船用铝合金总结.docVIP

前言 铝合金应用于造船业已有近百年的历史, 随着国内外造船业突飞猛进地发展, 船舶的轻量化越来越被重视, 由于铝的低密度、高强度、高刚性和耐腐性，船舶设计者使用铝建造的船舶和使用钢材或其它合成材料建造的船舶相比重量减轻了15-20%。铝合金的高韧性、抗腐蚀性以及可焊性为建造对重量要求严格的船型提供了很好的选择，由于铝的加工成本较低，因此使用铝材制造船舶更具经济性。铝合金可以作为板材，也可以进行挤压成型加工和铸造加工。再加上铝合金突出的物理特性，使得用铝合金制造船舶十分具有经济性。从船舶设计者角度来看，使用铝合金制造的船舶可以达到更高的速度以及更长的使用寿命，铝合金的这些优点,使其在船舶的应用上发展得很快, 造船业为铝材提供了广阔的应用市场。 第一章 铝合金在国内外舰船中的应用现状 舰船上应用的铝合金可以分为变形铝合金和铸造铝合金 变形铝合金在各国造船中的应用，从大型水面舰船上层建筑，上千吨的全铝海洋研究船、远洋商船和客船的建造，到水翼艇、气垫船、旅客渡船、双体客船、交通艇、登陆艇等各类高速客船和军用快艇上都大量使用了变形铝合金。铸造铝合金主要用于泵、活塞、舾装件及雨水雷壳体等部件。 1.1航空母舰 航母是个庞然大物。它体积巨大，建造精良，是一个机动性很强的作战平台，对减清结构重量等具有及其迫切的需求，隐刺控制航母结构的重量非常重要，其中包括控制航母各种装置，特别是上层建筑的重量，最改善航母的战术技术性能至关重要。 初步统计，国外没艘航母铝合金材料用量大约在1000吨左右，例如，美国“独立”号（CVA62）航母用了1019吨铝合金；“企业”号核动力航母（CVA65）用了450吨铝合金；法国“福熙”号（R99）及“克里蒙梭”号（R98）航母上都用了1000多吨铝合金。铝合金在航母上的应用对减轻航母结构重量，提高稳性、试航性、提高站技性能等具有重要意义。 铝合金在航母上的应用部位，从部分起飞和降落甲板，巨大的升降机，大量管系，到舷窗盖，吊灯架，门，舱室隔壁，舱室装饰，家具，厨房设备和部分辅机等。列如美国海军1961年服役的“企业”号航空母舰的四个巨大的升降机是用铝-镁合金焊接而成的。 1.2驱逐舰等大型水面舰船上层建筑 驱逐舰等大型水面舰船为了减轻上层建筑的重量，以保持稳性等，而广泛采用铝合金结构。事实上在许多驱逐舰等大型水面舰船中，主甲板上的全部结构都是用铝合金制造的。据统计，美国海军不同级的驱逐舰，在甲板以上结构中所用的铝合金数量分别如下：护航驱逐舰（DE）用铝量251.33吨；导弹驱逐舰（DLG）用铝量811.30吨；弹道导弹驱逐舰（DDG）用铝量515.88吨；弹道导弹核动力驱逐舰（DLGN）用铝量为930.35吨。 序号 国家 军舰名称 用铝合金数量（吨） 1 美国 独立号（CVA62）航母 1019 2 企业号核动力航母 450 3 护航驱逐舰（DE） 251.33 4 导弹驱逐舰（DLG） 811.30 5 弹道导弹驱逐舰（DDG） 515.88 6 弹道导弹核动力驱逐舰（DLGN） 930.35 7 法国 克里蒙梭号（R98） 1000多 8 福熙号（R99） 1000多 美国海军第一艘弹道导弹驱逐舰USS“杜威”号（DLG14）比第二次世界大战期间最大的驱逐舰长出50英尺，而吨位则几乎大两倍。在“杜威”号的上层建筑中应用的811.30吨铝合金中大部分是5466厚板和5086薄板。铝构件代替了钢后，节约了150吨不必要的重量。铝的总用量中20%左右是5456和5086合金。另外一些铝用来制造甲板下面的所有的柜、家具、床铺及有关设备。所用的铝合金材料包括6061合金、5052合金等。 1.3快艇及高速船 对于快艇体材料和高速高速船体材料，一般要求在保证足够的强度和刚度的条件下，尽量减轻重量，并要求材料具有良好的耐海水腐蚀性能和可焊性。列如美国从300多吨的大型反潜水翼研究船，200多吨的炮艇及导弹水翼艇，到PTF级快艇，LCM8登陆艇等，大多采用铝-镁合金焊接结构。 1.3.1水翼艇 早些时期美国海军建造的五艘导弹水翼艇巡逻艇，称为“Pegasus”号的原型已于1974年11月下水。在这条潜艇的壳体，内部舱壁和甲板的板材和防扰材中，金属惰性气体保护焊缝的长度超过两英里。在建造时用一台牵引型的线焊机对铝板进行焊接。制成了大的平面分段。防扰材进行定位焊再进行手工焊。为了制作工序更有效。设计一种由计算机控制的自动焊操作台。 “Mark = 2 \* ROMAN II”号水翼艇是70吨的水翼巡逻炮艇PGH-1是1968年下水的。在美国海军和海岸警卫队中使用。选用5456合金作艇体材料。因为它具有最高的焊接接头强度性能。-H116和-117状态用于板材。-H111状态用于挤压件。选择具有较高抗裂性的5356合金焊丝用于焊接，建