1、鋁合金爐料配制及質量控制

為了熔煉出優(yōu)質鋁熔體，首先應選用合格的原材料。須對原材料進行科學管理和適當處理，否則就會嚴重影響合金的質量，生產實踐證明，原材料（包括金屬材料及輔助材料）控制不嚴會使鑄件成批報廢。

（一）原材料必須有合格的化學成分及組織，具體要求如下：

入廠的合金錠除分析主要成分及雜質含量外，尚就檢查低陪組織及斷口。實踐證明，使用了含有嚴重縮孔、針孔、以及氣泡的鋁液，就難以獲得致密的鑄件，甚至會造成整爐、整批的鑄件報廢。

有人在研究鋁硅合金錠對鋁合金針孔的影響時發(fā)現，用熔融的純澆鑄砂型試塊時并不出現針孔，當加入低組織和不合格的鋁硅合金錠后，試塊針孔嚴重，且晶粒大。其原因為材料的遺傳性所致。鋁硅系合金和遺傳性隨著含量的提高面增大，硅量達到7%時，遺傳顯著。繼續(xù)提高硅含量到共晶成分，遺傳性又稍減小。為解決爐料遺傳性引起的鑄件缺陷，必須選用冶金質量高的鋁錠、中間合金及其它爐料。具體標準如下：

（1）斷口上不應有針孔、氣孔

針孔應在三級以內，局部（不超過受檢面積的25%）不應超過三級，超過三級者必須采取重熔煉的辦法以減少針孔度。重熔精煉方法與一般鋁合金熔煉相同，澆鑄溫度不宜超過660℃，對于那些原始晶粒大的鋁錠、合金錠等，應先用較低的錠模溫度，使它們快速凝固，細化晶粒。

2、爐料處理

爐料使用前應經吹砂處理，以去除表面的銹蝕、油脂等污物。放置時間不長，表面較干凈的鋁合金錠及金屬型回爐料可以不經吹砂處理，但應消除混在爐料內的鐵質過濾網及鑲嵌件等，所有的爐料在入爐前均應預熱，以去除表面附的水分，縮短熔煉時間在3小時以上。

3、爐料的管理及存放

爐料的合理保存及管理對確保合金質量有重要意義。爐料應貯存在溫度變化不大、干燥的倉庫內。

2、坩堝及熔煉工具的準備

（一）坩堝鑄造鋁合金常用鐵坩堝，也可用鑄鋼及鋼板焊接坩堝。

新坩堝及長期未用的舊坩堝，使用前均應吹砂，并加熱到700--800度，保持2--4小時，以燒除附著在坩堝內壁的水分及可燃物質，待冷到300度以下時，仔細清理坩堝內壁，在溫度不低于200度時噴涂料。

坩堝使用前應預熱至暗紅色（500--600度），并保溫2小時以上。新坩堝外熔煉之前，最好先熔化一爐同牌號的回爐料。

（二)熔煉工具的準備

鐘罩、壓瓢、攪拌勺、澆包

錠模等使用前均應預熱，并在150度---200度溫度下涂以防護性涂料，并徹底烘干，烘干溫度為200--400度，保溫時間2小時以上，使用后應徹底清除表面上附著的氧化物、氟化物，（最好進行吹砂）。

3、熔煉溫度的控制

熔煉溫度過低，不利于合金元素的溶解及氣體、夾雜物的排出，增加形成偏析、冷隔、欠鑄的傾向，還會因冒口熱量不足，使鑄件得不到合理的補縮，有資料指出，所有鋁合金的熔煉溫度至少要達705度并應進行攪拌。熔煉溫度過高不僅浪費能源，更嚴重的是因為溫度愈高，吸氫愈多，晶粒亦愈粗大，鋁的氧化愈嚴重，一些合金元素的燒損也愈嚴重，從而導致合金的機械性能的下降，鑄造性能和機械加工性能惡化，變質處理的效果削弱，鑄件的氣密性降低。

生產實踐證明，把合金液快速升溫至較高的溫度，進行合理的攪拌，以促進所有合金元素的溶解（特別是難熔金屬元素），扒除浮渣后降至澆注溫度，這樣，偏析程度最小，熔解的氫亦少，有利于獲得均勻致密、機械性能高的合金.因為鋁熔體的溫度是難以用肉眼來判斷的，所以不論使用何種類型的熔化爐，都應該用測溫儀表控制溫度。測溫儀表應定期校核和維修。熱電偶套管應周期的用金屬刷刷干凈，涂以防護性涂料，以保證測溫結果的準確性及處長使用壽命。

4、熔煉時間的控制

為了減少鋁熔體的氧化、吸氣和鐵的溶解，應盡量縮短鋁熔體在爐內的停留時間，快速熔煉。從熔化開始至澆注完畢，砂型鑄造不超過4小時，金屬型鑄造不超過6小時，壓鑄不超過8小時。

為加速熔煉過程，應首先加入中等塊度、熔點較低的回爐料及鋁硅中間合金，以便在坩堝底部盡快形成熔池，然后再加塊度較大的回爐料及純鋁錠，使它們能徐徐浸入逐漸擴大的熔池，很快熔化。在爐料主要部分熔化后，再加熔點較高、數量不多的中間合金，升溫、攪拌以加速熔化。最后降溫，壓入易氧化的合金元素，以減少損失。

5、熔體的轉送和澆注

盡管固態(tài)氧化鋁的密度近似于鋁熔體的密度，在進入鋁熔體內部后，經過足夠長的時間才會沉至坩堝底陪。而鋁熔體被氧化后形成的氧化鋁膜，卻僅與鋁熔體接觸的一面是致密的，與空氣接觸的一面疏松且有大量直徑為60--100A的小孔，其表面積大，吸附性強，極易吸附在水汽，反有上浮的傾向。因此，在這種氧化膜與鋁熔體的比重差小，將其混入熔體中，浮沉速度很慢，難以從熔體中排除，在鑄件中形成氣孔太夾雜。所以，轉送鋁熔體中關鍵是盡量減少熔融金屬的攪拌，盡量減少熔體與空氣的接觸。

采用傾轉式坩堝轉注熔體時，為避免熔體與空氣的混合，應將澆包盡量靠所爐咀，并傾斜放置，使熔體沿著澆包的側壁下流，不致直接沖擊包底，發(fā)生攪動、飛濺等。

四系:4000系列鋁棒代表為4A014000系列的鋁板屬于含硅量較高的系列。通常硅含量在4.5-6.0%之間。屬建筑用材料、機械零件鍛造用材、焊接材料；低熔點、耐蝕性好，產品描述：具有耐熱、耐磨的特性

焊接方法鋁合金材料,強度高和質量輕。主要焊接工藝為鎢極氬弧焊TIG、氣體保護焊MIG、攪拌摩擦焊FSW、電阻點焊等。

鋁合金焊接保護措施

1、焊前用化學+機械的方法清除工件坡口及周圍部分和焊絲表面的氧化物，順序是先化學清洗，后機械打磨；

2、焊接過程中要采用合格的保護氣體進行保護；

3、在氣焊時，采用熔劑，在焊接過程中不斷用焊絲挑破熔池表面的氧化膜。

焊接難點

（1）極易氧化。在空氣中，鋁容易同氧化合，生成致密的三氧化二鋁薄膜（厚度約0．1－0．2μm），熔點高（約2050℃），遠遠超過鋁及鋁合金的熔點（約600℃左右）。氧化鋁的密度3．95－4．10g/cm3，約為鋁的1．4倍，氧化鋁薄膜的表面易吸附水分，焊接時，它阻礙基本金屬的熔合，極易形成氣孔、夾渣、未熔合等缺陷，引起焊縫性能下降。

（2）易產生氣孔。鋁和鋁合金焊接時產生氣孔的主要原因是氫，由于液態(tài)鋁可溶解大量的氫，而固態(tài)鋁幾乎不溶解氫，因此當熔池溫度快速冷卻與凝固時，氫來不及逸出，容易在焊縫中聚集形成氣孔。氫氣孔難于完全避免，氫的來源很多，有電弧焊氣氛中的氫，鋁板、焊絲表面氧化膜吸附空氣中的水分等。實踐證明，即使氬氣按GB/T4842標準要求，純度達到99．99%以上，但當水分含量達到20ppm時，也會出現大量的致密氣孔，當空氣相對濕度超過80%時，如果不采取加熱等措施，焊縫就會明顯出現氣孔。同時，采用小電流慢速焊，加大焊縫冷卻時間，并利用焊絲電弧進行熔池攪動，可以較好的幫助氣體排出熔池。

（3）焊縫變形和形成裂紋傾向大。鋁的線膨脹系數和結晶收縮率約比鋼大兩倍，易產生較大的焊接變形的內應力，對剛性較大的結構將促使熱裂紋的產生。

（4）鋁的導熱系數大（純鋁0．538卡/Cm．s．℃）。約為鋼的4倍，因此，焊接鋁和鋁合金時，比焊鋼要消耗更多的熱量。

（5）合金元素的蒸發(fā)的燒損。鋁合金中含有低沸點的元素（如鎂、鋅、錳等），在高溫電弧作用下，極易蒸發(fā)燒損，從而改變焊縫金屬的化學成分，使焊縫性能下降。

（6）高溫強度和塑性低。高溫時鋁的強度和塑性很低，破壞了焊縫金屬的成形，有時還容易造成焊縫金屬塌落和焊穿現象。

（7）無色彩變化。鋁及鋁合金從固態(tài)轉為液態(tài)時，無明顯的顏色變化，使操作者難以掌握加熱溫度。

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