金屬泡沫材料是一種物理功能與結(jié)構(gòu)一體化的新型工程材料。它所具備的多種優(yōu)異物理性能使其在消聲、減震、分離工程、催化載體、屏蔽防護(hù)、吸能緩沖等多個(gè)領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。其中，用稀土鋁合金制成的泡沫鋁材，也被認(rèn)為是一種大有前途的用于未來(lái)汽車、輪船以及其他交通運(yùn)輸工具的優(yōu)良材料。
據(jù)了解，金屬泡沫材料制備方法大致有：粉末冶金法，該法又可分為松散燒結(jié)和反應(yīng)燒結(jié)兩種；滲流法；燒結(jié)溶解法；熔體發(fā)泡法；共晶定向凝固法等。在這些眾多制備方法中，熔體發(fā)泡法因其生產(chǎn)工藝相對(duì)簡(jiǎn)單、成本低，因而最具有工業(yè)化大生產(chǎn)的前景。目前日本市場(chǎng)上供應(yīng)的金屬泡沫材料主要就是用熔體發(fā)泡法生產(chǎn)的泡沫鋁塊件。
熔體發(fā)泡法的技術(shù)難點(diǎn)在于：控制熔體的粘度；選擇合適的金屬發(fā)泡劑。一般情況下要求熔體的粘度大些，同時(shí)要求所用發(fā)泡劑在金屬熔點(diǎn)附近能迅速起泡。
工藝過(guò)程分兩部分進(jìn)行：1、稀土鋁合金的研制；2、稀土泡沫鋁合金的制備。
稀土鋁合金的研制不僅可提高合金的強(qiáng)度，還能降低合金的熔化溫度，有利于制備強(qiáng)度大的稀土泡沫鋁合金。在一定的合金粘度下，用合適的發(fā)泡劑均勻分散到熔體中發(fā)泡，是制備泡沫金屬的技術(shù)關(guān)鍵。在稀土鋁合金的稀土添加劑中，稀土含量從0.1%～0.7%。
采用熔體發(fā)泡法制備稀土泡沫鋁合金，用鋁合金作為基體金屬，在熔融狀態(tài)下與自行配制的稀土添加劑熔煉，得到稀土鋁合金熔體后，加入金屬增粘劑和發(fā)泡劑，在稀土鋁合金發(fā)泡池中進(jìn)行發(fā)泡反應(yīng)，成型后便得到稀土泡沫鋁合金。
4、建筑用鋁材：
由鋁和鋁合金材料制的建筑制品。通常是先加工成鑄造品、鍛造品以及箔、板、帶、管、棒、型材等后，再經(jīng)冷彎、鋸切、鉆孔、拼裝、上色等工序而制成。
性能 純鋁強(qiáng)度低，其用途受到限制。但加入少量的一種或幾種合金元素，如鎂、硅、錳、銅、鋅、鐵、鉻、鈦等，即可得到具有不同性能的鋁合金。鋁合金再經(jīng)冷加工和熱處理，進(jìn)一步得到強(qiáng)化和硬化，其抗拉強(qiáng)度大大提高。
鋁的標(biāo)準(zhǔn)電位是-1.67伏，化學(xué)性質(zhì)很活潑,易與空氣中的氧作用而形成一層牢固致密的氧化膜，所以在普通的大氣和清潔的水中，鋁具有良好的耐腐蝕性。但與鋼或其他金屬材料接觸時(shí)會(huì)產(chǎn)生電化腐蝕，在潮濕的環(huán)境中與混凝土、水泥砂漿、石灰等堿性材料接觸時(shí)會(huì)產(chǎn)生腐蝕,與木材、土壤等接觸時(shí)也會(huì)產(chǎn)生腐蝕。因此,需進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆栏幚怼?/div>
生產(chǎn)方法 鋁合金按其生產(chǎn)方式不同，分為鑄造鋁合金和變形鋁合金兩大類。建筑上一般采用變形鋁合金，用以軋成板、箔、帶材，擠壓成棒、管或各種復(fù)雜形狀的型材。變形鋁合金按其性能、用途不同，分為防銹鋁合金、硬鋁、超硬鋁和特殊鋁等。建筑中一般采用工業(yè)純鋁(L1～L1)、防銹鋁合金（LF2、LF21等）及鍛鋁(LD2)等。
特點(diǎn)和用途 鋁和鋁合金的最大特點(diǎn)，首先是其容重約為鋼的1/3,而比強(qiáng)度（強(qiáng)度極限與比重的比值）則可達(dá)到或超過(guò)結(jié)構(gòu)鋼。其次，鋁和鋁合金易于加工成各種形狀，能適應(yīng)各種連接工藝，從而為建筑結(jié)構(gòu)采用最經(jīng)濟(jì)合理的斷面形式提供有利條件。所以，采用鋁合金不僅可以大大減輕建筑物的重量，節(jié)省材料，而且還可減少構(gòu)件的運(yùn)輸、安裝工作量，加快施工進(jìn)度。這對(duì)于地震區(qū)及交通不便的山區(qū)和邊遠(yuǎn)地區(qū)，其經(jīng)濟(jì)效果更為顯著。鋁和鋁合金色澤美觀，耐腐蝕性好，對(duì)光和熱的反射率高，吸聲性能好，通過(guò)化學(xué)及電化學(xué)的方法可獲得各種不同的顏色。所以鋁材廣泛用于工業(yè)與民用建筑的屋面、墻面、門窗、骨架、內(nèi)外裝飾板、天花板、吊頂、欄桿扶手、室內(nèi)家具、商店貨柜以及施工用的模板等。
建筑業(yè)是鋁材的三大主要市場(chǎng)之一，世界上鋁總產(chǎn)量的20%左右用于建筑業(yè)，一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的建筑業(yè)，其用鋁量已占其總產(chǎn)量的30%以上。近年來(lái)，建筑鋁材的產(chǎn)品不斷更新，彩色鋁板、復(fù)合鋁板、復(fù)合門窗框、鋁合金模板等新穎建筑制品的應(yīng)用也在逐年增加。中國(guó)已在工業(yè)與民用建筑中應(yīng)用鋁合金制作屋面、墻面、門窗等，并逐漸擴(kuò)及內(nèi)外裝飾、施工用模板等，已取得良好效果。
鋁材焊接的標(biāo)準(zhǔn)
鋁材焊接方法
幾乎各種焊接方法都可以用于焊接鋁及鋁合金，但是鋁及鋁合金對(duì)各種焊接方法的適應(yīng)性不同，各種焊接方法有其各自的應(yīng)用場(chǎng)合。氣焊和焊條電弧焊方法，設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便。氣焊可用于對(duì)焊接質(zhì)量要求不高的鋁薄板及鑄件的補(bǔ)焊。焊條電弧焊可用于鋁合金鑄件的補(bǔ)焊。惰性氣體保護(hù)焊(TIG或MIG)方法是應(yīng)用最廣泛的鋁及鋁合金焊接方法。鋁及鋁合金薄板可采用鎢極交流氬弧焊或鎢極脈沖氬弧焊。鋁及鋁合金厚板可采用鎢極氦弧焊、氬氦混合鎢極氣體保護(hù)焊、熔化極氣體保護(hù)焊、脈沖熔化極氣體保護(hù)焊。熔化極氣體保護(hù)焊、脈沖熔化極氣體保護(hù)焊應(yīng)用越來(lái)越廣泛(氬氣或氬/氦混合氣)
焊前準(zhǔn)備
1、焊前清理：鋁及鋁合金焊接時(shí)，焊前應(yīng)嚴(yán)格清除工件焊口及焊絲表面的氧化膜和油污;
1)化學(xué)清洗化學(xué)清洗效率高，質(zhì)量穩(wěn)定，適用于清理焊絲及尺寸不大、成批生產(chǎn)的工件?？捎媒捶ê筒料捶▋煞N?？捎帽?、汽油、煤油等有機(jī)溶劑表面去油，用40℃～70℃的5%～10%NaOH溶液堿洗3 min～7 min(純鋁時(shí)間稍長(zhǎng)但不超過(guò)20 min)，流動(dòng)清水沖洗，接著用室溫至60℃的30%HNO3溶液酸洗1 min～3 min，流動(dòng)清水沖洗，風(fēng)干或低溫干燥。
2)機(jī)械清理:在工件尺寸較大、生產(chǎn)周期較長(zhǎng)、多層焊或化學(xué)清洗后又沾污時(shí)，常采用機(jī)械清理。先用丙酮、汽油等有機(jī)溶劑擦試表面以除油，隨后直接用直徑為0.15 mm～0.2 mm的銅絲刷或不銹鋼絲刷子刷，刷到露出金屬光澤為止。一般不宜用砂輪或普通砂紙打磨，以免砂粒留在金屬表面，焊接時(shí)進(jìn)入熔池產(chǎn)生夾渣等缺陷。另外也可用刮刀、銼刀等清理待焊表面。
清理后如存放時(shí)間過(guò)長(zhǎng)(如超過(guò)24 h)應(yīng)當(dāng)重新處理。
2、墊板:鋁合金在高溫時(shí)強(qiáng)度很低，液態(tài)鋁的流動(dòng)性能好，在焊接時(shí)焊縫金屬容易產(chǎn)生下塌現(xiàn)象。為了保證焊透而又不致塌陷，焊接時(shí)常采用墊板來(lái)托住熔池及附近金屬。墊板可采用石墨板、不銹鋼板、碳素鋼板、銅板或銅棒等。墊板表面開(kāi)一個(gè)圓弧形槽，以保證焊縫反面成型。也可以不加墊板單面焊雙面成型，但要求焊接操作熟練或采取對(duì)電弧施焊能量嚴(yán)格自動(dòng)反饋控制等先進(jìn)工藝措施。
3、焊前預(yù)熱:薄、小鋁件一般不用預(yù)熱，厚度10 mm～15 mm時(shí)可進(jìn)行焊前預(yù)熱，根據(jù)不同類型的鋁合金預(yù)熱溫度可為100℃～200℃，可用氧一乙炔焰、電爐或噴燈等加熱。預(yù)熱可使焊件減小變形、減少氣孔等缺陷。
焊后處理
(1)焊后清理焊后留在焊縫及附近的殘存焊劑和焊渣等會(huì)破壞鋁表面的鈍化膜，有時(shí)還會(huì)腐蝕鋁件，應(yīng)清理干凈。形狀簡(jiǎn)單、要求一般的工件可以用熱水沖刷或蒸氣吹刷等簡(jiǎn)單方法清理。要求高而形狀復(fù)雜的鋁件，在熱水中用硬毛刷刷洗后，再在60℃～80℃左右、濃度為2%～3%的鉻酐水溶液或重鉻酸鉀溶液中浸洗5 min～10 min，并用硬毛刷洗刷，然后在熱水中沖刷洗滌，用烘箱烘干，或用熱空氣吹干，也可自然干燥。
(2)焊后熱處理鋁容器一般焊后不要求熱處理。
