的焊缝低温冲击韧性结果如表2所示。相比原焊丝，配套焊丝提高了直缝管的低温冲击韧性，并且使弯管焊缝-20 ℃冲击吸收能量由原焊丝的最低31 J提高到最低131 J，也说明采用新焊丝能有效控制脆性组织的转变，同时配套焊丝的-40 ℃焊缝冲击吸收能量也远优于标准要求。

2.1.3 低温管线钢配套焊丝

在中国境内建设的油气输送管道对钢管的冲击性能是满足-10 ℃或-20 ℃冲击吸收能量要求的；但在俄罗斯或北极圈附近建造的管道则会有-40 ℃冲击吸收能量要求，以确保钢管在严寒冻土地带的安全性能[10]。X80级别的管线钢K65（俄罗斯牌号）在俄罗斯的需求量大[11]，目前每年约出口5万吨K65管线钢，但以往由于没有配套焊丝，而只能采用原国内X80焊管所用焊丝，生产的焊管其焊缝金属的夏比冲击性能不能满足要求。

在系统调查焊缝化学成分、母材钢板化学成分和焊接工艺对焊缝组织和低温冲击韧性影响规律基础上，对原有焊丝成分进行了重新设计；通过优化Ni， Mo， Ti， B元素比例，以及C， Mn， Si和O含量比例控制，实现了焊缝金属低温冲击韧性提高。用户制管试验结果见表3，采用配套焊丝焊制的K65管线钢的焊缝-40 ℃冲击吸收能量单值最低180 J，均值196 J，远超标准要求，且韧脆转变温度低于-60 ℃，能够确保管道的安全。

2.2 高强高韧气体保护焊丝钢

2.2.1 船舶和海工钢配套气体保护焊丝

随着船舶和海工行业的迅猛发展，含有Ni， Cr和Mo等合金元素的高强低温钢得到了广泛应用；该类钢需要同时满足高强度、高韧性、抗层状撕裂及耐腐蚀性能。该类钢通常采用进口药芯气体保护焊丝进行焊接加工，不但价格昂贵，而且供货周期长，制约了行业的发展。因此，开发适用于海工钢焊接的实心气体保护焊丝，取代长期依赖的药芯焊丝，是国内海工钢配套焊接材料的发展趋势[12，13]。

在原有低级别海工钢配套焊丝钢盘条ER55/62-G基础上，系统研究了Ni， Cr和Mo等合金元素对焊缝金属的强度和低温冲击韧性的影响，研发了配套国内高强度海工钢EQ56/70的气体保护焊丝钢盘条ER69/76-G，该产品兼顾焊丝的制作加工性能（拉拔性能、酸洗时氧化皮脱落容易程度、盘条表面质量）以及焊接工艺性能（飞溅大小、焊缝成形质量、焊缝的耐腐蚀性能）。

采用新焊丝ER69/76-G进行海工钢板焊接试验，焊缝组织对比原焊丝如图4所示。

由图4可知，新焊丝的焊缝组织中晶界铁素体尺寸和数量相比明显减少，并未出现如ER55/62-G中的侧板条铁素体和魏氏体组织，也说明了调整后的合金元素对焊缝组织的细化作用[14]。

新焊丝的焊缝力学性能如表4所示，采用ER69/76-G焊制的焊缝强度能满足海工钢EQ56/70的标准要求，-20 ℃的低温冲击吸收能量大于80 J，反应了良好的低温韧性。

2.2.2 Cr-Mo系耐热钢配套焊丝

低合金Cr-Mo系耐热钢广泛应用于炼油化工、煤化工、化肥等石油化工行业设备的制造，常见的Cr-Mo系低合金耐热钢品种有1.25Cr0.5Mo， 2.25Cr1Mo和2.25Cr1MoV，国内已有一些企业具有该类钢板生产能力，但与之配套的焊丝却长期依赖于日本神钢、德国伯乐蒂森、法国SAF等少数国外品牌[15]。

近年来，国内已有厂家尝试开发了一些Cr-Mo系耐热钢配套焊丝；但产品普遍存在以下问题：其一是焊丝成分、力学性能不稳定；其二是焊丝钢盘条强度过高不易拉拔制丝。针对以上问题，沙钢进行了该类焊丝钢研制。由于此类设备服役温度高达500 ℃，为了保证焊缝的耐高温性能和抗回火脆性，配套焊丝严格控制成分，特别是P， Sb， Sn和As等杂质元素含量。同时，通过CCT行为研究确定盘条轧制及冷却过程的各个参数，包括吐丝温度、Stelmor缓冷速度和集卷温度等，使其具有较高的抗拉强度和断后伸长率，从而保证盘条在制丝过程中容易拉拔且不易断丝。

批量生产供货的盘条及加工成焊丝后，通过焊接得到的熔敷金属组织如图5所示。轧制盘条铁素体和贝氏体含量较多，少量珠光体，没有出现如原盘条中的马氏体，从而降低了强度。熔敷金属以密集的晶内针状铁素体为主，能保证较好的强韧度。

采用配套焊丝焊接Cr-Mo系耐热钢板，焊接接头经焊后热处理690 ℃×2 h后的焊缝性能如表5所示，在保证足够强度的基础上，焊缝的-25 ℃冲击吸收能量均值可达196 J，远超标准要求。

2.3 大热输入量焊接专用焊丝

为了提高结构建造效率，多丝埋弧焊、气电立焊和电渣焊等大热输入量焊接方法逐渐在建筑、造船和桥梁等大型钢结构领域得到应用。可抵抗大热输入焊接钢板的研发已得到了钢铁生产企业的重视[16-19]，但鲜有相关配套焊接工艺和材料（焊丝）的研发报道。沙钢在成功开发可抵抗大热输入量焊接的船板钢EH36/40-W150和建筑桥梁钢Q390/420DW[20，21]的基础上，还进行了配套焊接工艺和材料的研发。

2.3.1 电渣焊配套焊丝

电渣焊是一种垂直高效的焊接方法，其焊接热输入量可达300～800 kJ/cm，常用于建筑、桥梁结构的大长度立焊缝焊接以提高焊接效率[22，23]。与气体保护焊接方法相比较，电渣焊有以下特点：①熔池尺寸大；②熔池停留时间长；③焊缝稀释率大。这使得电渣焊接头冷却速度慢，焊缝和热影响区的组织容易粗化，进而使冲击韧性恶化。为克服上述缺点，电渣焊需专用焊丝以确保焊缝金属的冲击性能满足要求[24]。

通过分析电渣焊焊缝和热影响区冲击性能恶化的原因，调查组织与性能的关系，在系列试验和试生产的基础上，沙钢成功研发了电渣焊配套焊丝SG-S1（φ1.6 mm）。该焊丝严格控制微合金元素含量及适当的杂质元素含量，利用Mg，Ca等微合金元素生成细小、弥散、高熔点氧化物质点，Ti，B等微合金元素形成氮化物或硫化物，这些质点均对晶界具有钉扎作用，抑制焊缝晶界铁素体长大，同时又不影响晶内铁素体的形核能力，从而改善焊缝金属的强度和韧性；同时，焊缝金属在高温作用下向热影响区扩散Ti，B元素，由此生成的TiN，BN同样可以细化粗晶区晶粒，促进晶内铁素体的生成，从而改善强度和韧度[25]。

采用该焊丝进行电渣焊试验，板厚60 mm，热输入量为535 kJ/cm，焊接接头宏观金相及微观组织如图6所示，可见厚板通过电渣焊焊接一次成形质量较好，焊缝组织和热影响区晶粒尺寸控制较好，晶内分布密集的针状铁素体，能够保证良好的低温韧度。不同位置的低温冲击吸收能量结果如图7所示，虽然焊缝韧性相比热影响区略差，但均满足标准要求。

2.3.2 FCB埋弧焊用焊丝

单面焊双面成形工艺可一次获得双面成形焊缝，避免了因焊接背面焊缝所需的钢板翻身、清根与焊接工作，大大提高了焊接效率和自动化水平，埋弧焊焊剂铜衬垫（FCB）单面焊双面成形工艺在造船领域被广泛应用[26，27]。随着造船工业的技术发展，FCB法焊接已经在平面分段流水线作业中得到了广泛应用，但是仍存在焊接接头冲击韧性不稳定现象，尤其是在焊接热影响区的低温韧性恶化[28，29]。

采用夹杂物控制技术、并利用结晶钢生产平台技术、先进的控制轧制和控制冷却技术，开发出了高焊接性能的系列船板钢，实现了厚度规格在36 mm以下的钢板可单道次焊透，且焊接热影响区的-20 ℃冲击吸收能量稳定在200 J以上，焊缝金属的-20 ℃冲击吸收能量在100 J左右。

为进一步提高焊缝金属和焊接接头的整体力学性能，通过系统研究不同焊接输入量下化学元素Ti， B和Mg等元素对焊缝、热影响区组织的细化机制，开发了适用于船板钢FCB焊接的专用焊丝。

新焊丝充分考虑船厂常用焊剂中的元素向焊缝的过渡，严格控制Ni， Mo和Ti等合金元素含量，在原有埋弧焊丝基础上调整B， Si和Ca等含量，以增强焊缝及热影响区强韧匹配。

采用该焊丝对36 mm厚的DH36钢板进行的FCB三丝埋弧焊试验，不同位置的低温冲击试验结果见图8，各位置的低温冲击吸收能量相比标准要求均有较大的富余量。

3 结束语

作为国内领先的棒线材生产研发基地，沙钢具备焊丝钢生产的装备和技术优势，在装备方面有电炉和转炉流程生产工艺技术方案；在技术方面，形成了“双渣脱磷”和“预脱硫”等纯净钢生产技术、基于盘条表面氧化皮控制的加热和轧制技术、降低焊丝产品焊接飞溅的冶炼和轧制技术、用于提高盘条拉拔性能的组织控制的控冷技术等。

借助上述装备和技术优势，形成了“实验室研发—现场生产—用户试用反馈”三位一体的新品研发体系。在常规产品基础上，研发了X80/90/100管线用系列埋弧焊丝钢、550～960 MPa高强韧系列气体保护焊丝钢、Cr-Mo耐热焊丝钢及大热输入用焊丝钢等多个重点领域新品焊丝钢。并可根据用户需求，从焊接冶金、材料学以及冶炼轧制技术等多角度综合开展新品研制，从而为用户提供“钢材+焊材+焊接工艺”综合解决方案。

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篇（5）

作为最近几年新兴起的一项新型技术，建筑钢结构工程技术在现代社会已经有了一席之地。在建筑工程中，我们不仅要重视钢结构的利用，更需要通过了解它的通性和特性来更好地进行钢结构安装。同时，我们也要注重现有钢结构安装中出现的常见问题，对之加以分析。然后再根据钢结构安装中常见问题来寻找相应的方法来采取措施进行质量控制。钢结构与其他材料相比有着无比的优势，钢结构具有强度高、延性好，塑性变形能力强，抗震性好、施工周期短、边角料可回收等优点，因此在我国大中型工地建设中被大量采用，并呈现出良好的发展前景。本论文通过钢结构实际应用，介绍了钢结构的施工质量控制。

1、施工前准备

1.1熟悉施工图纸

图纸是工程施工的依据，工程开工前组织项目工程技术人员熟悉工程图纸以及相关的规范标准、工艺技术条件，充分领会设计意图。仔细检查施工图纸中“错、漏、碰、缺”，把发现的问题汇总并与业主、设计单位、监理单位一起开会对图纸进行交底和会审，力争把问题在施工之前解决，减少因图纸问题对工程质量、进度的影响。

1.2编制施工组织及施工方案

编制施工组织和施工方案时，要针对制作和安装阶段分别编制制作工艺和安装施工组织设计，其中制作工艺内容应包括制作阶段各工序、各分项的质量标准、技术要求，以及为保证产品质量而制订的各项具体措施，如关键零件的加工方法，主要构件的工艺流程、工艺措施，所采用的加工设备、工艺装备等。安装施工组织设计内容应包括吊装机械的选择、流水作业程序、吊装方法、平面布置、进度计划、劳动组织、质量标准及安全措施等。从人、机、料、法、环五个方面制定切实可行的具体实施细则，落实计划，落实组织人员，落实自检、互检和专检。依据相关的规范及标准，编写详尽的作业指导书，并在施工前对施工人员进行技术交底。

2、钢构件制作过程中的质量控制

2.1钢构件的质量检查

钢构件在制作过程中，为保证钢梁与钢柱连接处的节点有较好的延性、连接可靠性和几何尺寸的精确性，制造时，从放样、下料划线、切割、组对、焊接均要精心操作。钢柱及钢梁需要考虑焊接收缩变形，焊接收缩变形可用经验公式计算再按实际加工之后校核，确定其翻样下料的精确长度。

3、钢结构安装过程中的质量控制

3.1对螺栓高度的控制

由于钢结构工程的基础一般都采用混凝土独立柱基础，基础的混凝土及钢筋、模板的施工与其他工程的施工工序及方法相同，而基础独立柱中预埋的螺栓是质量控制的重点，单个螺栓及每组螺栓之间的间距、高低的偏差，直接影响钢结构工程的安装质量。在钢结构工程中，螺母，螺丝等是必不可少的。而螺母具有很多种类，其中有一种称为调平螺母。调平螺母与螺栓是相连的。在施工时，施工会对螺栓的外露长度有所要求，因为螺栓的外露高度可以作为其他构件的基准且螺栓是一个很重要的零件。施工方往往为了达到螺栓外露高度的误差要求，一味的提高螺栓的高度，但这对于螺钉的结构却产生了影响。在调整螺栓时，在地下埋螺栓的丝扣就被利用，但丝扣是有限的，如果螺栓过高，那么丝扣也相应的被利用，这就会导致调平螺母的行程减小，产生调不下去的问题。这时候，就影响了钢结构标准高度的调整。通过分析我们了解到，预埋螺栓高度这样一个细节性问题是十分重要的。因此，施工者在对螺栓高度进行控制时，应该根据图纸事先算准确螺栓的外露高度还有丝扣的长度。具体按下面三个方面对预埋螺栓的安装质量进行控制。

3.1.1制作安装模板

取钢柱底板大小的钢板（厚20mm），将钢板做成安装模板，钢板上按钢柱底板螺栓孔位置、大小开孔，把预埋螺栓插入螺栓孔，并用螺母固定，校正平面位置、标高后固定安装模板，然后用Ф14～Ф16的钢筋将螺栓之间及螺栓与基础钢筋之间焊接成整体，上下各一道，安装模板可多次重复使用。这样单个螺栓的位置、间距及高低就控制在允许的偏差范围内。如图-1：

3.1.2螺栓组的固定

在混凝土浇筑前，用经纬仪将螺栓组准确定位，将图-1安装模板焊接在柱子基础的主筋上，固定螺栓钢筋端头顶在模板上，上下各一道，这样每组螺栓之间的间距、高低可控制在允许的误差范围内。同时，保护好螺栓丝扣在混凝土浇筑时不被损坏。另外浇筑混凝土时还要严格控制，防止螺栓移位，可做角钢支架等进行加固。

3.1.3做好中间交接

土建工程完工后，对基础的轴线进行恢复，同时对基础的标高、螺栓的平面位置、高程进行测量，自检合格后，组织土建和钢结构安装单位进行中间交接验收。

4、对现场安装的控制

钢结构件的安装过程管控，一般应根据安装流程，从人、机、料、法、环等方面进行质量控制。

4.1安装流程

进场构件检测（含软件和硬件）——实测轴线位置——钢柱吊装、调整——柱间支撑吊装——钢梁吊装、调整——檩条吊装、调整——墙梁吊装调整等。

4.2控制要点：

4.2.1首先，从人员资格上进行控制。对安装项目来讲，焊接人员上岗证非常重要。一般要检查现场施焊者是否具有相应资格焊工证书。对焊工资格控制的原则是：（1）严禁无证上岗；（2）必须从事证上考核通过的项目；（3）对合金高强度结构钢的焊接可以覆盖碳素结构钢的焊接；（4）焊接难度大的项目可以覆盖焊接难度低的项目。

4.2.2对安装设备进行控制：所谓对安装设备进行控制，主要是指有计量要求的设备、器具。如：紧固高强螺栓用的扭矩扳手和测量长度用的各种钢尺以及无损检测用的探伤机等设备。对此类有计量要求的设备、器具均要经过检测，要检查其计量检定时间、检定周期，以确定设备是否在检定有效期内使用，其中钢结构安装用钢尺的精度级别还要求与土建用尺级别一致。因为合格设备是质量合格的基础，所以，施工过程中要严控施工设备，从设备工况上保证安装质量。

4.2.3对材料的控制：材料包括主材、辅材和螺栓紧固连接件等。主材指钢材，包括各种型钢和板材，现今主要是Q345和Q235材质。对主材要检查其材质证明书各项内容是否符合《低合金高强度结构钢》（GB/T1591 -2008）和《碳素结构钢》（GB700-2006）的规定；对有复验要求的还要检查化学成分和机械性能试验报告。辅材包括各种焊材、保护气体和涂料等，对低氢型焊材、焊剂必须进行烘焙；现场施焊要有保温桶等保温措施。对气体保护焊的辅助气体，要检查其合格证，以保证气体纯度满足使用要求，一般气体纯度体积比不宜低于99.5%，含水量不得超过0.005%（重量比）；防腐及防火涂料除要有质量证明书外，还要有专业权威部门出具的检测报告；对钢结构用的高强螺栓、普通螺栓应有产品合格证，对高强螺栓还要检查其扭矩系数、轴力的复验报告。

4.2.4对施工方案的控制：主要是看项目施工的施工方案（含《焊接工艺》）是否可行，比如：钢柱的安装顺序、钢梁安装顺序、吊车梁的安装顺序、高强螺栓的紧固顺序、钢柱及钢梁的调整顺序、冬季焊接施工的《焊接工艺》、冬季施工调整偏差的技术措施等，从安装顺序和工艺上能否满足技术要求，能否达到安装、使用的质量标准。

4.2.5对环境的控制：一般来讲，安装现场比厂内制造环境条件要差。因此，为了保证安装质量更要加大对环境因素的控制力度。比如：现场风速超过2m/s时，禁止使用气体保护焊；雨后需烤干构件上的水分方能施焊；环境温度低于0℃时需采取预热和保温措施等。

6.结论

篇（6）

钢结构在我国工程建设中的应用越来越多，而建筑工程中钢结构工程因其自身具有跨度大、利用空间宽大、施工进度快、经济实用等特点而被广泛应用于多层、大跨度工业厂房及跨度要求较大的公共建筑上，本文就对建筑工程钢结构施工管理要点进行了分析，在整个钢结构施工过程中保证了钢结构工程的安全施工。

一、建筑工程钢结构施工前准备阶段管理

在建筑工程钢结构施工前期，作为管理人员首先要清楚钢结构施工的基本流程，熟悉钢结构工程施工质量验收规范，要严格按照钢结构施工质量要求与验收规范严格检查施工流程的每个环节，在施工前的准备阶段，这些检查事项主要包括：一是要熟悉相关技术验收规范、各工序操作要点，通过工序分析掌握重点；二是要审阅并熟悉施工设计图纸，填写《图纸自审记录》，编写施工组织设计或施工方案、冬雨季施工技术措施，报送上级及有关部门审批；三是要督促各级技术负责人进行技术交底，有必要时还要邀请监理直接参加施工单位的技术交底，而且务必使操作人员掌握工艺技术要领和质量标准；四是试材料、构件、半成品进场后要按规定取样、送试并反馈质量检验状况。

二、建筑工程钢结构施工阶段的管理

1、质量管理

一方面要加强对原材料和构件的质量控制，目前，随着材料市场竞争压力的不断增大，大部分钢构件的加工已经实行工厂化生产，有很多生产厂商为了获得更高的经济利益，开始进行各种投机活动，生产各种伪劣产品，尤其是一些未取得生产许可证的生产厂，其产品质量大部分是不合格的，甚至是劣质的，而这些不合格的建筑产品充斥着整个建筑材料市场，即使有些建筑材料厂已经取得了生产许可证，但有些厂家的产品质量还是不合格，因此，对钢结构原材料和构件的质量验收是非常重要的，我们在进行原材料和构件的采购时，要搜集大量资料，综合各方面的信息，严格把握材料和构件的质量标准、使用性能，进行抽样检查，看是否符合施工要求，不能出现运到现场的原材料和构件与订货前的样品不符合的现象；在原材料和构件进场时，施工单位则必须要做好验收工作，要及时检查材料、构件合格证及各种检验报告，而且各种构件必须具备厂家批号和出厂合格证，还要对材料和构件的外观质量进行检查验收，看是否符合设计及相关规范要求，检验合格后再进行施工；一方面要强化对钢构件安装过程的质量控制，在钢构件的安装过程中，我们主要要控制好柱、梁和螺栓的安装，这是保证整个工程质量的关键，在安装柱、梁时，要确保柱是垂直的，且不会发生位移，在柱底板下的垫铁要垫实、垫平，钢结构主体结构的垂直度和整体平面弯曲度要合理，在钢结构工程中，所使用的螺栓主要有普通螺栓和高强螺栓，在安装之前，要严格仔细核对螺栓的大小、长度、标高及位置，在安装过程中，还要保证接触面平整，高强螺栓应自由穿入，不得敲打，在紧固螺栓时应沿着同一个方向进行，不要欠拧或者超拧螺栓，每天安装完毕后都要进行逐个检查，对不合格的要进行补拧或者更换；一方面要对钢结构焊接过程的质量控制，在钢结构的施工过程中，钢结构焊接质量的好坏对钢构件的安全使用具有直接影响，因此，在进行钢结构焊接前，首先要严格检查焊条的合格证，按说明书要求进行使用，依据焊接工艺评定报告，结合实际焊接施工经验制订相应的焊接工艺规程，让每位焊工熟悉牢记其主要内容，按照设计要求严格选用合格焊条，焊缝表面不得出现裂纹、焊瘤等，按规定的顺序和部位进行焊接，有时候遇到比较恶劣的天气时，我们也不能盲目行事，应确定施工时是否需要采取预热措施，制定具体的预热方法，预热温度及范围后

再进行焊接，当发现有不合格的焊缝时，不要擅自处理，要定出具体的修改工艺后再处理。

2、安全管理

一方面是脚手架的安全管理，在搭设方面：搭设脚手架时需要结合施工方案制定的标准进行，当搭设方案设计好后必须要交给工单位分管负责人审批签字，并提交给项目分管负责人检查验收，当确定方案合格之后才能投入具体操作；一方面是钢结构吊装安全管理，吊装钢结构施工工艺异常复杂，高空作业频繁且危险性系数高，在必要时可专设立钢结构吊装施工专项管理小组，钢结构的吊装安全管理重大的危险源就是高空作业，高空作业的安全带是确保施工人员在高空作业安全的必要条件，所以所有参加高空作业的施工人员必需佩戴合格的安全带，且严格按要求使用，而安全带只是物的一种安全形式，还需要结合对人的安全行为以及安全管理并考虑环境的影响因素从而有效的进行钢结构吊装安全的管理；一方面要加强吊装现场安全管理，在钢结构吊装时，为防止人员、物料和工具坠落或飞出造成安全事故，需铺设安全网，在接柱处要设操作平台，而且平台周边应有操作人员的护身圈或护栏装置，在吊装柱子前，要先将登高钢梯固定在钢柱上，六级以上大风和雷雨、大雾天气，应暂停露天起重和高空作业；一方面是在工程施工中要加强安全管理，其每个环节都需要管理人员加以控制，这样可以保证施工过程的顺利进行，消除各种意外事故及不利影响，将事故发生的概率降低到合理水平，保证工程顺利实施，安全施工是钢结构施工中的重要环节，高层钢结构施工的特点是高空、悬空作业点多，所以为了杜绝安全事故的发生，施工现场应成立安全监督小组，各专业均设立了专职安全员，严格工序安全管理，制定周密完善的安全生产文明施工管理条例和考核办法，对职工也要进行定期的安全教育，树立“安全第一”的思想，并采用经济手段，切实加强施工人员的安全意识。

三、竣工验收的质量与安全管理

对于钢构件的质量验收：除了按明细表核查数量，并进行外观感官、几何尺寸、合格证检查外，还要检查的资料有：钢材材质的复试单（原件）：钢材的材质证明（复印件须盖生产单位公章，还需说明原件的存放地）；无损检测报告（原件），而且在竣工验收中，应做到：由现场管理部门作好建设单位及有关部门的协调，确定竣工验收的时间、地点、方式；竣工验收前现场管理部门做好现场卫生清理工作，安装工程的资料汇总及整理工作并出具锻工报告》、缸程综合评定茅夺及其它资料；在竣工验收后，还应将竣工资料送交建设单位及质监单位签字确定工程等级，并送至相关部门存档。

结束语：

综上所述，要彻底改变建筑钢结构工程质量与安全，就需要从设计、制作、安装施工、验收、维护保养等方面层层把关，才能保障其质量和安全等指标的达标和稳定，所以，钢结构制作工厂、安装企业、建筑工程施工与设计部门的技术和管理人员，在钢结构施工、验收、监督、监理等过程中，应该发挥合力作用，才能达到满意的效果。

篇（7）

名：级：号：绩：

2011．4

常用建筑装饰铝合金材料种类及其特征性

——铝合金材料种类及其特征

学（

生：

学

号：）

常州工学院

摘要：铝是一种比较年轻的金属, 其整个发展历史也不过200年, 而

有工业生产规模仅仅是20世纪初才开始的。但是由于一系列优良特性，以及高的回收再生性，因此，在工程领域内, 铝一直被认为是“机会金属”或“希望金属”, 铝工业一直被认为是“朝阳工业”。发展速度非常快, 铝材已广泛用于交通运输、包装容器、建筑装饰、航空航天、机械电器、电子通讯、石油化工、能源动力、文体卫生等行业, 成为发展国民经济与提高人民物质和文化生活的重要基础材料。在国防军工现代化、交通工具轻量化和国民经济高速持续发展中

占有极为重要的地位, 是许多国家和地区的重要支持产业之一。特别是当今世界人类的生存和发展正面临着资源、能源、环保、安全等问题的严峻挑战, 加速发展铝工业及铝合金材料加工技术更有着重大的

战略意义。

关键词：铝合金概念用途分类特性应用

一、铝合金概要

以铝为基的合金总称。主要合金元素有铜、硅、镁、锌、锰，次要合金元素有镍、铁、钛、铬、锂等。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。

铝合金的用途也非常广泛。铝合金是纯铝加入一些合金元素制成的，如铝—锰合金、金、铝—锌—镁比纯铝具有性能：易加性高、用范装饰效

色丰富。铝合金分硬铝、超硬铝等种类，各种使用范围，并有各自的代号，以供使

铝—铜合金、铝—铜—镁系硬铝合

—铜系超硬铝合金。铝合金

更好的物理力学

工、耐久

适围广、果好、花为防锈铝、类均有各自的用者选用。

而且铝合金仍然保持了质轻的特点，机械性能明显提高。铝合金材料的应用有以下三个方面：一是作为受力构件；二是作为门、窗、管、盖、壳等材料；三是作为装饰和绝热材料。利用铝合金阳极氧化

处理后可以进行着色的特点，制成各种装饰品。铝合金板材、型材表面可以进行防腐、轧花、涂装、印刷等二次加工，制成各种装饰板材、型材，作为装饰材料。

铝合金是应用最广的一种防锈铝，它的强度不高，不能热处理强化，在退火状态下有高的塑性，而蚀性好，焊接性好，切削加工性不良。用於制造要求高可塑性和良好焊接性、在液体或气体介质中工作的低载荷零件如油箱、油管、液体容器等；线材可制作铆钉。

二、铝合金分类及应用

铝合金种类很多，用于建筑装饰的铝合金是变形铝合金中的锻铝合金（简称锻铝，代号LD）。锻铝合金

是铝镁硅合金（AI——Mg——St合

金），其中度，冲击韧可以高速挤壁、中空的各结构复杂的性能和耐蚀性十分光洁，并且

AI—Mg—St系合金中应用最为广泛的合金品种。

铝合金按照成分可以分为以下几种：一般铝合金、锻铝合金、铍铝合金、银铝合金、硬铝合金、镍铝合金、稀土铝合金、银锰铝合

的LD31具有中等强性高，热塑性极好，压成结构复杂、薄种型材或锻造成锻件。LD31的焊接优良，加工后表面容易着色，是

金、金钯铬铝合金、金钯钼铝合金、金钯铁铝合金等。例：典型牌号有LD2-2（6070）、LD10（2014）、LD30（6061）、LD31（6063）。其中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、线及锻主要用作高负荷的件。LD30和LD31中等强度，有良好的和优良的可焊性、抗性，无应力腐蚀裂倾

件，结构具有塑性蚀向，

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。

铝合金按照工艺可以分为：防锈铝合金、低温铝合金、超硬铝合金、变形铝合金、耐热铝合金、特殊铝合金、铸造铝合金。例：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。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。

铝合金按加工方法可以分为变形铝合金和铸造铝合金。

铝合金的广泛应用：铝合金门窗、铝合金百页窗帘、铝合金装饰板、铝箔、镁铝饰板、镁铝曲板、铝合金吊顶材料、铝合金栏杆、扶手、屏幕、格栅等。

例如：铝箔是指用纯铝或裢合金加工成的薄片制品。铝箔有很好的防潮性能和绝热性能，所以铝箔以全新的多功能保温隔热材料和防潮材料广泛用于建筑业；如卷材铝箔可用作保温隔热窗帘，板材铝箔（如铝箔波形板、铝箔泡沫塑料板等）常用在室内，通过选择适当色调图案，可同时起很好装饰作用。

三、铝合金特征性

从总体来说：铝是一种轻金属,密度小(2.79/Cm3),具有良好的强度和塑性，铝的导电性能和导热性能都很好，化学性质也很活泼，暴露于空气中，表面易于生成一层氧化铝薄膜，保护下面金属不再受到腐蚀，所以铝在大气中耐蚀性较强，但因薄膜极薄，因而其耐蚀性有一定限度。纯铝具有很好的塑性，可制成管、棒、板等。

但铝的强度和硬度较低。铝的抛光表面对白光的反射率达80％以上，对紫外线、红外线也有较强的反射能力。铝还可以进行表面着色，从而获得具有良好的装饰效果。铝合金具有较好的强度，超硬铝合金的

强度可达600Mpa，普通硬铝合金的抗拉强度也达200-450Mpa，它的比钢度远高于钢，因此在机械制造中得到广泛的运用。

铝的导电性仅次于银和铜，居第三位，用于制造各种导线。铝具有良好的导热性，可用作各种散热材料。铝还具有良好的抗腐蚀性能和较好的塑性，适合于各种压力加工。铝合金按加工方法可以分为变形铝合金和铸造铝合金。变形铝合金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。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。铸造铝合金按化学成分可分为铝硅合金，铝铜合金，铝镁合金和铝锌合金。

然而总体特性有以下一些：

1:质轻：铝的比重为钢铁的三分之一,在运输工具及自动化设备上扮演极其重要的角色。

2:强度:利用各种合金这添加和轧延,锻压及不同等级这热处理制程,可生成之强度达HB25°-HB167°之各种铝合金产品。3:耐蚀性:铝在自然环境中,表面会自然形成薄层之氧化膜,可阻绝空气中氧避免进一步氧化,具有优良之耐腐蚀性.铝表面如再经各种不同层次之处理,其耐腐蚀性更佳,可适用于较为恶劣之环境。

4:成型性:利用完全退火或局部退火可生成较为

软质之铝合金,适用于各种成型加工及折弯,冲压,深冲等加工.。

5:导电性:铝的导电性为铜之60%,但重量仅为铜的三分之一,相同重量之铝其导电度为铜之二倍,故以导电度计算,铝的成本远低于铜。

6:导热性:铝的热传导性极佳,故在电器,电子散热系统及家庭五金,热交换器上被广泛使用。

7:加工性:铝的加工特性佳可被加工成棒,线.挤型,片,板,塑型材,供各种用途使用.尤其2XXX/6XXX/7XXX等系列铝合金,可做精密

车,铣.被广泛用于航太,电子,机械零组件,自动化生产及高科技设备

等。

8:耐热：一般铝合金均不耐高温,且在高温状态下会生成变形,但在研究人员的努力下,已研发出可耐高温达427℃不变形的新铝合金材料。

9:无毒性:铝不具毒性,在食品容器及食品包装材料如铝罐,铝箔包(利乐包)等,应用极多。

10:环保性:铝之价格较一般铁.钢材高,但易于回收重熔使用.为当前最环保之金属材料。

11:表面处理:铝具有优良之表面处理性,包括阳极处理,涂覆,电镀等等，尤其阳极处理可利用不同之化学染剂生成各种色彩及高硬度之皮膜。

12:无低温特性：铝在超低落温之状态下,无一般碳钢的脆化问题。

四、铝合金应用

铝与铝合金由于自身的优良特性，所以用途非常广。比如：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。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。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。

下面就根据铝合金的特性介绍下广泛的用途。

1：应用最广的一种防锈铝（代号LF21），它的强度不高，不能热处理强化，在退火状态下有高的塑性，而蚀性好，焊接性好，切削

加工性不良。用于制造要求高可塑性和良好焊接性、在液体或气体介质中工作的低载荷零件如油箱、油管、液体容器等；线材可制作铆钉。而且耐蚀性高、焊接性能好。导

热性、导电性比纯铝低得多。可用冷变形加工进行强化而不能热处理强化。适用于作焊接结构件。

2：硬铝，有较高的强度，热变形时塑性高，可热处理强化，在淬火及人工时效状态下使用，在退火和刚淬火状态下塑性中等，点焊性能好，气焊和氩弧时有裂纹倾向，抗蚀性不高，切削加工性在淬火和冷作硬化后尚好，退火后低。切削加工性良好，耐蚀性比LD7、LD8耐热锻铝较好，在挤压半成品中，有形成粗晶环的倾向，用于制造在较高温度下工作的承力结构件。

3：高强度铝合金，在退火和刚淬火状态下的可塑性中等，可热

处理强化，通常在淬火、人工时效状态下使用，此时得到的强度比一般硬铝高得多，但塑性较低，有应力集中倾向，点焊性能良好，气焊不良，热处理后的切削加工性良好，退火状态稍差，LC9板材的静疲劳、缺口敏感、抗应力腐蚀性能稍优于LC4。用于制造承力构件和高载荷零件等

4：高强度锻铝，热

态下有高的可塑性，易

于锻造、冲压，可热处

理强化，工艺性能较

好，抗蚀性也较好，但

有晶间腐蚀倾向，切削

加工性和点焊、滚焊、

接触焊性能良好，电焊、气焊性能不好。用于制造形状复杂和中等强度的锻件和冲压件等。

还有中等强度铝，在热态和退火状态下可塑性高，易于锻造、冲压，在淬火和自然状态下具有LF21一样好的耐蚀性，易于点焊和氢原子焊，气焊尚可。切削加工性在淬火时效后尚可。用于制造塑性和高耐蚀性、中等载荷的零件以及形状复杂的锻件。

五、结束语

在当今科技高度发展的世界，生活中运用的建筑材料越来越多，

并且质量越来越好，优点越来越多，更加满足了人们的生活需求。我相信在以后的日子里，人们会更加努力的去探索、去发现研究这一类更能满足人们生活需求的建筑装饰材料。

参考文献：

《电解法生产铝合金》；

《铝合金、铝合金制品挤压成形与表面处理》；