WELDURAL铝合金板材的制备与强化机制

　　WELDURAL 高强可焊铝合金板材技术档案

　　材料基础信息

　　WELDURAL是法国Pechiney公司研发的Al-Zn-Mg系特种焊接铝合金（欧标EN AW-7020改进型），专为解决传统7xxx系合金焊接难题而开发。其化学成分特点：

　　WELDURAL化学成分：

　　铝 Al ：余量

　　硅 Si ：≤0.40

　　铜 Cu ：≤0.10

　　镁 Mg：4.0～4.9

　　锌 Zn：≤0.25

　　锰 Mn：0.40～1.0

　　钛 Ti ：≤0.15

　　铬 Cr：0.05～0.25

　　铁 Fe： 0.000～ 0.400

　　注：单个:≤0.05;合计:≤0.15

　　WELDURAL力学性能：

　　抗拉强度 σb (MPa)：≥480

　　条件屈服强度 σ0.2 (MPa)：≥177

　　伸长率 δ5 (%)：≥40

　　断面收缩率 ψ (%)：≥60

　　硬度 ：≤187HB;≤90HRB;≤200HV

　　密度：3.00g/cm3;

　　注 ：棒材室温纵向力学性能

　　试样尺寸：棒材直径(方棒、六角棒内切圆直径)≤22

　　物理特性

　　密度：2.78 g/cm³

　　热膨胀系数：23.6×10⁻⁶/K（20-100℃）

　　热导率：140 W/(m·K)

　　电阻率：45 nΩ·m

　　机械性能（T6状态）

　　性能指标典型值测试标准

　　抗拉强度340-370 MPaEN 10002-1

　　屈服强度280-310 MPa

　　延伸率12-14%

　　焊接系数0.90-0.95ISO 15614-1

　　硬度(HB)100-110ISO 6506

　　三大技术突破

　　革命性焊接性能

　　热影响区强度保留率≥85%

　　无需焊后热处理

　　焊接裂纹敏感性指数<3%（传统7xxx系约15%）

　　优异的应力腐蚀抗力

　　EXCO试验评级EB（ASTM G34）

　　SCC门槛应力>75%YS

　　优于AA7039合金40%

　　独特的时效特性

　　自然时效稳定性佳（T4状态）

　　双级时效响应快（T6状态120℃×8h）

　　典型应用领域

　　轨道交通

　　高铁端部防撞结构（EN 15227标准）

　　地铁车体模块（整体焊接设计）

　　有轨电车底架（抗疲劳要求）

　　特种车辆

　　装甲运兵车侧围（抗弹击焊接结构）

　　消防车云梯臂（高强度轻量化）

　　全地形车框架（多道焊缝结构）

　　工程机械

　　起重机伸缩臂（高刚度焊接件）

　　挖掘机动臂（变截面设计）

　　混凝土泵车臂架（多工况适应性）

　　船舶制造

　　快艇甲板（耐海水腐蚀）

　　巡逻舰上层建筑（减重要求）

　　深海装备支架（高压焊接结构）

　　加工与处理技术

　　标准热处理工艺

　　固溶处理：

　　温度：465±5℃

　　保温时间：1h/25mm厚度

　　淬火介质：聚醚淬火液（30℃）

　　时效方案：

　　T6：120℃×8h

　　T73：107℃×7h + 163℃×7h（耐蚀优先）

　　焊接工艺窗口

　　焊接方法参数范围配套焊材

　　MIG22-26V, 180-220AER5356

　　FSW转速600-800rpm无需填充材料

　　激光焊3.5-4.5kW, 1.5-2m/minAlMg4.5MnZr

　　表面处理技术

　　阳极氧化：

　　硫酸法：膜厚15-20μm

　　铬酸法：膜厚8-12μm

　　喷涂系统：

　　底漆：环氧锌黄（20μm）

　　面漆：聚氨酯（60μm）

　　化学转化：

　　锆钛系处理（无铬）

　　涂层重0.3-0.8g/m²

　　材料对比分析

　　特性WELDURALAA6082-T6AA7039S355钢

　　比强度★★★★★★★★★★☆★★

　　焊接效率★★★★★★★★★★★★★★★★

　　耐蚀性★★★★★★★☆★★★★★

　　疲劳寿命★★★☆★★★★★★★★★★★

　　成本指数1.61.01.80.7

　　应用技术规范

　　设计指南

　　焊接接头效率按0.9计算

　　动载结构安全系数≥2.2

　　避免与不锈钢直接接触

　　加工要点

　　剪切间隙取板厚12-15%

　　攻牙前需预钻底孔（75%螺纹深度）

　　铣削宜采用顺铣方式

　　质量控制

　　焊前需脱脂

　　关键焊缝RT检测等级B（EN ISO 17636）

　　定期硬度测试监控时效状态