盡管精心設計和制造模具，不斷提高技術水平，甚至采用cad/cam系統(tǒng)，力求設計和制造出盡可能完美的工模具，但由于擠壓型材斷面形狀日逐繁多和復雜，對尺寸精度要求越來越高，以及擠壓生產(chǎn)各種工藝因素  的影響和變化等，使得設計制造出的模具生產(chǎn)出來的型材，仍能出現(xiàn)這樣或那樣的缺陷。

空心鋁型材是一種常見的裝飾材料和工業(yè)型材。對于空心型材而言，焊縫的質量直接影響著鋁型材自身的質量。如果焊縫質量不過關，鋁型材經(jīng)表面處理后出現(xiàn)黑帶或色差嚴重，就會導致產(chǎn)品報廢，造成無可挽回的損失。因此針對空心鋁型材的焊縫形成機理進行分析，保證空心鋁型材的焊縫質量。

一、焊縫形成的機理

金屬經(jīng)過分流孔分成幾股重新聚集在焊合室，由于分流橋的存在，橋底不可避免形成金屬流動的剛性區(qū)，使該處金屬原子的擴散結合速度較慢，金屬的組織致密度降低。所以用分流組合模擠壓型材將不可避免存在焊縫；但良好的焊縫可使型材在經(jīng)表面處理后避免出現(xiàn)或減輕黑帶這樣的現(xiàn)象。要保證焊縫的質量，必須使焊合室焊縫處金屬能充分擴散結合，否則，將形成疏松、顆粒粗大并與其它部位的組織不均一，因此，變形程度要大一些，特別是焊合室的金屬變形量要大，以形成較大的流體靜水壓力。

擠壓時，金屬的不均勻流動會導致型材制品中產(chǎn)生很大的附加應力，從而產(chǎn)生各種缺陷。如焊合線、尺寸不穩(wěn)定、多根型材長短不一等。為克服因金屬流動不均而產(chǎn)生的缺陷，必須研究如何使型材斷面上金屬流出速度一致。影響金屬流出模孔速度的因素  可以歸納為如下兩個基本因素  ：

1供給型材斷面上各部分的金屬分配量是否合適。即型材各部分斷面積之比與相應供給部分的金屬量之比是否相等。

2金屬流動時受摩擦阻力的大小，當供給型材某一部分的金屬量越多，摩擦阻力越小時，型材這部分模孔的流出速度就越快，反之就越慢。

2.1金屬供給量的分配比，主要是模具設計和制造來確定的。當模具制造出來之后，金屬的分配比例就基本固定了。

2.2多數(shù)模具而言，顯然金屬分配量已經(jīng)確定，但金屬與模具之間的摩擦阻力是可以改善的。從而達到調(diào)整金屬流速的目的。

3金屬與模具之間的摩擦力由三部分組成：

3.1金屬與模具之間的接觸摩擦力f1

f1=μ？ρ？s

式中：μ：摩擦系數(shù)

ρ：單位壓力mpa

s：金屬與模面的接觸摩擦面積mm2

由上式可知：ρ和s是一個固定值，對摩擦力f1有影響是μ。因此，要改善金屬與模面的摩擦條件，就能夠起到調(diào)整金屬流動速度作用。

3.2金屬與模孔工作帶之間的接觸摩擦力f2

f2=μ？ρ？∑s=μ？ρ？∑l1h1

式中：∑s：金屬與型材斷面各部分模孔工作帶相接觸部分的面積mm2

l1：相接觸部分的工作帶周長mm

h1：相接觸部分工作帶寬度mm

從式中可以看出，ρ和l1是一個定值對摩擦力有影響是摩擦系數(shù)μ和工作帶寬度h1，只要調(diào)整μ和h1，就可以達到調(diào)整金屬流速的目的

3.3金屬與金屬之間相對運動的摩擦力f3

f3=f?ρ/ц

式中：f：金屬與金屬的摩擦系數(shù)

ρ：單位壓力mpa

ц：金屬的流動速度mm/min

從上式可知，f是個變值，隨溫度而變化，在單位壓力不變的情況下金屬流動速度越快，f3值就越小，這時f1和f2所起的作用也就越加明顯。

因此，在擠壓時，合理地控制擠壓溫度和擠壓速度就可明顯地改變金屬的流速。

二、烽縫嚴重產(chǎn)生的原因

1擠壓力過低，則焊合力較低。造成擠壓力低的因素  是綜合的，有模具上的因素  也有工藝上的。有以下幾種情況：

1.1擠壓比較低時，可提高模具焊合力：增加上模厚度、適當減小分流孔；

1.2根據(jù)型材外形尺寸及截面形狀，適當調(diào)整擠壓溫度10~20℃。

1.3選擇合適的擠壓機，即將該型材安  排在較大的機型上擠壓。

1.4加深焊合室（可通過將分流橋“下沉”的方法）。但要注意沉橋也會降低擠壓力，因此使用此法時要根據(jù)具體的情況而定。在生產(chǎn)過程中，隨著模具的磨損，型材的壁厚也隨著增大，擠壓比也降低，磨損到一定的程度，焊縫的嚴重將會影響型材的表面質量。

2分流孔設計過大（特別是對于擠壓比低的型材），使擠壓力降低，從而降低焊合力。

2.1焊合室過淺或容積過小，形成不了足夠的靜水壓力。合理的是在保證模芯剛性、強度的前提下，加大焊合室的容積。可以是加大焊合室的斷面積，也可以是增加焊合室的高度。

2.2分流孔布局不合理、分流橋設計及加工不合理。應盡量使焊縫往角部或非裝飾面靠，并采用滴水形分流橋及合理的焊合角，使焊點落在焊合室平面之上（即預成型區(qū)內(nèi)）。

3生產(chǎn)工藝的影響

3.1鑄棒的內(nèi)部缺陷易出現(xiàn)在空心型材的焊縫上（難變形區(qū)）。mg、si總量過高以及fe含量過高將加劇焊合不良，建議mg、si比約在1.2~1.4范圍內(nèi)，fe含量低于0.20％可得到較好的焊縫質量。

3.2擠壓溫度及擠壓速度

鋁棒的溫度高是有利于金屬的擴散結合，但金屬粘結模具現(xiàn)象的加劇，同時，棒溫高，金屬的組織晶粒生長和成長速度加快，焊縫組織粗大。擠壓速度過快，金屬變形功增大，金屬溫度升高較大。另外，擠壓溫度過高，擠壓力將降低，因而又降低了焊合力。因此，擠壓時應控制好棒溫及模具方面，減少其它因素  對型材的影響。

3.3擠壓盛錠筒

盛錠筒溫度的合理選擇，對于厚壁型材建議擠壓筒溫度稍提高5℃左右，而對于薄壁型材及分流孔過大的情況下，可適當降低5℃左右，另一方面，需定時清擠壓筒，余積氧化皮多，或者擠壓筒已變形如鼓形，以及擠壓筒與擠壓墊間隙過大，這些均影響焊縫質量。

3.4淬火

冷卻不均勻也將影響焊縫的質量。出料滑出臺采用石墨制品時，與石墨接觸的一面，散熱不及時，局部的溫度上升，從而加速了該面焊縫處晶粒的長大，氧化后型材也易出現(xiàn)黑帶的現(xiàn)象。但設備的冷卻能力足夠的話，也可避免此現(xiàn)象。所以，滑出臺最好采用高溫氈，且不易擦花型材。

3.5氧化堿  蝕的影響

要減輕焊縫對表面質量的影響，也可以相對調(diào)整堿  蝕時間、溫度。