【正文】 使之超過固溶極限以上，開發(fā)了韌性更高的 241 2021及 2020 合金，而且 2020 合金超塑性能良好。最近，法國也發(fā)明了一種高蠕變強度的含 Ag 鋁合金（芙國專 利 ）。通過調(diào)整成分和工藝，出現(xiàn)了704 7050、 7150 和 7033 等合金；添加 Zr 代替 Cr，開發(fā)了 7010 和 7012 合金；在 T73之前對合金進行熱變形；采用 T77 處理工藝的 合金，如 7055T7751，用于 B777 客機以承受壓縮載荷為主的上機翼翼面，使其重量減少了 635kg；英國開發(fā)、 1999 年 6 月在美國注冊的 7034 合金，則具有優(yōu)秀的損傷容限。第一代以 1957 年美國 Alcoa 公司研究成功的 2020 合金為代表，但其塑韌性水乎太低。其中對高強可焊合金和低各向異性合金的研究最多，是第三代鋁鋰合金的 畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 發(fā)展方向 。最近；北京航空材料研究院研制出一種與 ZL205A 成分相近、韌性特別好的鑄造鋁合金，其延伸率達 19％～ 23％，沖擊韌性為 ak181~304kJ/m178。 近幾年來，噴射沉積鋁合金工藝受到英國、法國、瑞士和日本等國家的高度重已用于生產(chǎn) 2020 系、 7000 系、 ALLi 系、 ALSi系等合金，碳化硅顆粒增強鋁合金復(fù)合材料。其含有少量 Cu，因而強度高于 6063 的，但淬火敏感性也比 6063 高，擠壓之后不能實現(xiàn)風(fēng)淬，需要重新固溶處理和淬火時效，才能獲得較高的強度。 6061 鋁合金中的主要合金元素為鎂與硅，具有中等強度、良好的抗腐蝕性、可焊接性，氧化效果較好。 6061 鋁 的化學(xué)成分 表 2 6061 鋁的化學(xué)成分 銅 C 錳 Mn 鎂 Mg 鋅 Zn 鉻 Gr 鈦 Ti 硅 Si 鐵 Fe 鋁 Al 余量 6061 鋁的力學(xué)性能 表 3 6061 鋁的力學(xué)性能 極限抗拉強度 124 MPa 受拉屈服強度 MPa 延伸率 % 彈性強度 GPa 彎 曲極限強度 228 MPa 受彎屈服強度 103 MPa 6061 鋁的熱處理工藝 快速退火：加熱溫度 350～ 410℃ 。成品厚度 ≥6mm時，保溫時間為10～ 30min、 6mm 時，熱透為止 ?？諝饣蛩?。氧化膜妨礙焊縫的熔合與成形，并容易在熔敷金屬中造成夾渣、未熔合等缺陷；鋁的導(dǎo)熱系數(shù)高、比熱容大、使得焊接同等厚度的鋁及鋁合金要比鋼消耗更多的熱量；鋁的線膨脹系數(shù)比較大，焊縫處易形成熱裂紋；焊縫內(nèi)易產(chǎn)生氣孔；含有低沸點合金元素 (如 Mg、 Zn 等 )的鋁合金在焊接時，這些元素極易蒸發(fā)、燒損，從而改變焊縫金屬的化學(xué)成分，降低焊接接頭的性能 ；由于鋁對輻射能的反射很強，鋁及鋁合金在從低溫至高溫，從固態(tài)變成液態(tài)無明顯的色澤變化，不易判斷焊接的加熱狀況，給焊接操作帶來困難；高溫下鋁的強度和塑性很低，以致不能支撐住熔池液體金屬而使焊縫成形不良，甚至造成塌陷或燒穿等缺陷。目前可用的焊接方法主要有：鎢極氬弧焊、熔化極氬弧焊、激光焊、氣焊、真空電子束焊、攪拌摩擦焊、釬焊、手工電弧焊、電 阻焊、擴散焊、電渣焊、等離子弧焊、超聲波點焊及超聲波滾焊等。 其中，鋁合金焊接接頭產(chǎn)生軟化，強度系數(shù)大大降低，接頭強度遠低于母材，導(dǎo)致接頭性能降低，從而，在一定程度上限制了鋁合金在焊接結(jié)構(gòu)中的廣泛應(yīng)用。 鋁合金焊接氣孔主要是 由氫引起的氫氣孔，由于氫在鋁合金液、固狀態(tài)下的溶解度相差近 20倍，在鋁合金焊縫凝固過程中氫會大量析出而形成氣泡，而鋁合金的密度小，氣泡在熔池中上升速度較慢，同時由于鋁合金的導(dǎo)熱系數(shù)大，焊縫冷卻凝固速度快，液體狀態(tài)下停留時間短，不利于氣泡浮出而產(chǎn)生氣孔，在焊縫的氫氣孔一般呈白亮光潔狀，氣孔破壞了焊縫金屬的致密性，削弱了的有效截面積，降低焊縫的力學(xué)性能，尤其是焊縫的彎曲強度和沖擊韌性，一般來說是導(dǎo)致構(gòu)件破壞的重要原因，使其塑性降低40%50%,在交變應(yīng)力作用下焊縫的疲勞強度顯著下降。 (3) 焊槍噴嘴內(nèi)不干凈或有水分，在焊接過 程中分解出氫。鋁合金焊接裂紋一般分為熱裂紋和冷裂紋。 (2) 焊縫設(shè)計不當導(dǎo)致焊接應(yīng)力過大（如坡口形勢及角度不適當、焊縫根部間距過大、焊縫深寬比太大或焊縫太窄）。然后放入 30%HNO2溶液中中和，使焊絲表面露出鋁合金潔白光澤（清洗時注意攪動焊絲），再放入 70℃ 90℃熱水沖洗，最后烘干。 (4) 焊接時必須徹底清除氬氣噴嘴上黏附的飛濺物，以免混入水分，同時防止氣流紊流；減小噴嘴到熔池的距離，提高氬氣利用率，縮短電弧長度，減小噴嘴直徑，更換破損的噴嘴，減小焊槍角度等均能提高氬氣屏蔽效果，焊接 時提前送氬氣時間調(diào)至 延時送氣時間 ，防止接頭和收弧處出現(xiàn)大氣孔和密集氣孔。主要從焊接工藝參數(shù)和焊接操作入手防止焊接裂紋。焊縫根部的間距應(yīng)適當，從而降低焊縫的剛度，避免焊接變形而產(chǎn)生較大的焊接應(yīng)力，從而防止焊接裂紋的產(chǎn)生。預(yù)熱后應(yīng)立即施 焊，有利于提高焊件的原始溫度，可減少溫差，降低焊接溫度梯度，使熔池金屬凝固速度降低，從而降低焊接應(yīng)力與焊接變形，防止出現(xiàn)裂紋并有助于改善焊縫性能。 6061 鋁合金的攪拌摩擦焊 畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 圖 11 攪拌摩擦焊 攪拌摩擦焊 FSW（ Friction Stir Welding）是有英國焊接研究所 TWI（ The Welding Institute） 1991 年提出的新的固態(tài)塑性連接工藝。已經(jīng)成功地進行攪拌摩擦焊接地鋁合金包括 2020系列 (AlCu) 、 5000 系列（ AlMg）、 6000 系列（ AlMgSi）、 7000 系列（ AlZn）、 8000系列（ AlLi）等。由于是固相焊接工藝，加熱溫度低，焊接熱影響去纖維組織變化小，如亞穩(wěn)定相基本保持不變，這對于熱處理強化鋁合金及沉淀強化鋁合金非常有利。并且攪拌摩擦焊比熔化焊節(jié)省能源、污染小。其功率密度大、熱輸入總量低、同等熱輸入量熔深大、熱影響區(qū)小、焊接變形小、速度高、易于工業(yè)自動化等優(yōu)點。 激光焊接鋁合金有以下幾個優(yōu)點： (1) 能量密度高，熱輸入低，熱變形量小，熔化區(qū)和熱影響區(qū)窄而熔深大； (2) 冷卻速度高而得到微細焊縫組織，接頭性能良好； 3) 與接觸焊相比，激光焊不用電極，所以減少了工時和成本； (4) 不需要電子束焊時的真空氣氛，且保護氣和壓力可選擇，被焊工件的形狀不受電磁影響，不產(chǎn)生 X 射線； (5) 可對密閉透明物體內(nèi)部金屬材料進行 焊接；激光可用光導(dǎo)纖維進行遠距離的傳輸，從而使工藝適應(yīng)性好，配合計算機和機械手，可實現(xiàn)焊接過程的自動化與精密控制。 7 結(jié)論 鋁作為第二大金屬，它僅有不到 200 年的歷史，由于它有了諸多的優(yōu)點及相對豐富的地殼儲量，而得 到迅猛發(fā)展。老師們課堂上的激情洋溢，課堂下的諄諄教誨；同學(xué)們在學(xué)習(xí)中的認真熱情，生活上的熱心主動，所有這些都讓我的 三 年充滿了感動。這 一 個月以來， 吳 老師不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時還在思想給我以無微不至的關(guān)懷，在此謹向 吳 老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。在沒有做畢業(yè)設(shè)計以前覺得畢業(yè)設(shè)計只是對這幾年來所學(xué)知識的單純總結(jié)，但是通過這次做畢業(yè)設(shè)計發(fā)現(xiàn)自己的看法有點太片面。通過這次畢業(yè)設(shè)計，我才明白學(xué)習(xí)是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識和綜合素質(zhì)。此外，還得出一個結(jié)論：知識必須通過應(yīng) 用才能實現(xiàn)其價值！有些東西以為學(xué)會了，但真正到用的時候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認為只有到真正會用的時候才是真的學(xué)會了。雖然這個設(shè)計做的也不太好，但是在設(shè)計過程 中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計的最大收獲和財富，使我終身受益。在整個設(shè)計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。 我的心得也就這么多了，總之，不管學(xué)會的還是學(xué)不會的的確覺得困難比較多，真是萬事開頭難，不知道如何入手。通過這次畢業(yè)設(shè)計使我明白了自己原來知識還比較欠缺。感謝在整個畢業(yè)設(shè)計期間和我密切合作的同學(xué)，和曾經(jīng)在各個方面給予過我?guī)椭幕锇閭?，在此，我再一次真誠地向幫助過我的老師和同學(xué)表示感謝！ 10 畢業(yè)設(shè)計體會 隨著畢業(yè)日子的到來，畢業(yè)設(shè)計也接近了尾聲。每次遇到難題，我最先做的就是向 吳 老師尋求幫助， 吳 黃老師每次不管忙或閑，總會抽空來找我面談，然后一起商量解決的辦法。