鋁合金元素分析，各種元素各盡其能---銅元素：鋁銅合金富鋁部分548時，銅在鋁中的zui大溶解度為5.65%,溫度降到302時，銅的溶解度為0.45%。銅是重要的合金元素(鋁合金元素分析)，有一定的固溶強化效果，此外時效析出的CuAl2有著明顯的時效強化效果。鋁合金中銅含量通常在2.5%~5%，銅含量在4%~6.8%時強化效果zui好，所以大部分硬鋁合金的含銅量處于這范圍。鋁銅合金中可以含有較少的硅、鎂、錳、鉻、鋅、鐵等元素。硅元素：Al—Si合金系富鋁部分在共晶溫度577時，硅在固溶體中的zui大溶解度為1.65%。盡管溶解度隨溫度降低而減少，介這類合金一般是不能熱處理強化的。鋁硅合金具有極好的鑄造性能和抗蝕性。若鎂和硅同時加入鋁中形成鋁鎂硅系合金，強化相為MgSi。鎂和硅的質(zhì)量比為1.73:1。設(shè)計Al-Mg-Si系合金成分時，基體上按此比例配置鎂和硅的含量。有的Al-Mg-Si合金，為了提高強度，加入適量的銅，同時加入適量的鉻以抵消銅對抗蝕性的不利影響。Al-Mg2Si合金系合金平衡相圖富鋁部分Mg2Si在鋁中的zui大溶解度為1.85%，且隨溫度的降低而減速小。變形鋁合金中，硅單獨加入鋁中只限于焊接材料，硅加入鋁中亦有一定的強化作用。鎂元素：Al-Mg合金系平衡相圖富鋁部分盡管溶解度曲線表明，鎂在鋁中的溶解度隨溫度下降而大大地變小，但是在大部分工業(yè)用變形鋁合金中，鎂的含量均小于6%，而硅含量也低，這類合金是不能熱處理強化的，但是可焊性良好，抗蝕性也好，并有中等強度鋁合金元素分析。鎂對鋁的強化是明顯的，每增加1%鎂，抗拉強度大約升高瞻遠34MPa。如果加入1%以下的錳，可能補充強化作用。因此加錳后可降低鎂含量，同時可降低熱裂傾向，另外錳還可以使Mg5Al8化合物均勻沉淀，改善抗蝕性和焊接性能。錳元素：Al-Mn合金系平平衡相圖部分在共晶溫度658時，錳在固溶體中的zui大溶解度為1.82%。合金強度隨溶解度增加不斷增加，錳含量為0.8%時，延伸率達zui大值。Al-Mn合金是非時效硬化合金，即不可熱處理強化。鋅元素：Al-Zn合金系平衡相圖富鋁部分275時鋅在鋁中的溶解度為31.6%，而在125時其溶解度則下降到5.6%鋁合金元素分析。鋅單獨加入鋁中，在變形條件下對鋁合金強度的提高十分有限，同時存在應(yīng)力腐蝕開裂、傾向，因而限制了它的應(yīng)用。在鋁中同時加入鋅和鎂，形成強化相Mg/Zn2，對合金產(chǎn)生明顯的強化作用。Mg/Zn2含量從0.5%提高到12%時，可明顯增加抗拉強度和屈服強度。鎂的含量超過形成Mg/Zn2相所需超硬鋁合金中，鋅和鎂的比例控制在2.7左右時，應(yīng)力腐蝕開裂抗力zui大。

        工業(yè)鋁型材表面經(jīng)過氧化后，外觀非常漂亮，且耐臟，一旦涂上油污非常容易清洗，組裝成產(chǎn)品時，根據(jù)不同的承重采用不同規(guī)格的型材，并采用配套鋁型材配件，不需要焊接，較環(huán)保，而且安裝、拆卸，輕巧便于攜帶、搬移極為方便。相對于其他金屬材質(zhì)而言，鋁型材的可塑性強，生產(chǎn)性好，對于生產(chǎn)制作有很好的優(yōu)勢；鋁型材具有很好的延展性能，可以與很多金屬元素制作輕型合金，材質(zhì)優(yōu)質(zhì)；鋁型材具有模組化和多功能化，可快速架構(gòu)出理想機械設(shè)備外衣。表面處理性能良好，外觀色澤艷麗，無需油漆，彈性系數(shù)小，碰撞摩擦不起火花，在汽車工藝中表現(xiàn)*佳，沒有金屬污染，沒有毒性。工業(yè)鋁型材用途廣泛，例如：1、建筑用鋁型材：建筑鋁型材主要包括門窗鋁型材和幕墻鋁型材；2、散熱器鋁型材：主要應(yīng)用于各類電力電子設(shè)備散熱、LED照明燈具散熱、及電腦數(shù)碼產(chǎn)品的散熱等。3、工業(yè)鋁型材：一般工業(yè)鋁型材是指主要用于工業(yè)生產(chǎn)制造用的，如自動化機械設(shè)備、封罩的骨架以及各公司根據(jù)自己的機械設(shè)備要求定制開模，比如流水線輸送帶、機、點膠機、檢測設(shè)備、貨架等等，電子機械行業(yè)和無塵室等。4、汽車零部件鋁型材：主要用于汽車零部件、連接件等。5、家具鋁型材：主要用于家具裝飾框、桌椅支撐件等6、太陽能光伏型材：包括太陽能鋁型材邊框、太陽能光伏支架、太陽能光伏瓦扣件等。7、軌道車輛結(jié)構(gòu)鋁合金型材：主要用于軌道車輛車體制造。8、裝裱鋁型材：制作成鋁合金畫框，裝裱各種展覽、裝飾畫。9、醫(yī)用設(shè)備鋁型材：主要應(yīng)用于：擔(dān)架車框架、醫(yī)療器械、醫(yī)療床等。
          鋁合金壓鑄件可以被制造為壓鑄汽車配件、壓鑄汽車發(fā)動機管件、壓鑄空調(diào)配件、壓鑄汽油機氣缸缸蓋、壓鑄氣門搖臂、壓鑄氣門支座、鑄電力配件、壓鑄電機端蓋、壓鑄殼體、壓鑄泵殼體、壓鑄建筑配件、壓鑄裝飾配件、壓鑄護欄配件、壓鑄輪等等零件。....鋁合金壓鑄件可以被制造為壓鑄汽車配件、壓鑄汽車發(fā)動機管件、壓鑄空調(diào)配件、壓鑄汽油機氣缸缸蓋、壓鑄氣門搖臂、壓鑄氣門支座、鑄電力配件、壓鑄電機端蓋、壓鑄殼體、壓鑄泵殼體、壓鑄建筑配件、壓鑄裝飾配件、壓鑄護欄配件、壓鑄輪等等零件。隨著國內(nèi)制造裝備業(yè)發(fā)展水平的不斷提高，壓鑄機的裝備水平也顯著提高，可以制造的零件種類也在不斷得到擴大，壓鑄出來的零件的精度、零件的復(fù)雜程度也得到了較大的。鋁合金壓鑄件擦傷問題是難以避免的。特征是順著脫模方向，由于金屬粘附，模具制造斜度太小而造成鑄件表面的拉傷痕跡，嚴重時成為拉傷面。
產(chǎn)生原因：1、合金粘附模具。2、鋁合金中含鐵量低于0.6%。3、鑄件頂出偏斜，或型芯軸線偏斜。4、型芯、型壁有壓傷痕。5、型壁表面粗糙、6、型芯、型壁的鑄造斜度太小或出現(xiàn)倒斜度。7、涂料常噴涂不到。排除措施：1、修正模具，保證制造斜度。2、打光壓痕。3、合理設(shè)計澆注系統(tǒng)，避免金屬流對沖型芯、型壁，適當(dāng)降低填充速度。4、修正模具結(jié)構(gòu)。5、打光表面。6、涂料用量薄而均勻，不能漏噴涂料。7、適當(dāng)增加含鐵量至0.6~0.8%。鋁合金壓鑄件可以被制造為壓鑄汽車配件、壓鑄汽車發(fā)動機管件、壓鑄空調(diào)配件、壓鑄汽油機氣缸缸蓋、壓鑄氣門搖臂、壓鑄氣門支
            智能化焊接的應(yīng)用前提工業(yè)鋁型材材料制作的車體具有重量輕、耐腐蝕、外觀平整度好及材料可再生利用等優(yōu)點，因而受到世界各城市交通公司和鐵道運輸部門的青睞。工業(yè)鋁型材車體在高速鐵路車輛制造上具有不可替代的功能，因此工業(yè)鋁型材車體的發(fā)展速度特別快。目前，全鋁結(jié)構(gòu)工業(yè)鋁型材車輛已經(jīng)廣泛應(yīng)用于我國鐵路車輛動車組的制造和城市軌道交通車輛的制造，尤其高速動車組的鋼結(jié)構(gòu)全部是工業(yè)鋁型材車體，應(yīng)用*為廣泛。在工業(yè)鋁型材車體制造過程中，由于結(jié)構(gòu)大量采用型材拼接，接頭長且規(guī)則，便于自動化作業(yè)的實現(xiàn)，因此在該行業(yè)大量使用各種智能化焊接技術(shù)。智能化焊接在動車組工業(yè)鋁型材車體上的應(yīng)用實例：2001年，我公司建成了國內(nèi) 條工業(yè)鋁型材車體自動化焊接生產(chǎn)線，并利用國產(chǎn)材料，先后開發(fā)制造了210km/h工業(yè)鋁型材車體電動車組、270km/h工業(yè)鋁型材高速試驗列車等動車組工業(yè)鋁型材車體。2002年，實現(xiàn)了可批量生產(chǎn)工業(yè)鋁型材車體生產(chǎn)的硬件條件。2004年，我公司從法國阿爾斯通公司引進了200km/h工業(yè)鋁型材車體動車組CRH5。在成功引進200km/h動車組的前提下，又從德國西門子公司引進了300km/h工業(yè)鋁型材車體動車組CRH3。自動焊在工業(yè)鋁型材車體焊接中占有舉足輕重的地位，它以焊接質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)效率高等優(yōu)點，得到焊接企業(yè)的廣泛認可?，F(xiàn)在，隨著公司的發(fā)展與壯大，對于智能化焊接領(lǐng)域的需求大幅度提高。我公司高速動車組工業(yè)鋁型材車體焊接生產(chǎn)，自動焊焊接量約占整車焊接總量的75%。主要采用的智能化焊接技術(shù)是自動MIG焊技術(shù)和攪拌摩擦焊技術(shù)，其中自動MIG焊應(yīng)用*為廣泛，約占自動焊焊接總量的95%，而攪拌摩擦焊還僅處于小面積應(yīng)用和探索階段，相在不久的未來，攪拌摩擦焊技術(shù)也會得到長足的發(fā)展。（1）高速動車組工業(yè)鋁型材車體結(jié)構(gòu)特點：高速動車組工業(yè)鋁型材車體，主要分為中間車工業(yè)鋁型材車體和頭車工業(yè)鋁型材車體。中間車工業(yè)鋁型材車體主要由底架、側(cè)墻、車頂、端墻等四個部位組成，頭車工業(yè)鋁型材車體主要由底架、側(cè)墻、車頂、端墻及車頭等五個部位組成。圖1為CRH380型動車組中間車工業(yè)鋁型材車體，圖2為CRH380型動車組頭車工業(yè)鋁型材車體。CRH380型動車組工業(yè)鋁型材車體，底架組成主要由地板、底架邊梁、KK端/FE端、裙板以及各種小件組合而成。車頂主要由圓頂、平頂、車頂邊梁、空調(diào)框、端頂組成，通過臺組成以及各種小件組合而成。側(cè)墻組成主要由側(cè)墻板、門立柱、應(yīng)接板以及各種小件組合而成。端墻主要由端墻板、端角柱、車頂連接梁、車頂側(cè)彎梁以及各種小件組合而成。車頭組成主要由左右側(cè)墻、前墻、前窗框、環(huán)形框以及各種小件組合而成。（2）自動MIG焊技術(shù)在高速動車組工業(yè)鋁型材車體制造上的應(yīng)用：高速動車組工業(yè)鋁型材車體焊接通常分為車體大部件自動焊、小部件自動焊和總組成自動焊。大部件自動焊一般指車頂板、平頂板、地板、車頂及側(cè)墻自動焊；小部件自動焊一般指端墻、車頭、隔墻、裙板及車鉤座自動焊；總組成自動焊一般指側(cè)墻和車頂、側(cè)墻和底架連接縫自動焊。工業(yè)鋁型材車體制造中投入大型關(guān)鍵焊接設(shè)備，是制造工業(yè)鋁型材車體的必備條件。在高速動車組工業(yè)鋁型材車體的制造過程中，為了提高整機產(chǎn)品的焊接質(zhì)量，焊接生產(chǎn)效率，降低勞動強度，公司曾先后投入了龍門式IGM機械手、懸臂式ESAB專機、SMC專機、FOOKE專機、OTC專機及小型IGM機械手、CLOOS機械手、OTC機械手等自動焊設(shè)備，以此實現(xiàn)自動MIG焊接技術(shù)的應(yīng)用。大部件自動焊主要采用龍門式IGM機械手和懸臂式ESAB專機等設(shè)備，焊縫跟蹤方式為激光跟蹤。送絲機構(gòu)形式分為單絲焊接和雙絲焊接，其中，單絲焊接只是用在初期的設(shè)備系統(tǒng)上?？偨M成自動焊主要采用SMC專機和FOOKE專機等設(shè)備，焊縫跟蹤方式為機械跟蹤，送絲機構(gòu)形式為單絲焊接。小部件自動焊主要采用小型IGM機械手等設(shè)備，焊縫跟蹤方式為激光跟蹤。圖3是大型的龍門式IGM機械手，圖4是FOOKE專機。在高速動車組工業(yè)鋁型材生產(chǎn)初期，CRH5型動車組側(cè)墻中間兩塊板、車頂中間三塊板、車頂合成和CRH380型動車組圓頂板、平頂板等部件的生產(chǎn)采用雙槍單絲的IGM機械手進行自動焊接；CRH5型動車組側(cè)墻合成部件的生產(chǎn)采用雙槍單絲懸臂式的ESAB專機進行自動焊接；底架地板的生產(chǎn)采用雙槍雙絲的IGM機械手進行自動焊接；端墻板、車頭等小部件生產(chǎn)采用CLOOS、小型IGM機械手進行自動焊接。然而，隨著動車組產(chǎn)能的擴大和工藝布局的調(diào)整，單絲的IGM機械手由于生產(chǎn)效率較低，已被棄用。截止目前，高速動車組所有工業(yè)鋁型材車體大部件生產(chǎn)采用的都是雙槍雙絲的IGM機械手進行焊接；小部件生產(chǎn)采用的都是小型IGM機械手進行焊接；總組成自動焊接主要采用SMC專機和FOOKE專機兩種設(shè)備，其中，CRH5型動車組總組成焊接采用SMC專機，CRH380型動車組總組成焊接采用FOOKE專機。圖5是動車組側(cè)墻自動焊接。圖6是動車組端墻墻板自動焊接。自動MIG焊技術(shù)在高速動車組工業(yè)鋁型材車體制造上的廣泛應(yīng)用，使得公司的焊接技術(shù)水平得以大幅度提高，生產(chǎn)線的制造能力也大大，從而保證了高速動車組工業(yè)鋁型材車體的產(chǎn)品質(zhì)量，為高鐵生產(chǎn)制造領(lǐng)域做出了突出貢獻。（3）攪拌摩擦焊技術(shù)在高速動車組工業(yè)鋁型材車體制造上的應(yīng)用：攪拌摩擦焊是一種固相連接方法，焊接接頭具有優(yōu)良的力學(xué)性能和小的焊接變形，焊接過程中不需要添加保護氣和焊絲，沒有熔化、煙塵、飛濺及弧光，是一種環(huán)保型的新型連接技術(shù)。實際情況也的確如此，在FSW技術(shù)問世后的短短幾年內(nèi)，在焊接機理、適用材料、焊接設(shè)備以及工程化應(yīng)用方面均取得了很大的進展。高鐵車身地板攪拌摩擦焊：我公司從2008年初開始，就針對攪拌摩擦焊技術(shù)在工業(yè)鋁型材車體材料上開展試驗研究工作，經(jīng)過反復(fù)的試驗摸索獲得了一定的試驗結(jié)果后，于2010年7月開始在高速動車組車鉤座等關(guān)鍵部件上進行工藝試制。通過試驗團隊的不斷努力，此技術(shù)*終于2013年在高速動車組車鉤座上取得了實質(zhì)性的應(yīng)用，屆時使得產(chǎn)品實物質(zhì)量顯著提高，生產(chǎn)效率飛速，勞動強度大幅降低，獲得了公司上下的一致好評。鑒于該技術(shù)的優(yōu)越性，2014年在中國標(biāo)準(zhǔn)動車組項目研制過程中，攪拌摩擦焊在車體小部件上進行了大面積的應(yīng)用，并取得了良好的經(jīng)濟價值和社會效益，為高速動車組走出去奠定了豐富的技術(shù)基礎(chǔ)。圖7是小部件FSW設(shè)備。圖8是FSW焊接車鉤座。智能化焊接在動車組工業(yè)鋁型材車體上的建議（1）自動MIG焊接技術(shù)繼續(xù)在高速動車組工業(yè)鋁型材車體制造上應(yīng)用：由于自動MIG焊接技術(shù)現(xiàn)今比較成熟、穩(wěn)定，所以優(yōu)先建議其在平頂附件組焊、端墻合成組焊、KK組焊、FE組焊、車頭組焊及底架合成組焊等復(fù)雜工序繼續(xù)應(yīng)用。針對部件結(jié)構(gòu)和制造工藝特點，選擇合適的自動焊設(shè)備，如平頂附件組焊可以利用現(xiàn)有的IGM機械手進行自動焊接應(yīng)用研究，端墻組焊、KK組焊、車頭組焊等小部件工序可以引進機器人并利用變位機的多方向旋轉(zhuǎn)功能實現(xiàn)自動焊接應(yīng)用。相在不久的將來，在各專業(yè)技術(shù)專家的不斷努力下，我公司能夠成為真正意義上的智能化制造企業(yè)。（2）加快攪拌摩擦焊的應(yīng)用步伐：攪拌摩擦焊是將來高速動車組工業(yè)鋁型材車體焊接的發(fā)展方向，值得開展相關(guān)方面的研究和應(yīng)用。目前，攪拌摩擦焊在CRH380和CRH5型動車組兩個批量生產(chǎn)的項目上，僅在CRH380型動車組車鉤座和車鉤梁兩個小部件上有所應(yīng)用，建議應(yīng)向CRH380型動車組端墻板、平頂板和CRH5型動車組垂直墻、水平墻、前端墻等小部件上加快應(yīng)用的步伐。另外，也應(yīng)在工業(yè)鋁型材車體大部件（底架地板、側(cè)墻、車頂）上開展FSW基礎(chǔ)性的試驗研究，如開展型材結(jié)構(gòu)設(shè)計、工裝夾具開發(fā)、攪拌頭設(shè)計及焊接工藝試驗等工作，為將來的實際生產(chǎn)應(yīng)用積累豐富的試驗數(shù)據(jù)，并打下堅實的實踐基礎(chǔ)。