铝合金先进焊接工艺

铝合金先进焊接工艺时刻：2008-10-1709:04:12

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一、铝合金焊接的特点铝合金由于重量轻、比强度高、耐腐蚀性能好、无磁性、成形性好及低温性能好等特点而被广泛地应用于各种焊接结构产品中，采纳铝合金代替钢板材料焊接，结构重量可减轻50%以上。铝合金焊接有几大难点：①铝合金焊接接头软化严峻，强度系数低，这也是阻碍铝合金应用的最大障碍；②铝合金表面易产生难熔的氧化膜(Al2O3其熔点为2060℃)，这就需要采纳大功率密度的焊接工艺；③铝合金焊接容易产动气孔；④铝合金焊接易产生热裂纹；⑤线膨胀系数大，易产生焊接变形；⑥因此，铝合金的焊接要求采纳能量密度大、焊接热输入小、焊接速度高的高效焊接方法。二、铝合金的先进焊接工艺针对铝合金焊接的难点，近些年来提出了几种新工艺，在交通、航天、航空等行业得到了一定应用，几种新工艺能够专门好地解决铝合金焊接的难点，焊后接头性能良好，并能够对往常焊接性不行或不可焊的铝合金进行焊接。1.铝合金的搅拌摩擦焊接搅拌摩擦焊FSW(FrictionStirWelding)是由英国焊接研究所TWI(TheWeldingInstitute)1991年提出的新的固态塑性连接工艺。其工作原理是用一种专门形式的搅拌头插入工件待焊部位，通过搅拌头高速旋转与工件间的搅拌摩擦，摩擦产生热使该部位金属处于热塑性状态，并在搅拌头的压力作用下从其前端向后部塑性流淌，从而使焊件压焊在一起。由于搅拌摩擦焊过程中不存在金属的熔化，是一种固态连接过程，故焊接时不存在熔焊的各种缺陷，能够焊接用熔焊方法难以焊接的有色金属材料，如铝及高强铝合金、铜合金、钛合金以及异种材料、复合材料焊接等。目前搅拌摩擦焊在铝合金的焊接方面研究应用较多。差不多成功地进行了搅拌摩擦焊接的铝合金包括2000系列(Al-Cu)、5000系列(Al-Mg)、6000系列(Al-Mg-Si)、7000系列(Al-Zn)、8000系列(Al-Li)等。国外差不多进入工业化生产时期，在挪威差不多应用此技术焊接快艇上长为20m的结构件，美国洛克希德·马丁航空航天公司用该项技术焊接了铝合金储存液氧的低温容器火箭结构件。铝合金搅拌摩擦焊焊缝是通过塑性变形和动态再结晶而形成，焊缝区晶粒细化，无熔焊的树枝晶，组织细密，热阻碍区较熔化焊时窄，无合金元素烧损、裂纹和气孔等缺陷，综合性能良好。与传统熔焊方法相比，它无飞溅、烟尘，不需要添加焊丝和爱护气体，接头性能良好。由因此固相焊接工艺，加热温度低，焊接热阻碍区显微组织变化小，如亚稳固相差不多保持不变，这关于热处理强化铝合金及沉淀强化铝合金专门有利。焊后的残余应力和变形专门小，关于薄板铝合金焊后差不多不变形。与一般摩擦焊相比，它可不受轴类零件的限制，可焊接直焊缝、角焊缝。传统焊接工艺焊接铝合金要求对表面进行去除氧化膜，并在48h内进行加工，而搅拌摩擦焊工艺只要在焊前去除油污即可，并对装配要求不高。同时搅拌摩擦焊比熔化焊节约能源、污染小。搅拌摩擦焊铝合金也存在一定的缺点：①铝合金搅拌摩擦焊接时速度低于熔化焊；②焊件夹持要求高，焊接过程中对焊件要求加一定的压力，反面要求有垫板；③焊后端头形成一个搅拌头残留的孔洞，一样需要补焊上或机械切除；④搅拌头适应性差，不同厚度铝合金板材要求不同结构的搅拌头，且搅拌头磨损快；⑤工艺还不成熟，目前限于结构简单的构件，如平直的结构、圆形结构。搅拌摩擦焊工艺参数简单，要紧有搅拌头的旋转速度、搅拌头的移动速度、对焊件的压力及搅拌头的尺寸等。2.铝合金的激光焊接铝及铝合金激光焊接技术(LaserWelding)是近十几年来进展起来的一项新技术，与传统焊接工艺相比，它具有功能强、可靠性高、无需真空条件及效率高等特点。其功率密度大、热输入总量低、同等热输入量熔深大、热阻碍区小、焊接变形小、速度高、易于工业自动化等优点，专门对热处理铝合金有较大的应用优势。可提高加工速度并极大地降低热输入，从而可提高生产效率，改善焊接质量。在焊接高强度大厚度铝合金时，传统的焊接方法全然不可能单道焊透，而激光深熔焊时形成大深度的匙孔，发生匙孔效应，则能够得到实现。激光焊接铝合金有以下优点：①能量密度高，热输入低，热变形量小，熔化区和热阻碍区窄而熔深大；②冷却速度高而得到微细焊缝组织，接头性能良好；③与接触焊相比，激光焊不用电极，因此减少了工时和成本；④不需要电子束焊时的真空气氛，且爱护气和压力可选择，被焊工件的形状不受电磁阻碍，不产生X射线；⑤可对密闭透亮物体内部金属材料进行焊接；⑥激光可用光导纤维进行远距离的传输，从而使工艺适应性好，配合运算机和机械手，可实现焊接过程的自动化与周密操纵。现在应用的激光器要紧是CO2和YAG激光器，CO2激光器功率大，关于要求大功率的厚板焊接比较适合。但铝合金表面对CO2激光束的吸取率比较小，在焊接过程中造成大量的能量缺失。YAG激光一样功率比较小，铝合金表面对YAG激光束的吸取率相对CO2激光较大，可用光导纤维传导，适应性强，工艺安排简单等。在焊接大厚度铝合金时，传统的焊接方法全然不可能单道焊透，而激光深熔焊时形成大深度的匙孔，发生匙孔效应，则能够得到实现。铝及铝合金的激光焊接难点在于铝及铝合金对辐射能的吸取专门弱，对CO2激光束(波长为10.6μm)表面初始吸取率1.7%；对YAG激光束(波长为1.06μm)吸取率接近5%。铝型材的表面处理三大方式的优劣分析时刻：2008-10-1709:04:56

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铝型材的表面处理方式大体存在着阳极氧化、电泳涂装及粉末喷涂三种处理方式，每一种方式都各有优势，占有相当的市场份额。

粉末喷涂存在着以下几点显著优势：

1、工艺较为简单，要紧得益于生产过程中要紧设备的自动精度的提高，对一些要紧的技术参数差不多能够实现微电脑操纵，有效地降低工艺操作难度，同时辅助设备大为减少；2、成品率高，一样情形下，假如各项措施得当，可最大限度地操纵不合格品的产生；

3、能耗明显降低，在一般的阳极氧化、电泳涂装的生产过程中，水、电的消耗是相当大的，专门是在氧化工序。整流机的输出电流可达到8000~11000A之间，电压在15~17.5V之间，再加上机器本身的热耗，需要不停地用循环水进行降温，吨电耗往往在1000度左右，同时辅助设施的减少也能够降低一些电耗；

4、对水、大气的污染程度降低，片碱、硫酸及其它液体有机溶剂的不再使用，减少水及大气污染，也有效地提高铝型材与作为环保产品的塑钢型材的竞争实力，相应地减少了一些生产成本；

5、工人的劳动强度明显降低，由于采纳自动化流水线作业，上料方式以及夹具的使用方式差不多得到明显简化，提高了生产效率，也降低了劳动强度；

6、对毛料的表面质量要求标准有明显降低，粉末涂层同时能够完全覆盖型材表面的挤压纹，掩盖一部分铝型材表面的瑕疵，提高铝型材成品的表面质量；

7、涂膜的一些物理指标较其他表面处理膜有明显提高，如硬度、耐磨性、耐酸性，可有效地延长铝型材的使用寿命。

粉末喷涂采纳的是粉末涂料，工艺上采纳的是静电喷涂，利用磨擦喷枪的作用，在加速风的阻碍下，使粉末颗粒喷出枪体时携带正电荷，与带负电荷的型材接触，产生静电吸附，然后通过高温固化。也增强了涂料的吸附强度，防止漆膜脱落。

从工艺本身来看，具有相当高的科技成分，调配颜色各异的涂料，产生不同色系的装饰成效，更加符合室内装饰的需要，也是与铝型材在建筑业的应用向室内进展的趋势相一致的。专门是喷涂型材与隔热断桥的联合使用，使其更具有更时尚的潮流，使粉末喷涂型材具有了更大的进展空间，也是其他处理方式生产出来的型材所无法替代的铝材焊接的标准时刻：2008-10-1709:05:30

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焊接方法：几乎各种焊接方法都能够用于焊接铝及铝合金，然而铝及铝合金对各种焊接方法的适应性不同，各种焊接方法有其各自的应用场合。气焊和焊条电弧焊方法，设备简单、操作方便。气焊可用于对焊接质量要求不高的铝薄板及铸件的补焊。焊条电弧焊可用于铝合金铸件的补焊。惰性气体爱护焊(TIG或MIG)方法是应用最广泛的铝及铝合金焊接方法。铝及铝合金薄板可采纳钨极交流氩弧焊或钨极脉冲氩弧焊。铝及铝合金厚板可采纳钨极氦弧焊、氩氦混合钨极气体爱护焊、熔化极气体爱护焊、脉冲熔化极气体爱护焊。熔化极气体爱护焊、脉冲熔化极气体爱护焊应用越来越广泛(氩气或氩/氦混合气)

焊前预备

1、焊前清理：铝及铝合金焊接时，焊前应严格清除工件焊口及焊丝表面的氧化膜和油污;

1)化学清洗化学清洗效率高，质量稳固，适用于清理焊丝及尺寸不大、成批生产的工件。可用浸洗法和擦洗法两种。可用丙酮、汽油、煤油等有机溶剂表面去油，用40℃～70℃的5%～10%NaOH溶液碱洗3

min～7

min(纯铝时刻稍长但不超过20

min)，流淌清水冲洗，接着用室温至60℃的30%HNO3溶液酸洗1

min～3

min，流淌清水冲洗，风干或低温干燥。

2)机械清理:在工件尺寸较大、生产周期较长、多层焊或化学清洗后又沾污时，常采纳机械清理。先用丙酮、汽油等有机溶剂擦试表面以除油，随后直截了当用直径为0.15

mm～0.2

mm的铜丝刷或不锈钢丝刷子刷，刷到露出金属光泽为止。一样不宜用砂轮或一般砂纸打磨，以免砂粒留在金属表面，焊接时进入熔池产生夹渣等缺陷。另外也可用刮刀、锉刀等清理待焊表面。

清理后如存放时刻过长(如超过24

h)应当重新处理。

2、垫板:铝合金在高温时强度专门低，液态铝的流淌性能好，在焊接时焊缝金属容易产生下塌现象。为了保证焊透而又不致塌陷，焊接经常采纳垫板来托住熔池及邻近金属。垫板可采纳石墨板、不锈钢板、碳素钢板、铜板或铜棒等。垫板表面开一个圆弧形槽，以保证焊缝反面成型。也能够不加垫板单面焊双面成型，但要求焊接操作熟练或采取对电弧施焊能量严格自动反馈操纵等先进工艺措施。

3、焊前预热:薄、小铝件一样不用预热，厚度10

mm～15

mm时可进行焊前预热，依照不同类型的铝合金预热温度可为100℃～200℃，可用氧一乙炔焰、电炉或喷灯等加热。预热可使焊件减小变形、减少气孔等缺陷。

焊后处理

(1)焊后清理焊后留在焊缝及邻近的残存焊剂和焊渣等会破坏铝表面的钝化膜，有时还会腐蚀铝件，应清理洁净。形状简单、要求一样的工件能够用热水冲刷或蒸气吹刷等简单方法清理。要求高而形状复杂的铝件，在热水中用硬毛刷刷洗后，再在铝合金挤压材涂层生产工艺－电粉末喷涂时刻：2008-10-1709:06:08

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20世纪60年代，电粉末喷涂在欧洲第一开发成功，共工艺流程大致是：铝材表面预处理同时干燥之后入喷粉室，在强电场中通过粉末喷枪，将带负电荷的树脂粉末平均喷涂到铝材表面，并能够这到一定厚度，最后进入固化炉加热固化。

（1）预处理。表面预处理是喷涂质量的关键，其中化学转化处理更加重要。预处理可采取浸槽式，也可用喷淋式。浸槽式可在原氧化生产线上增加槽体实现，具有投资少的优点。喷涂式大都采纳立式，具有占地面积小，药品消耗少，人为阻碍小等优点。

预处理工艺如下：

常规工艺流程：预脱脂－脱脂－水洗－水洗－表调（酸洗去氧化物）－水洗－水洗－化学转化－水洗－纯水洗－烘干。

新工艺流程：脱脂酸洗－水洗－化学转化－水洗－纯水洗－烘干。

目前采纳新工艺流程较多，将脱脂与酸洗合二为一，流程简便成效也好。化学转化膜要紧有3种：铬化膜、磷铬化膜和无铬膜。铬化膜最为常用，无铬膜虽有环保优势，但质量差异较大，目前还处于起步时期。

预处理时就注意的事项：

1）纯水槽的电导率应小于100μs/cm,如这到小于30μs/cm则更好。

2）膜厚一样要求在20～1200mg/m2，尽可能操纵在400～600mh/m2。生产中定期用“重量法”测定，在线检测时，用颜色深浅能够方便鉴别。

3）化学转后需要烘干才能进行喷粉，铬化膜烘干温度小于60℃，磷铬化膜小于85℃。为了加快干燥，能够短时刻热水洗，但热水温度应小于

4）预处理后尽快进行喷粉，存放时刻不能超过16h。

5）烘干后的表面不许有起粉现象，生产过程中能够用橡皮擦试，检查化学转化膜是否牢固。

（2）

静电粉末喷涂。静电粉末喷涂在化学预处理后进行，其要紧工艺参数是：静电电压：40～1000Kv,供粉气压：（0.2～0.4）x105Pa,流化气压：（0.01～0.1）x105Pa,粉末粒度：0.088mm，粉末电阻率：1010～1014Ω．m,工件与喷嘴间距：150～300mm，环境温度：0～40℃，相对湿度小于85％，固化温度：180～200

静电粉末喷涂应注意的事项：

1）防止粉末受潮。

2）喷涂前用气枪吹去铝材表面的灰尘。对不易上粉的凹槽，可先用手动喷枪补喷。

3）换色时应清理洁净喷房，以免串色。

4）固化室温差就小于5℃铝合金挤压材涂层生产工艺－电泳涂漆时刻：2008-10-1709:06:56

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铝合金挤压涂层生产有电泳涂漆、浸渍

涂漆、静电喷涂等方法，要紧为电泳涂漆和静电粉末喷涂。

电泳涂漆也能够视为个一种有机聚合特封孔，它是将阳极氧化的铝材放在水溶性丙为烯酸漆的电沪槽中，铝材作为阳极，在直流电压90～150V下电泳，使得氧化膜表面沉积一层不溶性漆膜，再在170～200℃

（1）电源波动因数必须不大于6％，电压波动使得漆膜产生针孔、桔皮或失光。

（2）阳极氧化温度过低，在固化时漆膜容易发生裂纹。

（3）导电梁在电泳之前必须冲洗洁净，而且幸免滴水污染电泳槽。

（4）电泳后的两个水洗槽以及热水槽应配置循环过滤系统。

（5）电泳后两个水洗槽的固体分数分别操纵在小于1.5％和小于0.5％，以免显现花斑、流挂、失光等缺陷。

（6）漆回收应采纳阳极电泳专用RO膜（反渗透膜）。

（7）固化炉温度操纵在±5℃

（8）电解着色铝材电泳层固化时假如退色，可考虑适当降低固化工。

（9）固化炉定期清理，车间注意防尘。挤压材阳极氧化着色工艺—封孔处理时刻：2008-10-1709:07:42

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铝的阳极氧化膜有大量孔洞，其表面吸附性专门强，手触摸有黏手的感受。为提高氧化膜的防污染和抗腐蚀性能，封孔是必不可少的步骤。铝材阳极氧化膜的封孔要紧有热封孔和冷封孔两种，目前我国差不多上使用冷封孔。随着膜厚增加和封孔质量提高。每吨铝型材的冷封孔剂消耗从0.8~1.2kg增加到1.5~2.0kg。氟化镍是目前冷封孔剂的要紧成分，因此氟化镍质量决定了冷封孔剂质量。氟化镍中铁、锌、铜等杂质，在新配槽液中阻碍不明显，但生产一段时刻后，封孔质量就专门难保证。

冷封孔的pH值

往常认为以5.5~6.5为宜，实际上还应依照冷封孔剂的配方特点确定。新配槽液pH值一样在5.3~7.0都能够成功，但关于用氟化铵或氟化氢铵调剂氟离子的旧槽，由于铵离子的阻碍，pH值应操纵在6.5~7.1最佳。现在封孔速度快，氟消耗少，也不显现“白头”现象。封孔槽中铵离子比钠离子不易起粉，但封孔速度较慢。为保证封孔质量，工艺操作要点如下：

（1）阳极氧化温度一样小于23℃

（2）阳极氧化之后应及时水洗，停留在氧化槽中会阻碍以后的封孔。洗不洁净易造成窜液污染，增加封孔槽的氟消耗。

（3）脱落在封孔槽中的铝材和铝丝应及时取出，不然会加快pH上升和氟的消耗。

（4）用氟化铵调氟的封孔槽，每立方米通过20t铝材后，应倒槽清底一次。

（5）用氢氟酸调氟的封孔槽，添加之后应通过5~10min才生产，最好以10%稀溶液的形式加入。

（6）为提高封孔质量并加快干燥速度，冷封孔后，举荐55±5℃挤压材阳极氧化着色工艺—着色处理时刻：2008-10-1709:08:18

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铝合金挤压材的着色方法有电解着色、化学染色和自然显色（整体着色）等3种。建筑铝门窗要紧采纳电解着色，化学染色用于室内装饰和工艺品，自然显色在早期使用过，目前国内外已差不多不用那个技术。在电解着色过程中，电化学还原生成的金属（也可能是氧化物）微粒沉积在氧化膜微孔的底部，颜色并不是沉积物的颜色，而是沉积的微粒对人射光散射的结果。化学染色是无机或有机染料吸附在氧化膜微孔的顶部，颜色确实是染料本身的颜色。电解着色成本低，而且具有专门好的耐候性等使用性能。化学染色的色彩丰富多彩，但室外使用容易变色。

（1）香槟色。在电解着色铝型材中，香槟色等浅色系占了大约一半。早期采纳锡盐或锡镍盐，最近两年来单镍盐以其色调稳固渐占上风。

香槟色地颜色深浅和色调方面差别较大，这不仅是由镍盐与锡盐不同引起的，而且与合金状态、电源设备、工艺参数、槽液成分和工厂生产水质等许多因素有关。因此不同厂家专门难生产出完全相同的香槟色和仿不锈钢色。生产香槟色产品的工艺操作要点如下：

1）合理绑料，一样凹槽向上，装饰面向上或对着电极。绑料斜度不够会引起上下面色差和下表面气泡。电极间距不够会引起直立平面色差。绑料时电接触不良会造成一挂料上型材之间的色差和绑料处退色。

2）着色槽中超过挂料区的对电极，应撤除或用塑料板遮挡，以免周边颜色加深。

3）料挂入着色槽时，先不通电，浸泡1~2min，有利于着色微粒进入孔底沉积，使颜色平均不容易退色。

4）着香槟色等浅色系时，电压上升速度宜快（5~10s）。由于浅色系总着色时刻较短，电压上升段的低电压时刻过长，会造成型材凹槽颜色太浅。

5）着浅色由电压不应低于着古铜色电压。着色电压低，颜色分散性差，同时容易退色。

6）游离硫酸浓度应高一些，以提高槽液导电性，使颜色分散性更好。着浅色时尽管硫酸度高，但由于时刻专门短，不致腐蚀氧化膜的表面。

7）着色终止断电后，应迅速水洗，转移速度慢，会显现型材的深色或浅色带。

8）在锡盐着色的添加剂中，络合剂不同，颜色的底色不同。

9）注意冷封孔关于浅色系颜色的阻碍。

（2）金黄色（以锰酸钾为主盐）。锰酸盐着金黄色生产操纵比较容易，假如随后进行电泳，则生产难度大一些。

锰酸盐着色生产的工艺操作要点如下：

1）锰酸钾为强氧化剂，槽液本身消耗较快。槽液中游离硫酸浓度高，金黄色更加光亮，然而本身消耗也更大。

2）锰酸钾着金黄色的质量，与阳极氧化和封孔的工艺操纵关系极大。膜厚要在12~15μm膜太薄，颜色发红不鲜艳。封孔质量不行光照后退色。

3）着色的电极面积之比宜大于1：1。极板松动、破旧和电极比小都会阻碍着深色或引起表面“小白点”和挂料中间“白圈”。

4）生产一般金黄色时，能够采取氧化膜扩孔方法加深颜色，如在氧化槽中浸泡2~4min，酸性水先槽中浸泡10~20min，或着色槽中浸泡3~5min。只是现在要严格保证封孔质量。

5）生产电泳金黄色时，不能采纳扩孔法加深颜色。相反要适当降低氧化槽和着槽的温度，加快转移速度，甚至还要适当降低电泳层的固化温度，以幸免着色小白点，固化退色等缺陷。

（3）“钛金”色（以硒酸盐为主盐）。这也是一种金黄色，但与锰酸盐的金黄色有较大差异，比较接近于黄金色调，因此也称“K金”色。我国一样称为“钛金”色，实际上全然与钛无关，国外也有玫瑰金之称。电泳钛金色在固化时也有退色问题，因此固化炉温差要求在±5℃挤压材阳极氧化着色工艺—阳极氧化处理时刻：2008-10-1709:08:54

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（1）差不多过程。表面预处理后难免显现型材松动，在进入氧化槽前一样要再紧料一次，以确保导电良好。导电不良会引起电解着色的许多问题，如色浅、色差等。铝合金挤压材阳极氧化一样用直流硫酸阳极氧化，阳极是特加工的铝型材，阴极用挤压的铝板或6063板。为了增加刚性，可将阴极断面制成齿状或波浪状，小厂也可用铅板。小零件的阳极氧化能够用交流电，阴阳两极都用面积相同的待处理铝零件，处理时刻应比直流氧化延长1倍以上。

（2）工艺条件与膜厚。硫酸阳极氧化得到的是多孔膜，氧化开始瞬时生成类似阻挡层的薄膜，膜在硫酸中溶解显现孔洞，孔洞延长使膜生长。膜的厚度与通过电量成正比，也确实是与电流密度和氧化时刻成正比。氧化膜厚度按公式δ=kIt运算，其中δ为氧化膜厚度(μm),I为电流密度（A/dm2）,t为电解时刻（min），k为系数，一样取0.3,实际上k值是由试验确定的，它与工艺参数紧密相关，在同样工艺下，厚膜与薄膜也不同。此外，氧化膜厚度也不可能随阳极氧化时刻无限增加，而是有一个与工艺条件有关的极限氧化膜厚度。在生产厚膜时，一样适当降低硫酸浓度和温度，提高电流密度，并采取空气搅拌。

（3）阳极氧化处理的工艺操作要点：

1）硫酸阳极氧化一样选恒流，依照阳极氧化总面积和电流密度运算出总电流，对有型腔的铝材，氧化面积应运算大约100~300mm一段的内表面面积。

2）需要电解着色处理的，每一挂料应是一种规格，以幸免色差。

3）导电梁与导电座之间接触良好，接触温升小于30℃

4）单根导电梁，如载流大于8000A时，建议考虑两端导电。

5）阴极使用极板套气袋可减少酸气析出，但应加大槽液循环量，最好每小时循环3次以上。槽液循环在槽底使冷酸液平均输入槽内。空气搅拌可适当降低循环量，但搅拌一定要平均平稳，以免绑料松动。

6）氧化终止应及时水洗，停电后留在氧化槽时刻过长（长于2min）,将阻碍着色与封孔质量。

7）阴极板使用寿命与氧化状态有关，氧化槽开开停停，阴极板最容易损坏。应及时更换损坏的阴极板，以免阴阳极面积比例失调。

8）阳极氧化电压上升应取软启动，电压上升时刻一样为10~15s。挤压材阳极氧化着色工艺—表面预处理时刻：2008-10-1709:09:35

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铝合金挤压材阳极氧化生产工艺的差别要紧表现在表面预处理上，其工艺流程一样为：装料→表面预处理→阳极氧化→两次水洗→着色→两次水洗→封孔→卸料。

铝合金挤压材在压力加工和热处理过程中表面黏附的油脂、污物和天然氧化物，在阳极氧化之前必须清理洁净，使其露出洁净的铝基体。传统的化学预处理工艺流程为：脱脂→水洗

→碱洗→两次水洗→中和→水洗。近年来我国预处理工艺有了较大变化。

（1）脱脂。除了通过化学或电解抛光的挤压材外，阳极氧化过程中脱脂是必不可少的。假如没有脱脂或脱脂不够，碱洗后会显现班状腐蚀而造成废品。脱脂方法大致分为碱性脱脂和酸性脱脂两大类。碱性脱脂能去除重油污，对下面碱洗没有窜液污染，但槽液需要加温，操纵不行易造成铝材报废；酸性脱脂用硫酸，也可用氧化槽排放的硫酸，材质较差的情形，硫酸中加入10~20/L硝酸，以防止铝材显现黑班。酸性脱脂实际上并不能完全去除油污，只起到表面润湿和“松化”，保证碱洗过程平均腐蚀。酸性脱脂成本低，操纵方便，已被大多数工厂同意。碱性脱脂槽液一样含有碳酸盐、磷酸盐和表面活性剂。所谓“三合一”清洗指脱脂、碱洗与中和3道工序一次完成，比较适合于品质要求不高的产品。其要紧成分是氢氟酸、络合剂、缓蚀剂和乳化剂等。

（2）磨砂。磨吵（也叫砂面）挤压材表面没有明显挤压痕，近年来专门受欢迎。挤压材砂面处理要紧是3种方法：一是碱性砂面；二是机械喷砂；三是酸性砂面。

长寿碱洗添加剂一样含终合剂、缓蚀剂、分散剂等。为提高金属铝的光亮度，能够加入少量硝酸钠或亚硝酸钠，为提高磨砂速度，可加入少量氟化钠。络合剂山梨醇的抗沉淀成效优于葡萄糖酸钠。酸性砂面处理要紧在于高浓度氟离子的腐蚀，同时配有氧化剂和缓蚀剂等。

（3）中和。铝合金挤压材碱洗后，表面挂灰（碱腐蚀产物）不能溶于碱溶液，也不能水洗洁净。而6063合金然150~250g/L硫酸溶液中能够洗净，中和工序也常称除灰或出光。关于挂灰难溶于硫酸的其他铝合金，可在硫酸中和槽中添加约50g/L硝酸，或在150~300g/L硝酸溶液中除灰。硝酸中和液应幸免带入氧化槽，以免阻碍阳极氧化。即使采纳硫酸中和，也不要直截了当入阳极氧化槽，因为中和槽里有较多杂质离子（如铁），以减轻窜液污染。

表面预处理中显现的“雪花状”班点，一样由原材料引起，在熔炼过程中过多掺入报废型材，如超过30%就会显现，这是由于报废型材表面氧化膜在熔炼时分散引起的，也可能与杂质（如锌）富集有关。克服雪花班的措施，一是报废型材在熔炼时操纵在10%以下；二是熔铸时熔体约有25min静置时刻；三是硫酸脱脂或中和槽内添加50g/L硝酸。铝塑板剥离的缘故时刻：2008-10-1709:10:19

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铝塑复合板是一种新型装饰材料，因其装饰性强、色彩丰富、经久耐用、质轻、易于加工等特点，在国内外得到迅猛进展和广泛应用。

铝塑复合板的生产在外行人看来专门简单，但实际上它是一种技术含量高的新产品，因而铝塑板产品的质量操纵上就有一定技术难度。这一期讲座要紧谈一谈阻碍铝塑复合板180°剥离强度的因素。

铝箔本身质量问题。这尽管是一个比较隐藏的问题，但差不多在铝塑板的质量中表达出来。一方面是铝材的热处理工艺问题，另一方面有的铝板和生产者在使用回收的废铝时质量操纵不严。这就要求铝塑板的生产者在对材料生产者进行各方面的评判，确定合格分承包方后建立业务往来以确保材料质量。

铝板的前处理问题。铝板的清洗与化层质量直截了当关系到铝塑板的复合质量。铝板第一要通过清洗除去表面油污杂质等，使表面形成一层致密的化学层，以便于高分子膜产生专门好的粘结。但有的厂家在前处理过程中对处理液的温度、浓度、处理时刻、处理液的更新等操纵不严，阻碍清洗质量。更有甚者个别新生产厂家对铝板不进行任何前处理而直截了当使用。所有这些必将导致复合质量差、180°剥离强度偏低或不稳固。

蕊材的选用问题。因为高分子膜与ＰＥ的粘结与其他塑料相比较成效最佳且价格适中，无毒、易加工。因此蕊材选用ＰＥ。有些小生产厂家为了降低成本选用粘结成效差且燃烧时会产生致命毒气的PVC，或选用PE回收料或选用PE原料与下角料混合。如此会因为PE的型号、老化程度等的不同而导致复合温度的不同，最终表面为复合质量不稳固。

高分子膜的选用问题。高分子膜是一种具有专门性能的粘结材料，它阻碍复合质量的要紧因素。高分子膜具有两面性，三层共挤而成。一面是与金属粘结，另一面是与PE粘结，中间一层是PE基材，两面的性质完全不同。两面的材料价格相差悬殊。与铝板店结的材料需要进口，价格昂贵。而与PE融合面的材料国内就能生产，因此有的高分子膜生产厂家就此大做文章，大量使用ＰＥ融合料以偷工减料牟取暴利。高分子膜的使用具有方向性，正反面不能掉换。高分子膜是一种自解膜，熔化不完全会导致假性复合。早期强度较高、时刻一长，因风化阻碍会使强度降低，甚至鼓泡或开胶等现象。

高硅铝合金快速凝固的成分和性能时刻：2008-10-1709:11:10

来源：

状态凝固工艺σb/MPaσ0.2/Mpaδ/%a/μm．(m.k)-1Al-12Si-1.1Ni热挤离心雾化33325313

Al-12Si-7.5Fe热挤气体雾化3252608.5

Al-20Si-7.5Fe热挤气体雾化3802602

Al-25Si-3.5Cu-0.5Mg热挤多级雾化376

17.4x10-6Al-20Si-5Fe-1.9Ni热挤气体雾化414

1

Al-17Si-6Fe-4.5Cu-0.5Mg热挤喷射沉积550460117.0x10-6Al-20Si-3Cu-1Mg-0.5Fe热挤+T6气体雾化535

Al-25Si-2.5Cu-1Mg-0.5Mn锻造气体雾化490

1.216.0x10-6氧化铝的国际标准及国家标准时刻：2008-10-1709:11:52

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:国家的标准普遍采纳传统的化学分析方法来分析氧化铝的成分品位，方法繁琐，按分析周期，严格按照GB／T15000.1－15000.5－1994和YS／T409－1998标准的规定，通过制样、混样、定值、平均性实验、正态分布试验、稳固性考证、生产分析使用考核等复杂过程，再通过鉴定委员会一致评判，样品成分设计合理，符合YZ／T272－1998《氧化铝》产品标准化学成分要求，才能算国家合格产品。小号字体

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国家的标准普遍采纳传统的化学分析方法来分析氧化铝的成分品位，方法繁琐，按分析周期，严格按照GB／T15000.1－15000.5－1994和YS／T409－1998标准的规定，通过制样、混样、定值、平均性实验、正态分布试验、稳固性考证、生产分析使用考核等复杂过程，再通过鉴定委员会一致评判，样品成分设计合理，符合YZ／T272－1998《氧化铝》产品标准化学成分要求，才能算国家合格产品。

国际标准普遍采纳X－射线荧光光谱分析，所用标准样品需采纳高纯氧化物配制，配制程序复杂，对分析成分较多的氧化铝样品则严格按照国际标准化组织(ISO)、JB/T4281-1999标准和ISO5182-1999(E)国际标准规定，通过制样、混样、定值、平均性实验、正态分布试验、稳固性考证、生产分析使用考核等复杂过程，符合X－射线荧光光谱分析的标准；平均性和稳固性好，定值结果准确可靠。专门是在样品合成过程中依照氧化铝比表面积较大，通过具有吸附性能的实际而采纳的氧化铝吸附试验，才能达到国际标准。铝电解自动操纵系统设计开发的新视角时刻：2008-10-1709:14:30

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简介:本文比较了国内与国外现时期最先进的铝电解操纵系统在设计思想、系统结构和功能上的不同，从用户的角度提出了铝电解自动操纵系统设计开发中能够应用的一些新观点，如平台式框架、高度模块化结构、效应自动熄灭与波动侦测与处理等。小号字体

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大号字体摘要：本文比较了国内与国外现时期最先进的铝电解操纵系统在设计思想、系统结构和功能上的不同，从用户的角度提出了铝电解自动操纵系统设计开发中能够应用的一些新观点，如平台式框架、高度模块化结构、效应自动熄灭与波动侦测与处理等。关键词：ELAS铝电解自动操纵系统平台式模块化网络效应波动配置文件数据分析作者：钟向明张泳美

湖北丹江铝业有限责任公司三期技改工程114.5KA大型预焙槽的铝电解操纵系统是从德国联合铝业公司引进的ELAS(electrolysisautomationsystem)。该系统投入运行已一年多，实现了全系列100台槽92.5%以上的电效，14350以下的交耗，证明是一套稳固优良的操纵系统。本文结合实际应用的体会，将ELAS系统与国内典型的铝电解操纵系统进行对比分析，针对软件、硬件以及其间的结合，提出系统设计和开发的几点新意见。一、平台式的系统框架提供平台式操纵系统框架设计，通过参数和配置文档的设置满足特定用户的不同需要，如此的思想关于降低系统开发成本，提高系统稳固性安全性，丰富系统操纵手段与功能等等差不多上专门有必要的。国内操纵系统通常是单一生产线对应单一的应用系统，即为特定的生产槽系列设计开发一套特定的操纵系统软硬件供用户使用，系统的专用性专门强。这种系统的优点是：界面的免爱护性较好，设计直截了当针对实际问题，能满足用户的差不多要求和特定需要。但如此的系统也存在一些问题，如设计成本高，开发周期长；系统开放性低，用户调整困难，难以适应实际生产中千变万化的不同槽况；部分槽控硬件为非标产品等等。

ELAS系统的设计使得统一的系统框架可适用于不同的应用环境，如不同的系列电流，同系列不同的槽电压或下料量等。这就如同WINDOWSWORD一样，为用户提供了功能齐全与可再开发的统一平台。

模块化的设计思想使系统的可塑性、灵活性强，关于不同的应用环境只需要进行少量的修改与调整。这种系统的优点在于：设计成本低，开发周期极短；定型的硬件产品，降低非标开支；更大范畴的适应生产调整，为工艺技术和电解操作与治理人员提供了宽敞的自由空间。这套系统并不是专门为我厂设计的，而德方设计人员只用了24人.就在现场完成了软件修改、硬件测试以及系统联调、技术培训工作。二、模块化设计高度模块化的电解操纵系统结构是用户降低爱护成本、提高经济技术指标的有效方法。国内的操纵系统只是一样性的应用了模块化思想。虽实现了操纵功能模块化，但可调的参数较少，不便于用户进行工艺调整，且模块间是相互衔接性强，难以进行随意的单模块修改而不阻碍整体软件的运行。过程操纵级（槽控机）与治理级之间是非模块式组合，治理级对系统可操纵槽数与操纵过程是不可变的。ELAS系统采纳了完全模块化的设计结构，其操纵槽数量、单槽运行的操纵模块数量及内容、模块内参数设置差不多上开放的。如此的系统具有以下明显的特点：1、实现了操纵功能模块化，并给用户提供了大量的可调参数。槽控机上就有66个仅供查看的不可变参数，146个可调整的可变参数。通过参数的调整，用户可把握工艺调整的主动权，对工艺过程实现极其细腻的适应和不同程度的试验。如我们可通过修改氧化铝基础加料时刻间隔、过加料比例及欠加料比例等参数调剂氧化铝加料状况，使每台电解槽保持良好状态。2、过程操纵级和治理级之间是模块化结构，分离与结合差不多上自由的。过程操纵级或治理级的软件更新可不能阻碍对方的正常运行。还可通过治理级进行程序下载来方便地实现过程操纵级的软件升级与更新，软件升级与更新可只对某一台操纵器进行，这可不能阻碍其他操纵器或治理级的运行，那个特点便于进行工艺实验与系统优化。通过如此的方式，我们实现了远程软件升级一次，并将使该系统保持与国际最新水平的同步更新。3、操纵模块容易增减。由于模块之间独立性强，耦合性弱，便于操纵模块的添加与删除，同时也提高了系统的安全性、适用性。三、用户界面理想的用户界面既要能满足操作和治理人员现时期的需要，还要能方便的实现他们不断提出来的新要求。国内操纵系统的界面多是依照用户的需求设计，一旦设计完成后，便已定型，用户难以进行修改。ELAS系统的界面设计开放，对用于槽况分析的各种表格、图表及报表等，用户可依照需要修改相应的配置文件实现对表格、图表及报表的修改，还可通过生成新的配置文件实现新表格、图表及报表的添加。四、网络互连方便的网络互连关于工业操纵系统的作用与INTERNET关于办公用户的作用是同等重要的。国内操纵系统由于多采纳专用的操纵协议，因此当系统与外部网络互连时通常需要附加的设计。ELAS系统中支持DECnet协议和TCP/IP协议。上位机与操纵器之间通信协议采纳DECnet协议，系统采纳标准的TCP/IP协议与外部网络通信，因此，系统可通过标准的交换机与外部网络相连，也可通过路由器设立防火墙，在设备及线路条件满足的情形下，专门方便的实现了局域监视和全球范畴的远程监视与诊断。五、光纤网络的应用

ELAS系统的SINECH1网的传输介质是同轴电缆，它的敷设过程及爱护都比较苦恼。由于光纤是利用光而不是电信号来传输信息，因此具有传输率高、衰减低、频带宽、抗电磁干扰能力强的特性。专门是光纤作为操纵网络传输媒介，能够解决电解车间最棘手的接地问题。

随着铝电解操纵系统的进展，要求的通讯量增大，抗干扰能力增强，因此光纤传输在铝电解操纵网络中的应用将越来越广泛。六、数据的分析层次

对电解槽更广泛的更多层次的数据