WELDURAL铝合金：高强可焊铝合金的综合解析
材料概述
WELDURAL是法国Pechiney公司开发的一种特殊可焊铝合金，国际牌号通常对应7020或7022，属于Al-Zn-Mg系合金。该材料在保持高强度的同时具有优异的焊接性能，填补了传统高强度铝合金焊接性差的空白。
WELDURAL化学成分：
铬(Cr)≤0.04
锆(Zr)0.08～0.15
锌(Zn)5.7～6.7
硅(Si)≤0.12
铁(Fe)0.000～0.150
锰(Mn)≤0.10
镁(Mg)1.9～2.6
钛(Ti)≤0.06
铜(Cu)2.0～2.6
铝(Al) 余量
注：单个:≤0.05;合计:≤0.15
WELDURAL铝棒力学性能：
密度：20℃(68℉)时为 2.83g/cm3(0.102lb/in3)。
退火温度 415℃(775℉)
固溶温度 475℃(890℉)
时效温度 120-175℃(250-350℉)
注 ：管材室温纵向力学性能
试样尺寸：所有壁厚
2. 机械性能(典型值)
抗拉强度：T6状态 350-420 MPa
屈服强度：T6状态 290-360 MPa
延伸率：T6状态 10-14%
硬度：T6状态 110-130 HB
冲击韧性：KV=35-45 J (室温)
弹性模量：70 GPa
3. 物理特性
密度：2.78 g/cm³
熔点范围：580-640°C
热导率：130 W/(m·K)
电导率：32% IACS
热膨胀系数：23.5×10⁻⁶/K (20-100°C)
突出性能特点
焊接性能突破
焊接系数：可达0.9-1.0(母材强度保持率)
焊接方法：
MIG焊接：推荐ER5356或ER5556焊丝
TIG焊接：适用于薄板焊接
激光焊：可获得窄热影响区
无热处理焊接：焊后不处理即可获得良好性能
抗裂性：热裂纹敏感性低
综合性能平衡
强度-韧性平衡：KIC=30-35 MPa·m½
耐蚀性：优于传统7xxx系合金
疲劳性能：10⁷循环下疲劳强度≈140 MPa
低温性能：-196°C下韧性无明显下降
主要应用领域
1. 交通运输装备
轨道车辆大型焊接结构(车体、底架)
特种卡车承载结构
船舶上层建筑
装甲车辆轻型装甲
2. 工程机械
起重机臂架
挖掘机动臂
混凝土泵车臂架
高空作业平台结构
3. 军工领域
轻型战术桥梁
导弹发射架
军用方舱结构
快速部署系统框架
4. 其他工业应用
压力容器(焊接结构)
大型储罐
体育器材(赛车架、雪橇)
舞台机械承力结构
热处理工艺
标准处理状态
T6状态：
固溶处理：470°C×1h/25mm
淬火：水温20-40°C
人工时效：120°C×24h
T5状态：
仅人工时效：120°C×24h(铸件适用)
焊后热处理选项
完全热处理：重新固溶+时效(最佳性能)
局部时效：150°C×4h(便捷处理)
自然时效：室温放置96h(简易方案)
加工制造指南
焊接工艺参数
参数MIG焊TIG焊
保护气体Ar或Ar+He纯Ar
电流类型DC+DC-
焊接速度30-50cm/min15-30cm/min
热输入0.8-1.2kJ/mm0.5-0.8kJ/mm
机加工建议
刀具材料：推荐PVD涂层硬质合金
切削速度：150-250 m/min
进给量：0.15-0.3 mm/转
冷却方式：微量润滑(MQL)效果最佳
表面处理方案
阳极氧化：
推荐厚膜阳极氧化(30-50μm)
电解液温度：-5至+5°C
电流密度：1.5-2 A/dm²
喷涂防腐：
建议先做磷化处理
环氧底漆+聚氨酯面漆体系
总膜厚≥120μm
化学转化：
铬酸处理(Alodine 1200)
无铬转化(环保替代)
与其他可焊铝合金对比
特性WELDURAL608250836061
抗拉强度高中中中
焊接系数0.9-1.00.7-0.80.90.6-0.7
耐蚀性好很好极好好
价格较高中等中等较低
使用注意事项
应力腐蚀：避免在>60°C的高应力环境中长期使用
加工变形：大型结构件需控制焊接顺序
表面保护：海洋环境建议3层防护涂层
库存管理：原材料建议6个月内使用完毕
最新发展：新型WELDURAL RX版本通过微合金化改进，焊接热影响区强度提升15%，已通过航空航天认证。
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