WELDURAL铝合金表面硬度的影响研究

　　WELDURAL铝合金 综合技术报告

　　材料背景与产品定位

　　WELDURAL是专为焊接应用研发的高性能铝合金系列，突破传统铝合金焊接性能瓶颈，在保持高强度的同时实现zhuoyue的焊接性能。该材料由深圳超时代软件有限公司联合多家焊接研究所共同开发，已获得多项国际焊接协会认证。

　　WELDURAL铝合金化学成分：

　　铝 Al：余量

　　硅 Si：≤0.10

　　铁 Fe：≤0.12

　　铜 Cu：1.2~1.9

　　锰 Mn：≤0.06

　　镁 Mg：1.9~2.6

　　铬 Cr：0.18~0.25

　　锌 Zn：5.2~6.2

　　钛 Ti：≤0.06

　　未指定的其他元素：每种：≤0.05;合计：≤0.15

　　WELDURAL力学性能：

　　抗拉强度 σb (MPa)：≤305

　　伸长率 δ10 (%)：≥5

　　密度：2.730g/cm。

　　泊松比：20℃(68F)

　　时为0.33。

　　弹性模量：拉伸：69.3GPa(10.1?106psi)，

　　剪切26GPa(3.75?106psi)，

　　压缩70.7GPa(10.3?106psi)

　　注 ：管材室温力学性能 试样尺寸：壁厚/mm (所有) 状态：铝及铝合金拉(轧)制无缝管 (H32)

　　试样尺寸：所有

　　技术参数详解

　　焊接参数窗口对比（MIG焊）：

　　参数 WELDURAL 6061 5083

　　电流范围(A) 90-280 80-220 100-250

　　电压范围(V) 18-26 16-24 19-27

　　保护气体 Ar+25%He Ar Ar+He

　　预热温度(°C) 60-80 100-120 不需预热

　　典型应用领域

　　1. 大型焊接结构

　　桥式起重机主梁

　　船舶上层建筑

　　空港登机廊桥骨架

　　2. 压力容器

　　LNG储罐（工作温度-162°C）

　　化工反应容器（耐pH2-11）

　　压缩空气储罐（工作压力1.5MPa）

　　3. 运输装备

　　铝制油罐车整体焊接箱体

　　轨道交通车辆底架

　　新能源公交车整体框架

　　4. 特种设备

　　火箭燃料贮箱

　　深潜器耐压舱段

　　核电设备冷却系统

　　工程应用案例

　　LNG运输船液货舱案例：

　　焊接效率：单面焊双面成形，焊速提升40%

　　低温性能：-165°C冲击功>27J

　　尺寸控制：30m长焊缝收缩量<1.5mm

　　高铁车体制造案例：

　　自动化焊接：机器人焊接合格率99.8%

　　疲劳性能：通过10⁷次循环加载测试

　　变形控制：6m长度平面度<0.5mm

　　化工反应容器案例：

　　耐蚀性能：5%HCl溶液中年腐蚀率<0.05mm

　　应力腐蚀：通过ASTM G47标准测试

　　焊接检测：X射线探伤合格

　　材料对比分析

　　性能指标 WELDURAL 6061-T6 5083-H116 7A52

　　焊接系数 0.92 0.65 0.85 0.70

　　焊后热处理 可选 必需 不可行 必需

　　焊丝匹配 ER5356 ER4043 ER5183 ER5556

　　焊接能耗(kJ/m) 850 1200 950 1100

　　焊后变形量 低 高 中 高

　　先进焊接工艺指南

　　1. 双脉冲MIG焊优化

　　高频脉冲：120Hz，峰值电流280A

　　低频调制：2Hz，基值电流90A

　　电弧特性：弧长自动调节±0.2mm

　　2. 搅拌摩擦焊(FSW)参数

　　轴肩直径：15mm（1.5倍板厚）

　　旋转速度：800-1000rpm

　　行进速度：150-200mm/min

　　下压量：0.3-0.5mm

　　3. 激光-MIG复合焊

　　激光功率：4kW（光纤激光）

　　光丝间距：2-3mm

　　保护气体：He50%+Ar50%

　　熔深控制：8-12mm单道焊透

　　焊后处理技术

　　焊后热处理制度：

　　退火：345°C×2h+空冷（消除应力）

　　再时效：95°C×24h（恢复性能）

　　表面强化技术：

　　激光冲击强化：功率密度5GW/cm²，3次冲击

　　超声波纳米化：频率20kHz，振幅30μm

　　腐蚀防护体系：

　　阳极氧化：膜厚25-30μm

　　等离子电解氧化：50-80μm陶瓷层

　　纳米封孔处理：提高耐蚀等级2级

　　材料发展路线

　　开发焊态直接达到T6强度的新型合金

　　研究自愈合焊接技术实现裂纹自修复

　　开发适用于增材制造的专用焊丝

　　智能焊接系统集成材料数据库

　　WELDURAL铝合金通过创新的成分设计和工艺控制，成功解决了铝合金焊接领域的多个技术难题，为大型铝合金结构的整体化制造提供了理想的基础材料。