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汽車、輪船以及其他交通運輸工具的優(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)工藝相對簡單、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，同時要求所用發(fā)泡劑在金屬熔點附近能迅速起泡。
工藝過程分兩部分進(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會產(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會產(chǎn)生腐蝕,與木材、土壤等接觸時也會產(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。
特點和用途 鋁和鋁合金的最大特點，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)件的運輸、安裝工作量，加快施工進(jìn)度。這對于地震區(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，對光和熱的反射率高，吸聲性能好，通過化學(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)國家的建筑業(yè)，其用鋁量已占其總產(chǎn)量的30%以上。近年來，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)用場合。氣焊和焊條電弧焊方法，設(shè)備簡單、操作方便。氣焊可用于對焊接質(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，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(純鋁時間稍長但不超過20 min)，流動清水沖洗，接著用室溫至60℃的30%HNO3溶液酸洗1 min～3 min，流動清水沖洗，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、多層焊或化學(xué)清洗后又沾污時，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。
清理后如存放時間過長(如超過24 h)應(yīng)當(dāng)重新處理。
2、墊板:鋁合金在高溫時強(qiáng)度很低，液態(tài)鋁的流動性能好，在焊接時焊縫金屬容易產(chǎn)生下塌現(xiàn)象。為了保證焊透而又不致塌陷，焊接時常采用墊板來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。墊板表面開一個圓弧形槽，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電弧施焊能量嚴(yán)格自動反饋控制等先進(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破壞鋁表面的鈍化膜，有時還會腐蝕鋁件，應(yīng)清理干凈。形狀簡單、要求一般的工件可以用熱水沖刷或蒸氣吹刷等簡單方法清理。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。
