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。