铝合金型材【结构管】工艺精细质保长久

        工业铝型材表面经过氧化后，外观非常漂亮，且耐脏，一旦涂上油污非常容易清洗，组装成产品时，根据不同的承重采用不同规格的型材，并采用配套铝型材配件，不需要焊接，较环保，而且安装、拆卸，轻巧便于携带、搬移极为方便。相对于其他金属材质而言，铝型材的可塑性强，生产性好，对于生产制作有很好的优势；铝型材具有很好的延展性能，可以与很多金属元素制作轻型合金，材质优质；铝型材具有模组化和多功能化，可快速架构出理想机械设备外衣。表面处理性能良好，外观色泽艳丽，无需油漆，弹性系数小，碰撞摩擦不起火花，在汽车工艺中表现*佳，没有金属污染，没有毒性。工业铝型材用途广泛，例如：1、建筑用铝型材：建筑铝型材主要包括门窗铝型材和幕墙铝型材；2、散热器铝型材：主要应用于各类电力电子设备散热、LED照明灯具散热、及电脑数码产品的散热等。3、工业铝型材：一般工业铝型材是指主要用于工业生产制造用的，如自动化机械设备、封罩的骨架以及各公司根据自己的机械设备要求定制开模，比如流水线输送带、机、点胶机、检测设备、货架等等，电子机械行业和无尘室等。4、汽车零部件铝型材：主要用于汽车零部件、连接件等。5、家具铝型材：主要用于家具装饰框、桌椅支撑件等6、太阳能光伏型材：包括太阳能铝型材边框、太阳能光伏支架、太阳能光伏瓦扣件等。7、轨道车辆结构铝合金型材：主要用于轨道车辆车体制造。8、装裱铝型材：制作成铝合金画框，装裱各种展览、装饰画。9、医用设备铝型材：主要应用于：担架车框架、医疗器械、医疗床等。
          铝合金压铸件可以被制造为压铸汽车配件、压铸汽车发动机管件、压铸空调配件、压铸汽油机气缸缸盖、压铸气门摇臂、压铸气门支座、铸电力配件、压铸电机端盖、压铸壳体、压铸泵壳体、压铸建筑配件、压铸装饰配件、压铸护栏配件、压铸轮等等零件。....铝合金压铸件可以被制造为压铸汽车配件、压铸汽车发动机管件、压铸空调配件、压铸汽油机气缸缸盖、压铸气门摇臂、压铸气门支座、铸电力配件、压铸电机端盖、压铸壳体、压铸泵壳体、压铸建筑配件、压铸装饰配件、压铸护栏配件、压铸轮等等零件。随着国内制造装备业发展水平的不断提高，压铸机的装备水平也显著提高，可以制造的零件种类也在不断得到扩大，压铸出来的零件的精度、零件的复杂程度也得到了较大的。铝合金压铸件擦伤问题是难以避免的。特征是顺着脱模方向，由于金属粘附，模具制造斜度太小而造成铸件表面的拉伤痕迹，严重时成为拉伤面。
产生原因：1、合金粘附模具。2、铝合金中含铁量低于0.6%。3、铸件顶出偏斜，或型芯轴线偏斜。4、型芯、型壁有压伤痕。5、型壁表面粗糙、6、型芯、型壁的铸造斜度太小或出现倒斜度。7、涂料常喷涂不到。排除措施：1、修正模具，保证制造斜度。2、打光压痕。3、合理设计浇注系统，避免金属流对冲型芯、型壁，适当降低填充速度。4、修正模具结构。5、打光表面。6、涂料用量薄而均匀，不能漏喷涂料。7、适当增加含铁量至0.6~0.8%。铝合金压铸件可以被制造为压铸汽车配件、压铸汽车发动机管件、压铸空调配件、压铸汽油机气缸缸盖、压铸气门摇臂、压铸气门支
            智能化焊接的应用前提工业铝型材材料制作的车体具有重量轻、耐腐蚀、外观平整度好及材料可再生利用等优点，因而受到世界各城市交通公司和铁道运输部门的青睐。工业铝型材车体在高速铁路车辆制造上具有不可替代的功能，因此工业铝型材车体的发展速度特别快。目前，全铝结构工业铝型材车辆已经广泛应用于我国铁路车辆动车组的制造和城市轨道交通车辆的制造，尤其高速动车组的钢结构全部是工业铝型材车体，应用*为广泛。在工业铝型材车体制造过程中，由于结构大量采用型材拼接，接头长且规则，便于自动化作业的实现，因此在该行业大量使用各种智能化焊接技术。智能化焊接在动车组工业铝型材车体上的应用实例：2001年，我公司建成了国内 条工业铝型材车体自动化焊接生产线，并利用国产材料，先后开发制造了210km/h工业铝型材车体电动车组、270km/h工业铝型材高速试验列车等动车组工业铝型材车体。2002年，实现了可批量生产工业铝型材车体生产的硬件条件。2004年，我公司从法国阿尔斯通公司引进了200km/h工业铝型材车体动车组CRH5。在成功引进200km/h动车组的前提下，又从德国西门子公司引进了300km/h工业铝型材车体动车组CRH3。自动焊在工业铝型材车体焊接中占有举足轻重的地位，它以焊接质量稳定，生产效率高等优点，得到焊接企业的广泛认可。现在，随着公司的发展与壮大，对于智能化焊接领域的需求大幅度提高。我公司高速动车组工业铝型材车体焊接生产，自动焊焊接量约占整车焊接总量的75%。主要采用的智能化焊接技术是自动MIG焊技术和搅拌摩擦焊技术，其中自动MIG焊应用*为广泛，约占自动焊焊接总量的95%，而搅拌摩擦焊还仅处于小面积应用和探索阶段，相在不久的未来，搅拌摩擦焊技术也会得到长足的发展。（1）高速动车组工业铝型材车体结构特点：高速动车组工业铝型材车体，主要分为中间车工业铝型材车体和头车工业铝型材车体。中间车工业铝型材车体主要由底架、侧墙、车顶、端墙等四个部位组成，头车工业铝型材车体主要由底架、侧墙、车顶、端墙及车头等五个部位组成。图1为CRH380型动车组中间车工业铝型材车体，图2为CRH380型动车组头车工业铝型材车体。CRH380型动车组工业铝型材车体，底架组成主要由地板、底架边梁、KK端/FE端、裙板以及各种小件组合而成。车顶主要由圆顶、平顶、车顶边梁、空调框、端顶组成，通过台组成以及各种小件组合而成。侧墙组成主要由侧墙板、门立柱、应接板以及各种小件组合而成。端墙主要由端墙板、端角柱、车顶连接梁、车顶侧弯梁以及各种小件组合而成。车头组成主要由左右侧墙、前墙、前窗框、环形框以及各种小件组合而成。（2）自动MIG焊技术在高速动车组工业铝型材车体制造上的应用：高速动车组工业铝型材车体焊接通常分为车体大部件自动焊、小部件自动焊和总组成自动焊。大部件自动焊一般指车顶板、平顶板、地板、车顶及侧墙自动焊；小部件自动焊一般指端墙、车头、隔墙、裙板及车钩座自动焊；总组成自动焊一般指侧墙和车顶、侧墙和底架连接缝自动焊。工业铝型材车体制造中投入大型关键焊接设备，是制造工业铝型材车体的必备条件。在高速动车组工业铝型材车体的制造过程中，为了提高整机产品的焊接质量，焊接生产效率，降低劳动强度，公司曾先后投入了龙门式IGM机械手、悬臂式ESAB专机、SMC专机、FOOKE专机、OTC专机及小型IGM机械手、CLOOS机械手、OTC机械手等自动焊设备，以此实现自动MIG焊接技术的应用。大部件自动焊主要采用龙门式IGM机械手和悬臂式ESAB专机等设备，焊缝跟踪方式为激光跟踪。送丝机构形式分为单丝焊接和双丝焊接，其中，单丝焊接只是用在初期的设备系统上。总组成自动焊主要采用SMC专机和FOOKE专机等设备，焊缝跟踪方式为机械跟踪，送丝机构形式为单丝焊接。小部件自动焊主要采用小型IGM机械手等设备，焊缝跟踪方式为激光跟踪。图3是大型的龙门式IGM机械手，图4是FOOKE专机。在高速动车组工业铝型材生产初期，CRH5型动车组侧墙中间两块板、车顶中间三块板、车顶合成和CRH380型动车组圆顶板、平顶板等部件的生产采用双枪单丝的IGM机械手进行自动焊接；CRH5型动车组侧墙合成部件的生产采用双枪单丝悬臂式的ESAB专机进行自动焊接；底架地板的生产采用双枪双丝的IGM机械手进行自动焊接；端墙板、车头等小部件生产采用CLOOS、小型IGM机械手进行自动焊接。然而，随着动车组产能的扩大和工艺布局的调整，单丝的IGM机械手由于生产效率较低，已被弃用。截止目前，高速动车组所有工业铝型材车体大部件生产采用的都是双枪双丝的IGM机械手进行焊接；小部件生产采用的都是小型IGM机械手进行焊接；总组成自动焊接主要采用SMC专机和FOOKE专机两种设备，其中，CRH5型动车组总组成焊接采用SMC专机，CRH380型动车组总组成焊接采用FOOKE专机。图5是动车组侧墙自动焊接。图6是动车组端墙墙板自动焊接。自动MIG焊技术在高速动车组工业铝型材车体制造上的广泛应用，使得公司的焊接技术水平得以大幅度提高，生产线的制造能力也大大，从而保证了高速动车组工业铝型材车体的产品质量，为高铁生产制造领域做出了突出贡献。（3）搅拌摩擦焊技术在高速动车组工业铝型材车体制造上的应用：搅拌摩擦焊是一种固相连接方法，焊接接头具有优良的力学性能和小的焊接变形，焊接过程中不需要添加保护气和焊丝，没有熔化、烟尘、飞溅及弧光，是一种环保型的新型连接技术。实际情况也的确如此，在FSW技术问世后的短短几年内，在焊接机理、适用材料、焊接设备以及工程化应用方面均取得了很大的进展。高铁车身地板搅拌摩擦焊：我公司从2008年初开始，就针对搅拌摩擦焊技术在工业铝型材车体材料上开展试验研究工作，经过反复的试验摸索获得了一定的试验结果后，于2010年7月开始在高速动车组车钩座等关键部件上进行工艺试制。通过试验团队的不断努力，此技术*终于2013年在高速动车组车钩座上取得了实质性的应用，届时使得产品实物质量显著提高，生产效率飞速，劳动强度大幅降低，获得了公司上下的一致好评。鉴于该技术的优越性，2014年在中国标准动车组项目研制过程中，搅拌摩擦焊在车体小部件上进行了大面积的应用，并取得了良好的经济价值和社会效益，为高速动车组走出去奠定了丰富的技术基础。图7是小部件FSW设备。图8是FSW焊接车钩座。智能化焊接在动车组工业铝型材车体上的建议（1）自动MIG焊接技术继续在高速动车组工业铝型材车体制造上应用：由于自动MIG焊接技术现今比较成熟、稳定，所以优先建议其在平顶附件组焊、端墙合成组焊、KK组焊、FE组焊、车头组焊及底架合成组焊等复杂工序继续应用。针对部件结构和制造工艺特点，选择合适的自动焊设备，如平顶附件组焊可以利用现有的IGM机械手进行自动焊接应用研究，端墙组焊、KK组焊、车头组焊等小部件工序可以引进机器人并利用变位机的多方向旋转功能实现自动焊接应用。相在不久的将来，在各专业技术专家的不断努力下，我公司能够成为真正意义上的智能化制造企业。（2）加快搅拌摩擦焊的应用步伐：搅拌摩擦焊是将来高速动车组工业铝型材车体焊接的发展方向，值得开展相关方面的研究和应用。目前，搅拌摩擦焊在CRH380和CRH5型动车组两个批量生产的项目上，仅在CRH380型动车组车钩座和车钩梁两个小部件上有所应用，建议应向CRH380型动车组端墙板、平顶板和CRH5型动车组垂直墙、水平墙、前端墙等小部件上加快应用的步伐。另外，也应在工业铝型材车体大部件（底架地板、侧墙、车顶）上开展FSW基础性的试验研究，如开展型材结构设计、工装夹具开发、搅拌头设计及焊接工艺试验等工作，为将来的实际生产应用积累丰富的试验数据，并打下坚实的实践基础。

          铝合金元素分析，各种元素各尽其能---铜元素：铝铜合金富铝部分548时，铜在铝中的zui大溶解度为5.65%,温度降到302时，铜的溶解度为0.45%。铜是重要的合金元素(铝合金元素分析)，有一定的固溶强化效果，此外时效析出的CuAl2有着明显的时效强化效果。铝合金中铜含量通常在2.5%~5%，铜含量在4%~6.8%时强化效果zui好，所以大部分硬铝合金的含铜量处于这范围。铝铜合金中可以含有较少的硅、镁、锰、铬、锌、铁等元素。硅元素：Al—Si合金系富铝部分在共晶温度577时，硅在固溶体中的zui大溶解度为1.65%。尽管溶解度随温度降低而减少，介这类合金一般是不能热处理强化的。铝硅合金具有极好的铸造性能和抗蚀性。若镁和硅同时加入铝中形成铝镁硅系合金，强化相为MgSi。镁和硅的质量比为1.73:1。设计Al-Mg-Si系合金成分时，基体上按此比例配置镁和硅的含量。有的Al-Mg-Si合金，为了提高强度，加入适量的铜，同时加入适量的铬以抵消铜对抗蚀性的不利影响。Al-Mg2Si合金系合金平衡相图富铝部分Mg2Si在铝中的zui大溶解度为1.85%，且随温度的降低而减速小。变形铝合金中，硅单独加入铝中只限于焊接材料，硅加入铝中亦有一定的强化作用。镁元素：Al-Mg合金系平衡相图富铝部分尽管溶解度曲线表明，镁在铝中的溶解度随温度下降而大大地变小，但是在大部分工业用变形铝合金中，镁的含量均小于6%，而硅含量也低，这类合金是不能热处理强化的，但是可焊性良好，抗蚀性也好，并有中等强度铝合金元素分析。镁对铝的强化是明显的，每增加1%镁，抗拉强度大约升高瞻远34MPa。如果加入1%以下的锰，可能补充强化作用。因此加锰后可降低镁含量，同时可降低热裂倾向，另外锰还可以使Mg5Al8化合物均匀沉淀，改善抗蚀性和焊接性能。锰元素：Al-Mn合金系平平衡相图部分在共晶温度658时，锰在固溶体中的zui大溶解度为1.82%。合金强度随溶解度增加不断增加，锰含量为0.8%时，延伸率达zui大值。Al-Mn合金是非时效硬化合金，即不可热处理强化。锌元素：Al-Zn合金系平衡相图富铝部分275时锌在铝中的溶解度为31.6%，而在125时其溶解度则下降到5.6%铝合金元素分析。锌单独加入铝中，在变形条件下对铝合金强度的提高十分有限，同时存在应力腐蚀开裂、倾向，因而限制了它的应用。在铝中同时加入锌和镁，形成强化相Mg/Zn2，对合金产生明显的强化作用。Mg/Zn2含量从0.5%提高到12%时，可明显增加抗拉强度和屈服强度。镁的含量超过形成Mg/Zn2相所需超硬铝合金中，锌和镁的比例控制在2.7左右时，应力腐蚀开裂抗力zui大。