如何控制鋁合金熱變形

『壹』 鋁合金的施工方法

修傷是鋁合金模鍛工藝中的重要一環。由於鋁合金在高溫下較軟，粘性大，流動性差，容易粘模並產生各種表面缺陷(折疊、毛刺、裂紋等)，在進行下一道工序前，必須打磨、修傷，將表面缺陷清除干凈，否則在後續工序中缺陷將進一步擴大，甚至引起鍛件報廢。
修傷用的工具有風動砂輪機、風動小銑刀、電動小銑刀及扁鏟等。修傷前先經腐蝕查清缺陷部位，修傷處要圓滑過渡，其寬度應為深度的5～10倍。 鋁合金壓力加工產品分為防銹（LF）、硬質（LY）、鍛造（LD）、超硬（LC）、包覆（LB）、特殊（LT）及釺焊（LQ）等七類。常用鋁合金材料的狀態為退火（M燜火）、硬化（Y）、熱軋（R）等三種。
壓鑄的特點
壓力鑄造簡稱壓鑄，是一種將熔融合金液倒入壓室內，以高速充填鋼制模具的型腔，並使合金液在壓力下凝固而形成鑄件的鑄造方法。壓鑄區別於其它鑄造方法的主要特點是高壓和高速。
（1）金屬液是在壓力下填充型腔的，並在更高的壓力下結晶凝固，常見的壓力為15—100MPa。
（2）金屬液以高速充填型腔，通常在10—50米/秒，有的還可超過80米/秒，（通過內澆口導入型腔的線速度—內澆口速度），因此金屬液的充型時間極短，約0.01—0.2秒（須視鑄件的大小而不同）內即可填滿型腔。壓鑄機、壓鑄合金與壓鑄模具是壓鑄生產的三大要素，缺一不可。所謂壓鑄工藝就是將這三大要素有機地加以綜合運用，使能穩定地有節奏地和高效地生產出外觀、內在質量好的、尺寸符合圖樣或協議規定要求的合格鑄件，甚至優質鑄件。
壓鑄的流動性
流動性是指合金液體充填鑄型的能力。流動性的大小決定合金能否鑄造復雜的鑄件。在鋁合金中共晶合金的流動性最好。
影響流動性的因素很多，主要是成分、溫度以及合金液體中存在金屬氧化物、金屬化合物及其他污染物的固相顆粒，但外在的根本因素為澆注溫度及澆注壓力（俗稱澆注壓頭）的高低。
實際生產中，在合金已確定的情況下，除了強化熔煉工藝（精煉與除渣）外，還必須改善鑄型工藝性（砂模透氣性、金屬型模具排氣及溫度），並在不影響鑄件質量的前提下提高澆注溫度，保證合金的流動性。
鋁材
鋁和鋁合金經加工成一定形狀的材料統稱鋁材，包括板材、帶材、箔材、管材、棒材、線材、型材等。 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，後機械打磨；
2、焊接過程中要採用合格的保護氣體進行保護；
3、在氣焊時，採用熔劑，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，生成緻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，由於液態鋁可溶解大量的氫，而固態鋁幾乎不溶解氫，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。氫氣孔難於完全避免，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標准要求，純度達到99．99% 以上，但當水分含量達到20ppm時，也會出現大量的緻密氣孔，當空氣相對濕度超過80%時，如果不採取加熱等措施，焊縫就會明顯出現氣孔。同時，採用小電流慢速焊，加大焊縫冷卻時間，並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。鋁及鋁合金從固態轉為液態時，無明顯的顏色變化，使操作者難以掌握加熱溫度。 鋁合金的熔煉與澆注是鑄造生產中主要環節。嚴格控制熔煉與澆鑄的全過程，對防止針孔、夾雜、欠鑄、裂紋、氣孔以及縮松等鑄造缺陷起著重要的作用。由於鋁熔體吸收氫傾向大，氧化能力強，易溶解鐵，在熔煉與澆鑄過程中必須採取簡易而又謹慎的預防措施，以獲得優質鑄件。
1、鋁合金爐料配製及質量控制
為了熔煉出優質鋁熔體，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，就難以獲得緻密的鑄件，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現，用熔融的純澆鑄砂型試塊時並不出現針孔，當加入低組織和不合格的鋁硅合金錠後，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。具體標准如下：
（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，超過三級者必須採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℃，對於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、乾燥的倉庫內。
2、坩堝及熔煉工具的准備
（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，並加熱到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，在溫度不低於200度時噴塗料。
坩堝使用前應預熱至暗紅色（500--600度），並保溫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)熔煉工具的准備
鍾罩、壓瓢、攪拌勺、澆包
錠模等使用前均應預熱，並在150度---200度溫度下塗以防護性塗料，並徹底烘乾，烘乾溫度為200--400度，保溫時間2小時以上，使用後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，不利於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度並應進行攪拌。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），扒除浮渣後降至澆注溫度，這樣，偏析程度最小，熔解的氫亦少，有利於獲得均勻緻密、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，塗以防護性塗料，以保證測溫結果的准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，然後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後，再加熔點較高、數量不多的中間合金，升溫、攪拌以加速熔化。最後降溫，壓入易氧化的合金元素，以減少損失。
5、熔體的轉送和澆注
盡管固態氧化鋁的密度近似於鋁熔體的密度，在進入鋁熔體內部後，經過足夠長的時間才會沉至坩堝底陪。而鋁熔體被氧化後形成的氧化鋁膜，卻僅與鋁熔體接觸的一面是緻密的，與空氣接觸的一面疏鬆且有大量直徑為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。
採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，並傾斜放置，使熔體沿著澆包的側壁下流，不致直接沖擊包底，發生攪動、飛濺等。
採用正確合理的澆注方法，是獲得優質鑄件的重要條件之一。生產實踐得，注意下列事項，對防止、減少鑄件缺陷是很有效的。
（一）澆注前應仔細檢查熔體出爐溫度、澆包容量及其表面塗料層的乾燥程度，其他工具的准備是否合乎要不。金屬澆口杯在澆注前3--5分鍾之內就在砂型上安放好，此時澆包懷的溫度不高於150度，安置過早或溫度過高，澆道內憋住大量氣體，在澆注時有爆炸的危險。
（二）不能在有「過堂風」的場合下澆注，以及熔體強烈氧化，燃燒，使鑄件產生氧化夾雜等缺陷。
（三）由坩堝內獲取熔體時，應先用包底輕輕撥開熔體表面的氧化皮或熔劑層，緩慢地將澆包浸入熔體內，用澆包的寬口舀取熔體，然後平穩的提起澆包。
（四）端包時不要掌平，步子要穩，澆包不宜提得過高，澆包內金屬液面必須保持平穩，不受攏動。
（五）即將澆注時，應扒凈澆包的渣子，以免在澆注中將熔渣、氧化皮等帶入鑄型中。
（六）在澆注中，熔體流就保持平穩，不能中斷，不能直沖口懷的底孔。澆口懷自始至終應充滿，液面不得翻動，澆注速度要控製得當。通常，澆注開始度就稍慢些，使熔體充填平穩，然後速度稍快，並基本保持澆注速度不變。
（七）在澆注過程中，澆包咀與澆口的距離就盡可能靠近，以不超過50毫米為限，以免熔液過多地氧化。
（八）帶堵塞的澆口懷，堵塞不能撥得太早，在熔體充滿澆口懷後，再緩慢地斜向撥出，以免熔體在注入澆道時產生渦流。
（九）距坩堝底部60毫米以下的熔體不宜澆注鑄件。
鋁合金鑄造（ZL）
按成分中鋁以外的主要元素硅、銅、鎂、鋅分為四類，代號編碼分別為100、200、300、400。
為了獲得各種形狀與規格的優質精密鑄件，用於鑄造的鋁合金一般具有以下特性。
（1）有填充狹槽窄縫部分的良好流動性
（2）有比一般金屬低的熔點，但能滿足極大部分情況的要求
（3）導熱性能好，熔融鋁的熱量能快速向鑄模傳遞，鑄造周期較短
（4）熔體中的氫氣和其他有害氣體可通過處理得到有效的控制
（5）鋁合金鑄造時，沒有熱脆開裂和撕裂的傾向
（6）化學穩定性好，抗蝕性能強
（7）不易產生表面缺陷，鑄件表面有良好的表面光潔度和光澤，而且易於進行表面處理
（8）鑄造鋁合金的加工性能好，可用壓模、硬模、生砂和干砂模、熔模石膏型鑄造模進行鑄造生產，也可用真空鑄造、低壓和高壓鑄造、擠壓鑄造、半固態鑄造、離心鑄造等方法成形，生產不同用途、不同品種規格、不同性能的各種鑄件。
鑄造鋁合金在轎車上是得到了廣泛應用，如發動機的缸蓋、進氣歧管、活塞、輪轂、轉向助力器殼體等。 鋁合金在生產過程中，容易出現縮孔、砂眼、氣孔和夾渣等鑄造缺陷。如何修復鋁合金鑄件氣孔等缺陷呢？如果用電焊、氬焊等設備來修補，由於放熱量大，容易產生熱變形等副作用，無法滿足補焊要求。
冷焊修復機是利用高頻電火花瞬間放電、無熱堆焊原理來修復鑄件缺陷。由於冷焊熱影響區域小，不會造成基材退火變形，不產生裂紋、沒有硬點、硬化現象。而且熔接強度高，補材與基體同時熔化後的再凝固，結合牢固，可進行磨、銑、銼等加工，緻密不脫落。冷焊修復機是修補鋁合金氣孔、砂眼等細小缺陷的理想方法。

『貳』 鋁合金導管焊接變形是怎麼產生的呢，有什麼辦法預防呢

雲合金文庫很高興為您解答，由於鋁的熱導率比一般材料高，鋁合金焊接變形的結構控制要比其他材料難度大。在焊接過程中． 不均勻的加熱使得鋁合金材料焊縫及其附近的溫度很高，冷卻後，焊縫就產生了不同程度的收縮和內應力，致使焊接結構產生各種變形。鋁合金內部發生晶粒組織的轉變所引起的體積變化也可能引起焊件變形，這是產生焊接應力與變形的根本原因。
1) 材料: 鋁合金材料具有導熱性強、散熱快的特點，線膨脹系數比碳鋼大很多，使得在焊接過程中比碳鋼變形大。
2) 焊接工藝參數: 焊接電流和焊接速度直接影響焊接能量的大小。合理的焊接工藝參數可以在很大程度上減少焊接變形量。
3) 裝配焊接順序: 構件在裝配過程中，不同的焊接順序會產生不同的焊接應力，所以同樣的構件，採用不同的裝配焊接順序，就產生不同的變形量，裝配順序是影響變形量的關鍵因素之一。
4) 結構設計: 導管產品本身結構設計復雜，焊縫較多、較長及位置不當、操作不方便等因素都是導致焊接變形量大的誘因。

『叄』 cnc加工中心做鋁合金怎麼控制變形

控制好轉速進給跟下刀深度，鋁合金容易熱變形，材料不叫軟 粘性大，所以冷卻跟速度控制好

『肆』 鋁合金的焊接變形如何控制

（1）使用直徑較小之焊條及較小電流。
（2）改正焊接順序
（3）焊接前，使用夾具將焊件固定以免發生翹曲。
（4）避免冷卻過速或預熱母材。
（5）選用穿透力低之焊材。
（6）減少焊縫間隙，減少開槽度數。
（7）注意焊接尺寸，不使焊道過大。
（8）注意防止變形的固定措施。

『伍』 請教薄板鋁合金焊接殘余變形控制方法

根據結構的特點可以採用如下選擇：
1。 可以採用捶擊方法校形。
2。 採用剛性夾具校形，整體進爐熱處理

『陸』 怎樣防備鋁合金在焊接的時間收縮，變形

熔化狀態的鋁合金在凝固結晶過程中，其體積大約減少6%,在此過程中所產生的收縮應力可能會導致焊接接頭的變形。焊接輸入的熱量會使臨近焊接區域的金屬膨脹，熱源離開時，金屬冷卻產生收縮，加上熔化的金屬在冷卻過程中的收縮，可使焊接處產生拉應力，增加了裂紋的敏感性。焊接結構件在冷卻過程中受到過度限制也可導致焊接裂紋產生。焊接坡口的形狀和焊縫數量是影響變形量的主要因素，雙面對接焊的變形量通常比多焊道V型坡口焊的變形量要小得多。焊接速度也是控制變形的決定因素，焊接速度較低時熱輸入量多會導致更大的膨脹，並且在冷卻的過程中收縮也較大。熱輸入量不充足會導致焊縫熔化不良，產生未焊透和未熔合等缺陷。明星機械總結出焊前預熱可降低產品的變形程度和產生裂紋的傾向，並能提高焊接速度。

『柒』 求助鋁合金加工變形解決辦法！！！

這么大的板金件採用常規的辦法必然產生弧度(warpage),所謂平面度(Flatness)難以保證.看能不能從材料和工藝兩方面看看:1)鋁板有沒有做熱平整(Thermal flatten)? 國內有的廠提供這種板材;2)調整走刀軌跡,使之受力均勻;3)如果量大的話,並且數控沖床壓力夠大的花,可以考慮做專用的沖刀,比如在產生弧度的方向將所有的方孔同時沖下,或分兩步沖下;我們當時就是這樣做的.量小的話,那無所謂.我們有一個零件,每月只有二十幾個量,平面度要求極高,開了沖壓模也不行,只有用激光割.希望有所幫助.

『捌』 鋁合金工件的變形問題和解決方法是什麼

鋁合金是工業中使用最廣泛的一類有色金屬結構材料，在航空、航天、汽車、機械製造、船舶及化學工業中均有鋁合金工件。在飛機結構中為了減輕重量，採用了大量的鋁合金材料的薄壁零件，由於鋁合金零件材料熱膨脹系數較大，薄壁加工過程中很容易變形。尤其是在採用自由鍛毛坯時餘量大，變形問題更為突出。
一、鋁合金工件切削變形的原因
鋁合金零件變形的原因很多，與材質、零件形狀、工藝條件、切削油的性能等都有關系。主要有以下幾個方面：毛坯內應力引起的變形，切削力、切削熱引起的變形，夾緊力引起的變形。
二、減少工件變形的工藝措施
（1）降低毛坯的內應力
採用時效以及振動處理或預先工藝均可部分消除毛坯的內應力，餘量大的毛坯工件故變形也大。若預先去掉毛坯的多餘部分縮小各部分的餘量，不僅可以減少以後工序的變形，而且放置一段時間，還可以釋放一部分內應力。
（2）合理選擇刀具幾何參數
前角：在保持刀刃強度的條件下前角適當選擇大一些，一方面可以磨出鋒利的刃口，另外可以減少切削變形使排屑順利，進而降低切削力和切削溫度。
後角：後角大小對後刀面磨損及表面質量有直接的影響。粗銑時由於進給量大、切削負荷重、發熱量大，要求刀具散熱條件好，因此後角應選擇小一些。精銑時要求刃口鋒利，減輕後刀面與表面的摩擦減小彈性變形，因此後角應選擇大一些。
螺旋角：為使銑削平穩降低銑削力，螺旋角應盡可能選擇大一些。
主偏角：適當減小主偏角可以改善散熱條件，使平均溫度下降。
（3）改善刀具結構
減少銑刀齒數加大容屑空間。由於鋁合金材料塑性較大切削變形較大，需要較大的容屑空間，因此容屑槽底半徑應該較大、銑刀齒數較少為好。
（4）精磨刀齒
在使用新刀之前，應該用細油石在刀齒前、後面輕輕磨幾下，以消除刃磨刀齒時殘留的毛刺及輕微的鋸齒紋。這樣不但可以降低切削熱而且切削變形也比較小。
（5）嚴格控制刀具的磨損標准
刀具磨損後工件表面粗糙度值增加，切削溫度上升工件變形隨之增加。因此除選用耐磨性好的刀具材料外，還應嚴格控制刀具磨損程度，否則容易產生積屑瘤。切削時工件的溫度不能過高以防止變形。
（6）改善工件的夾裝方法
對於剛性較差的薄壁鋁合金工件，對於薄壁襯套類零件如果用三爪自定心卡盤或彈簧夾頭從徑向夾緊，一旦松開工件必然發生變形。以零件內孔定位自製一個帶螺紋的穿心軸套入零件的內孔，其上用一個蓋板壓緊端面再用螺帽背緊。外圓就可避免夾緊變形從而得到滿意的精度。
（7）切削油的選用
由於鋁合金的硬度較低且切削性較差，對切削油的冷卻、潤滑、滲透及清洗性能有更高的要求，另外還需要一定的抗腐蝕性能以防止工件發黑，常用的切削油切削過程中能在金屬表面形成高熔點硫化物，而且在高溫下不易破壞，具有良好的潤滑作用，並有一定的冷卻效果，一般用於切削、鑽孔、鉸孔及攻絲等工藝。

『玖』 如何減少鋁合金熱膨脹

先來說矽的成分到底有何功用,如果鋁合金活塞中的矽含量高,就能使活塞在遇熱時減少它的膨脹系數。