WELDURAL铝合金抗疲劳性实验室报告






WELDURAL 铝合金综合技术报告
材料定位与发展沿革
WELDURAL(编号EN AW-7020)是专门针对焊接结构优化的Al-Zn-Mg系可焊铝合金,由欧洲铝业协会在20世纪70年代开发。作为传统7xxx系列铝合金的改良版本,它通过降低Cu含量和优化Mg/Zn比,在保持较高强度的同时显著改善了焊接性能。
WELDURAL化学成份:
Cu:0.15-0.4
Si:0.4-0.8,
Fe:0.7-,0.13
Mn0.15-0.50,
Mg:0.8-1.2
Zn:0.25-0.50
Cr:0.04-0.35
Ti:0.15
密度是2.72g/cm3
力学性能:
拉伸强度(25°CMPa)
屈服强度(25°CMPa)
硬度500kg力10mm球
延伸率1.6mm(1/16in)厚度
注:管材室温纵向力学性能
不同状态不同的性能。
WELDURAL铝合金产品用途:
铝合金中的主要合金元素为镁与硅,具有中等强度、良好的抗腐蚀性、可焊接性,氧化效果较好。广泛应用于要求有一定强度和抗蚀性高的各种工业结构件,
如制造卡车、塔式建筑、船舶、电车、铁道车辆、家具等。
核心性能特征
典型力学性能(T6状态)
抗拉强度:350-380MPa
屈服强度:290-320MPa
延伸率:10-14%
断面收缩率:25-35%
布氏硬度:100-115HB
焊接关键性能
焊接系数:0.85-0.90(明显优于7075的0.6-0.7)
热影响区软化率:<15%(传统7xxx约30-40%)
焊接裂纹敏感性:极低(CST测试<2mm)
热处理工艺方案
标准处理流程
固溶处理:470±5℃/1h + 水淬
自然时效:T4状态(室温96h)
人工时效:
T6:120℃/24h
T651:预拉伸1-3%后时效
特殊处理变体
回归再时效(RRA):
120℃/24h→180℃/30min→120℃/24h
双级时效:
阶段:100℃/8h
第二阶段:140℃/16h
五大应用领域
1. 运输装备制造
轨道交通车厢整体焊接结构
重型卡车底盘纵梁
特种车辆防滚架
2. 工程机械
起重机伸缩臂
挖掘机回转平台
混凝土泵车臂架
3. 船舶制造
高速船体焊接结构
海洋平台模块
潜艇耐压壳体非主承力部位
4. 建筑结构
大跨度空间网格结构
人行天桥主体
抗震建筑耗能构件
5. 装备
轻型装甲车体
导弹发射架
野战设备支架
焊接工艺规范
推荐焊接方法
MIG焊:
焊丝:ER5356或ER5183
保护气体:Ar+30%He
热输入:0.8-1.2kJ/mm
FSW搅拌摩擦焊:
转速600-800rpm
行进速度100-150mm/min
轴肩直径≥1.2×板厚
激光复合焊:
激光功率4-6kW
电弧电流180-220A
离焦量+1~+3mm
焊前准备要求
坡口角度:60±5°
钝边高度:1/3板厚
清洁度:擦拭后无残留
典型焊接接头性能
性能指标MIG焊FSW激光焊
抗拉强度(MPa)310335345
屈服强度(MPa)260290300
延伸率(%)6.58.27.8
疲劳极限(10⁷周次)125145150
弯曲角度(2t)90°>120°100°
防腐蚀处理方案
表面包铝:采用7072铝合金包覆层(厚度5-10%板厚)
阳极氧化:硬质氧化20-25μm(适用于非焊接区)
喷涂系统:
底漆:环氧富锌漆50μm
中间层:环氧云铁80μm
面漆:聚氨酯50μm
材料对比优势
参数WELDURAL60827005
焊接系数0.880.950.80
焊后强度(MPa)325240280
热影响区宽度(mm)3-52-36-8
应力腐蚀门槛值(MPa)200150180
材料成本指数1.21.01.1
典型失效案例改进
焊接气孔问题:
原因:保护气体不纯
对策:改用99.999%高纯Ar+0.015%N2混合气
热影响区软化:
原因:焊接热输入过高
方案:采用脉冲MIG+后热200℃/2h
应力腐蚀开裂:
原因:焊后残余应力
改进:振动时效处理+喷丸强化
WELDURAL铝合金通过jingque的化学成分控制和优化的热处理制度,在可焊铝合金中实现了强度与焊接性的佳平衡。其独特的低Cu高Zn-Mg体系使热影响区性能劣化大幅降低,成为重型焊接结构的材料,特别适用于需要承受动态载荷的移动装备制造领域。
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