鋁鎂硅合金導(dǎo)體性能
鋁中添加鎂和硅，通過淬火時(shí)效處理，析出起強(qiáng)化作用的 Mg2 si，使鋁 的強(qiáng)度顯著提高。這種普通使用的高強(qiáng)度導(dǎo)電鋁合金，適于作架空導(dǎo)線。 合金中鎂和硅的含量比為 1 .73 : 1，過剩鎂會降低時(shí)效硬化的效果，而過剩 硅則并無影響，因此合金中的硅含量應(yīng)高于形成 Mg2 si 所需的量。鋁鎂硅 合金按順序進(jìn)行淬火、強(qiáng)烈冷變形及時(shí)效處理，可使抗拉強(qiáng)度達(dá) 300 牛/毫 米2 以上，而導(dǎo)電率及大于 53% 1ACs，其耐蝕性較好，只是焊接工藝的要求 較高。
改變成分、冷加工變形度和熱處理工藝，可獲得具有高強(qiáng)度(抗拉強(qiáng) 度 320 - 350 牛/毫米2，導(dǎo)電率在 53% - 56% 1ACs)或高導(dǎo)電(抗拉強(qiáng)度在 250 - 270 牛/毫米2，導(dǎo)電率在 57% - 59% 1ACs)不同特性的鋁鎂硅合金。
由于溫度升高時(shí) Mg2 si 的強(qiáng)化作用顯著減弱，高溫下鋁鎂硅合金的強(qiáng) 度較低，但塑性很好。在鋁鎂硅合金中添加少量鐵，能阻礙合金再結(jié)晶， 使晶粒細(xì)化，從而提高合金的耐熱性。
2 . 鋁鎂合金
鋁中加鎂，強(qiáng)度增高，導(dǎo)電率降低。導(dǎo)電用鋁鎂合金中的含鎂量通常 小于 1% 。鎂固溶于鋁，起固溶強(qiáng)化作用，再結(jié)合冷加工硬化，進(jìn)一步提高 強(qiáng)度。
由于鋁鎂合金的成分和組織比較簡單，加工工藝較為簡便，焊接性能 和耐蝕性較好。因此，和鋁相似，是普遍使用的中強(qiáng)度導(dǎo)電合金。硬態(tài)的 適于作架空導(dǎo)線，軟態(tài)的適于作電線電纜線芯等。
3 . 鋁鋯合金
鋁中加入少量鋯，可顯著提高耐熱性，如添加 0 . 1%鋯時(shí)，鋁的再結(jié)晶 溫度可提高到 320℃以上，但導(dǎo)電率下降 3 . 5% - 4% 1ACs。為了盡量少降 低導(dǎo)電率，可適當(dāng)減少含鋯量，再添加微量的釔。鋁鋯合金的機(jī)械性能、 耐蝕性能和焊接性能等均與鋁相似。鋁鋯合金的工作溫度比鋁高 50℃ - 70℃，它的長期工作溫度為 150℃，短時(shí)可達(dá) 180℃ - 200℃。
4 . 鋁鐵合金
鋁中加入適量的鐵采用連鑄連軋工藝，可稍提高機(jī)械強(qiáng)度。
5 . 鋁硅合金
硅在鋁中主要以純硅形態(tài)存在，固溶強(qiáng)化效果不大。但在熔煉時(shí)用 鈉鹽進(jìn)行變質(zhì)處理后，使硅彌散分布于鋁中，可使合金強(qiáng)度提高，具有好 的加工特性，易拉制成極細(xì)線，用于電子工業(yè)作連接線，可代替微細(xì)金絲。
6 . 鋁及鋁合金的焊接與機(jī)械連接
鋁及鋁合金的焊接和機(jī)械連接比銅及銅合金困難，工藝較復(fù)雜。因 此，簡化和改善工藝，有利于進(jìn)一步擴(kuò)大鋁的應(yīng)用。
(1)鋁及鋁合金的焊接。鋁氧化膜的熔點(diǎn)高(約 2050℃)，不易還原， 密度(約 3 .75 ~ 4 . 0 克/厘米3 )比鋁大，在焊接時(shí)不易從熔融鋁中浮起，易 產(chǎn)生夾渣。同時(shí)氧化膜往往吸附了較多的水分，在氣焊時(shí)會促使焊縫生 成氣孔。所以焊接時(shí)去除表面氧化膜，并防止在焊接過程再氧化，是保證 焊接質(zhì)量的關(guān)鍵。焊接處表面的氧化膜，一般可在焊接前用機(jī)械或化學(xué) 方法清除，或在焊接時(shí)用機(jī)械力將其擠去。為防止鋁在焊接時(shí)再氧化，可 采用氬氣保護(hù)；在氣焊時(shí)，則采用焊藥等措施。
鋁的導(dǎo)熱系數(shù)和比熱比鐵大一倍多，因此，鋁焊接時(shí)要求使用能量集 中的焊接熱源。另外，鋁凝固時(shí)的收縮率比鐵大兩倍，焊接時(shí)要采取相應(yīng) 的工藝措施，防止變形大而產(chǎn)生裂紋。
鋁與銅焊接時(shí)，鋁銅接觸面在 250℃以上會產(chǎn)生脆性的 CuA12 化合物， 影響焊接質(zhì)量。生成 CuA12 的數(shù)量與焊接溫度和時(shí)間有關(guān)。采用快速的 閃光焊、儲能焊和摩擦焊或低溫的冷壓焊和釬焊等方法，可減少 CuA12 的 生成。
(2)鋁及鋁合金的機(jī)械連接。鋁的氧化膜導(dǎo)電性差，鋁與鋁或其他金 屬連接時(shí)，接觸電阻較大。鋁與銅連接還可能發(fā)生電化學(xué)腐蝕，使接觸電 阻進(jìn)一步增大。用螺栓連接的接頭，由于工作電流變化引起熱脹冷縮，易 使鋁發(fā)生永久變形，因而接頭使用一定時(shí)間后，導(dǎo)致連接松弛，使接觸電 阻增大，造成接頭過熱，甚至引起電弧放電使接頭損壞。
因此，鋁及鋁合金的機(jī)械連接應(yīng)根據(jù)連接件的具體情況，采用連接面 鍍銀或搪錫；或應(yīng)用銅鋁過渡連接段，以及采取適當(dāng)?shù)膲航庸に嚨认鄳?yīng)措 施。
導(dǎo)電用鋁及鋁合金的主要焊接與機(jī)械連接方法、簡要說明和應(yīng)用范 圍，見表 1 - 16。
表 1 - 16 導(dǎo)電用鋁及鋁合金的主要焊接和機(jī)械連接方法
名 稱 | 簡 要 說 明 | 主 要 應(yīng) 用 范 圍 |
電阻焊 | 通電使接頭加熱，頂壓擠出氧化膜，進(jìn)行焊 接，效率高，操作簡便 | 鋁桿、鋁線的焊接 |
閃光對焊 | 在大電流下，焊件局部接觸，使金屬強(qiáng)烈熔 化蒸發(fā)形成爆炸除去氧化物，電弧穩(wěn)定后， 立即頂壓焊接。接頭質(zhì)量較好，耗電大 | 制造截面達(dá) 1200 毫米2 及 以上 的銅 - 鋁過渡接頭 |
儲能焊 | 利用電容放電加熱，頂壓擠出氧化膜進(jìn)行焊 接。接頭質(zhì)量好，速度快 | 制造截面小于 15 毫米2 的銅 - 鋁過 渡接頭 |
續(xù)表
名 稱 | 簡 要 說 明 | 主 要 應(yīng) 用 范 圍 |
摩擦焊 | 利用旋轉(zhuǎn)摩擦發(fā)熱進(jìn)行焊接。熱能利用率 高，接頭質(zhì)量好 | 制造截面為 700 毫米2 左右的銅 - 鋁 過渡接頭，只適用于圓形工件 |
冷壓焊 | 利用較大機(jī)械壓力擠去氧化膜，靠金屬原子 間相互結(jié)合使其焊接。接頭質(zhì)量好，設(shè)備較 簡單，焊接速度較慢 | 焊接鋁桿和鋁線，及較小銅 - 鋁過渡 接頭。小截面單線可用手持式冷壓 鉗焊接 |
氬弧焊 | 在氬氣保護(hù)下，用 電弧進(jìn)行焊接。接頭質(zhì)量 優(yōu)良，不用焊劑，需氬氣及專用設(shè)備，應(yīng)有勞 動防護(hù)措施 |
大、中截面多根鋁線、鋁排等接頭 |
氣焊 | 用氧氣乙炔氣焰，使鋁熔化焊接，焊后必須 除凈焊劑以 防腐蝕。設(shè)備較普通，工 藝簡 便，接頭強(qiáng)度較低 | 小截面鋁 - 鋁接頭；亦可用于小直徑 的銅 - 鋁接頭，但性能較差 |
釬焊 | 用低熔點(diǎn)焊料進(jìn)行焊接。設(shè)備簡單，操作方 便，接頭強(qiáng)度低 | 中、小截面鋁 - 鋁，銅 - 鋁接頭 |
滲鋁焊 | 將表面清洗后的鋼焊件，浸入鋁液中滲鋁， 再在模具中澆鋁。設(shè)備簡單 | 制造鋼 - 鋁過渡接頭 |
藥包焊 | 鋁粉和氧化鐵粉在高溫點(diǎn)燃時(shí)產(chǎn)生高熱，使 金屬熔化焊接。操作簡便，接頭強(qiáng)度較低 | 適用于中、小截面架空鋁導(dǎo)線的焊接 |
爆炸壓接 | 在壓接鐵屬表面放置炸藥，引燃后產(chǎn)生高壓 力，使金屬壓合。操作簡便迅速，須采取安 全措施 | 鋁與鋁或其他金屬如銅、鐵等 的 復(fù) 合，適用于單線、絞線及帶箔 |
套管壓接 | 鋁或鋁合金套管緊壓在被連接的鋁導(dǎo)線上 | 電纜鋁線芯及架空鋁導(dǎo)線等的連接 |
