WELDURAL铝合金的热变形行为及本构模型建立

　　WELDURAL铝合金的用途及特性分析

　　基本概述

　　WELDURAL是法国Pechiney公司(现属美国铝业)开发的一种可焊高强度铝合金，属于Al-Zn-Mg系合金，专为解决传统高强铝合金焊接性能差的问题而设计。该合金在焊接状态下仍能保持较高强度，广泛应用于需要焊接结构的高强度铝合金部件。

　　WELDURAL化学成分：

　　硅 Si ：≤0.50

　　铜 Cu ：3.8～4.9

　　镁 Mg：1.2～1.8

　　锌 Zn：≤0.30

　　锰 Mn：0.30～0.9

　　钛 Ti ：≤0.15

　　镍 Ni：≤0.10

　　铁 Fe：0.000～ 0.500

　　铁+镍 Fe+Ni： 0.000～ 0.500

　　WELDURAL力学性能：

　　电导率20℃(68℉)---30-40

　　(%IACS)

　　密度(20℃)(g/cm3)---2.78

　　抗拉强度(25°C MPa)---472

　　屈服强度(25°C MPa)---325

　　硬度(500kg力10球)---120

　　延伸率(1.6(1/16in)厚度) ---10

　　大剪应力(MPa)---285

　　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

　　WELDURAL热处理规范：

　　均匀化退火：加热480～495℃;保温12～14h;炉冷。

　　退火:加热390～430℃;保温时间30～120min;炉冷至300℃，空冷。

　　快速退火：加热350～370℃;保温时间为30～120min;空冷。

　　淬火和时效:淬火495～505℃,水冷;人工时效185～195℃,6～12h,空冷;自然时效:室温96h。

　　物理性质

　　密度: 2.78g/cm³

　　熔点范围: 476-635°C

　　热导率: 134W/(m·K)

　　电导率: 32-35%IACS

　　焊接特性(主要优势)

　　优异的焊接性能: 可采用常规MIG/TIG焊接

　　焊接接头效率: 可达母材强度的85-90%

　　低热裂倾向: 焊接热裂纹敏感性显著低于其他高强铝

　　焊后自然时效: 焊接后强度可自然恢复提高

　　主要应用领域

　　交通运输

　　高铁车体焊接结构

　　地铁车辆承载框架

　　特种车辆焊接部件

　　工程机械

　　起重机臂架系统

　　挖掘机回转平台

　　高空作业车臂架

　　建筑结构

　　大型空间网格结构

　　桥梁人行道结构

　　建筑幕墙支撑体系

　　其他应用

　　船舶上层建筑

　　压力容器外壳

　　大型焊接模具框架

　　热处理工艺

　　标准热处理

　　T4状态: 固溶处理后自然时效

　　T6状态: 固溶处理后人工时效(推荐用于焊接结构)

　　焊接相关热处理

　　焊后局部时效处理(150°C×5h)

　　焊后整体热处理(适用于关键结构)

　　焊接工艺指南

　　推荐焊接方法

　　MIG焊接: 常用方法

　　保护气体: Ar或Ar+He混合气

　　焊丝: ER5356或专用匹配焊丝

　　TIG焊接: 适用于薄板

　　搅拌摩擦焊(FSW): 高质量连接

　　焊接参数建议

　　参数薄板(2-5mm)中板(6-12mm)厚板(>12mm)

　　电流(A)110-150180-240260-320

　　电压(V)19-2222-2626-30

　　速度(cm/min)30-5025-4020-35

　　热输入(kJ/cm)6-1012-1818-25

　　表面处理方案

　　化学转化处理: 铬酸盐或无铬转化膜

　　阳极氧化: 推荐硫酸阳极氧化

　　喷涂防护: 环氧底漆+聚氨酯面漆系统

　　复合防护: 阳极氧化+封闭+喷涂层

　　与其他可焊铝合金对比

　　特性WELDURAL508360617005

　　焊接强度(MPa)280-320220-260180-220240-280

　　母材强度(MPa)380-420270-310310350-400

　　焊接性极好良好好

　　耐蚀性良好极好好中等