WELDURAL铝合金在新能源汽车电池包中的创新应用

　　WELDURAL板材铝合金：高强度可焊铝合金全面解析

　　1. 基本概述

　　WELDURAL是法国开发的特殊铝合号（法国标准A-U4SG），属于Al-Cu-Mg系合金，国际近似牌号为2024铝合金。该合金显著特点是兼具高强度与良好焊接性能，在航空航天领域有重要应用。

　　2. 核心特性

　　2.1 机械性能（T351状态）

　　抗拉强度：440-490 MPa

　　屈服强度：290-340 MPa

　　延伸率：10-15%

　　疲劳强度：140 MPa (10⁷ cycles)

　　2.2 物理特性

　　密度：2.78 g/cm³

　　弹性模量：73 GPa

　　热导率：121 W/(m·K)

　　线膨胀系数：23.2×10⁻⁶/°C (20-100°C)

　　2.3 独特优势

　　高强度与焊接性平衡（优于传统2系铝合金）

　　优异的损伤容限性能

　　良好的高温性能（150°C下保持强度）

　　的抗疲劳裂纹扩展能力

　　WELDURAL化学成分：

　　铝 Al ：余量 ;

　　硅 Si ：0.25;

　　铜 Cu ：0.10;

　　镁 g：2.2～2.8;

　　锌 Zn：0.10;

　　锰 n：0.10;

　　铬 Cr：0.15～0.35 ;

　　铁 Fe： 0.4 0 。

　　WELDURAL力学性能

　　抗拉强度(σb ) ：170～305Pa

　　条件屈服强度 σ0.2 (Pa)≥65

　　弹性模量(E)： 69.3～70.7Gpa

　　退火温度为：345℃。

　　质量特征

　　密度：2.80g/c3。

　　弹性模量：平均拉伸和压缩力：72.4GPa(10.5×106psi);压缩比拉伸的模量大。

　　刚性模量：27.5GPa(4×106psi)

　　WELDURAL热处理规范：

　　均匀化退火:加热440℃;保温12～14h;空冷。

　　快速退火:加热350～410℃;保温时间30～120in;空或水冷。

　　高温退火:加热350～420℃;成品厚度≥6或<6时,保温时间为2～10in或10～30in;空冷。

　　低温退火:加热250～300℃或150～180℃;保温时间为1～2h,空冷.

　　4. 典型应用

　　4.1 航空航天领域

　　✈️ 飞机机身蒙皮（特别是需要焊接的区域）

　　 航天器燃料箱结构

　　 直升机旋翼连接部件

　　飞机地板支撑结构

　　4.2 交通运输

　　高速列车焊接结构件

　　特种车辆框架

　　船舶上层建筑焊接组件

　　4.3 工业装备

　　压力容器焊接壳体

　　大型机械焊接框架

　　移动式起重机臂架

　　4.4 其他特殊应用

　　军用设备可拆卸结构

　　可展开式空间结构

　　模块化建筑连接部件

　　5. 热处理工艺

　　状态处理工艺特点

　　O退火状态软态，成形性好

　　T3固溶+冷加工+自然时效高强高韧

　　T351固溶+拉伸+自然时效消除残余应力

　　T8固溶+冷加工+人工时效高强度

　　T851特殊时效处理改善焊接性能

　　6. 焊接技术指南

　　WELDURAL的特殊焊接特性使其在航空制造中备受青睐：

　　推荐焊接方法：

　　惰性气体保护焊（TIG/MIG）

　　搅拌摩擦焊（FSW）

　　电子束焊（用于精密部件）

　　焊材选择：

　　优先使用4047（Al-Si）焊丝

　　特殊场合使用2319（Al-Cu）焊丝

　　焊条电弧焊不推荐

　　焊接工艺要点：

　　预热温度：120-150°C

　　层间温度：≤150°C

　　焊后需自然时效≥96小时

　　焊后处理：

　　喷丸处理可提高疲劳性能

　　局部热处理消除焊接应力

　　建议进行X射线检测

　　7. 表面处理方案

　　化学处理：

　　铬酸阳极氧化（厚度10-20μm）

　　无铬化学转化膜（环保型）

　　涂层系统：

　　环氧底漆+聚氨酯面漆

　　等离子喷涂陶瓷涂层（高温应用）

　　特殊防护：

　　对焊接区域额外防腐处理

　　接触碳纤维需绝缘处理

　　8. 使用注意事项

　　加工建议：

　　钻孔：使用钴高速钢钻头，转速300-500rpm

　　铣削：每齿进给量0.05-0.15mm

　　车削：切削速度200-300m/min

　　腐蚀防护：

　　避免与异种金属直接接触

　　海洋环境需特别防护

　　定期检查应力腐蚀裂纹

　　存储条件：

　　室内存放，相对湿度≤60%

　　与酸碱物质隔离

　　板材需平放防止变形

　　9. 与类似合金对比

　　参数WELDURAL2024-T37075-T66061-T6

　　焊接性★★★★☆★★☆☆☆★☆☆☆☆★★★★☆

　　强度★★★★☆★★★★☆★★★★★★★★☆☆

　　耐蚀性★★★☆☆★★☆☆☆★★★☆☆★★★★☆

　　疲劳性能★★★★☆★★★☆☆★★★★☆★★★☆☆

　　性价比★★★☆☆★★★★☆★★★☆☆★★★★★

　　WELDURAL特别适合需要焊接组装的高强度结构，在需要兼顾结构效率与制造工艺性的场合具有的优势。其性能价格比介于传统2系和7系铝合金之间，是航空制造领域的"特种兵"材料。