WELDURAL铝合金3D打印工艺参数优化与缺陷控制

　　WELDURAL板材铝合金（Al-Zn-Mg系可焊铝合金）的用途及特性

　　WELDURAL（对应国际牌号7000系列铝合金，类似7020/7022）是一种高强度可焊铝合金，具有优异的焊接性能、中高强度和良好耐蚀性，广泛应用于轨道交通、汽车制造和船舶结构等领域。

　　1. 主要特性

　　特性描述

　　高强度抗拉强度可达300-400MPa（T6状态）

　　优异焊接性焊接接头强度可达母材的80%以上

　　良好耐蚀性优于普通7xxx系铝合金

　　加工性能好可进行冲压、折弯等成型加工

　　轻量化密度仅2.78g/cm³（约为钢的1/3）

　　WELDURAL化学成分：

　　铬(Cr)≤0.04

　　锆(Zr)0.08～0.15

　　锌(Zn)5.7～6.7

　　硅(Si)≤0.12

　　铁(Fe)0.000～0.150

　　锰(Mn)≤0.10

　　镁(Mg)1.9～2.6

　　钛(Ti)≤0.06

　　铜(Cu)2.0～2.6

　　铝(Al) 余量

　　注：单个:≤0.05;合计:≤0.15

　　WELDURAL铝棒力学性能：

　　密度：20℃(68℉)时为 2.83g/cm3(0.102lb/in3)。

　　退火温度 415℃(775℉)

　　固溶温度 475℃(890℉)

　　时效温度 120-175℃(250-350℉)

　　注 ：管材室温纵向力学性能

　　试样尺寸：所有壁厚

　　WELDURAL铝合金热处理工艺

　　1、熔炼

　　WELDURAL合金特点是含Mn，Mn是难熔金属，熔炼温度应控制在740-760℃。取样前均匀搅拌两次以上，保证金属完全熔化、温度准确、成分均匀。搅拌后在铝液深度的中部、炉膛左右两侧各取一个样进行分析，分析合格后即可转炉。

　　2、净化与铸造

　　熔体转入静置炉后，用氮气和精炼剂进行喷粉、喷气精炼，精炼温度735-745℃，时间15分钟，精炼完后静置30分钟。通过此过程除气、除渣、净化熔体。　熔

　　铸时在铸模至炉口间有两道过滤装置，炉口有泡沫陶瓷过滤板(30PPI)过滤，铸造前用14目玻璃纤维丝布过滤，充分滤去熔体中的氧化物、夹渣。

　　WELDURAL合金铝板铸造温度偏高，铸造速度偏低，水流量偏大，上述工艺需严格控制，不能超出范围，否则容易导致铸造失败。

　　3. 主要用途

　　应用领域典型应用部件

　　轨道交通高铁车体、地铁结构件

　　汽车工业车身框架、保险杠防撞梁

　　船舶制造甲板、上层建筑

　　工程机械起重机臂架、工程车结构件

　　4. 热处理与加工工艺

　　典型处理工艺：

　　固溶处理：470-490℃水淬

　　人工时效：T6（120℃×24h）或T73（双级时效）

　　焊接工艺：推荐使用5356/5183焊丝

　　机械性能对比：

　　状态抗拉强度(MPa)屈服强度(MPa)延伸率(%)

　　O（退火）220-250100-15012-16

　　T6350-400300-3508-12

　　焊接接头280-320240-2806-10

　　5. 与其他铝合金对比

　　对比项WELDURAL508360617075

　　系列7xxx5xxx6xxx7xxx

　　强度(MPa)350-400270-320240-310450-550

　　焊接性优优良差

　　耐蚀性良优优中

　　6. 使用注意事项

　　焊接保护：需采用高纯氩气保护（≥99.99%）

　　应力消除：焊后建议进行去应力退火

　　表面处理：可进行阳极氧化或喷涂防腐

　　避免接触：不宜与铜/钢直接接触（电偶腐蚀）

　　总结

　　WELDURAL铝合金通过优化的Zn-Mg系成分设计，在高强度、焊接性和耐蚀性之间取得了zhuoyue平衡。其焊接接头性能显著优于传统7xxx系铝合金，特别适合需要焊接组装的大型承力结构。在轨道交通等对轻量化和安全性要求极高的领域具有的优势，是当代先进交通装备制造的关键材料之一。