在空分、液化天然氣、石油化工、航天等領域，奧氏體不銹鋼、鋁合金有著日益廣泛的應用。如何將這兩種脾氣、習性完全不對路子的材料結合在一起，困難可想而知.梳理國內外現(xiàn)狀可以看出，目前鋼鋁連接，工程上主要采用兩種方法：一種是將各自材料制成法蘭，依靠螺栓聯(lián)結在一起；另一種是鋼鋁焊接接頭形成過渡。對于空分、液化天然氣這種低溫應用場合，螺栓聯(lián)結可靠性遠遠不能滿足工程需要，因而焊接過渡形式成為 方式。然而，鋼鋁焊接并非坦途一條。無論是釬焊、熔焊還是壓焊，總是存在這樣那樣的問題難以克服。針對鋼鋁焊接存在的問題和難點，本研究組選擇擴散焊工藝手段，以大尺寸、高可靠性鋼鋁轉換接頭為目標，深入開展相關工藝及性能評測工作并在以下幾個方面獲得關鍵性突破。1、了接頭脆化問題：鋼鋁接頭中Fe3Al型金屬間化合物是接頭脆化的根源。我們的工藝完全杜絕了金屬間化合物的產(chǎn)生，從源頭上了脆化的風險。而且，鋼鋁之間有顯著的元素擴散，這是獲得高結合強度界面的保證。2、高可靠性：考察鋼鋁擴散焊接頭的拉伸性能可以發(fā)現(xiàn)，接頭斷在鋁側，說明鋼-鋁界面結合強度高，二者之間并非單純的機械咬合。3、優(yōu)異的耐高溫性能：鋼鋁接頭因為自身結構的特點，在兩端與各自的材料焊接時，接頭失效的風險很大。如鋼鋁爆炸焊接頭結合面在施焊時溫度一般控制在200℃×30min以下，法國T＆C公司的鋼鋁接頭hothopping工藝對溫度更加敏感，結合面應控制在150℃以下使用。我們鋼鋁焊接接頭經(jīng)過400℃×20min的熱處理后，接頭試樣同樣斷在鋁合金母材位置。說明鋼鋁結合面性能并沒有退化。目前，我們開發(fā)的焊接工藝適合各種尺寸的鋼鋁接頭，而且接頭尺寸越大，工藝優(yōu)勢越顯著。

           對于鋁加工行業(yè)而言，質量是個繞不過去的坎，是所有從業(yè)者心中的痛！一方面，世界上*高十大建筑物上的鋁材，大部分 中國制造。另一方面，所有的客戶都在抱怨、投訴、退貨,產(chǎn)供銷都被一種焦慮情緒包圍，一切的管理問題都在質量上找到宣泄口。一位北京的管理界大咖李老師多年前跟我交流時說過：“中國鋁型材企業(yè)都是帶著問題高速發(fā)展”，看問題可謂一針見血！一、中國的社會發(fā)展與質量意識：中華民族歷盡苦難，有兩個特征非常明顯： 表面現(xiàn)象是愛錢，骨子里是勤儉節(jié)約，對未來的危機防范意識強，這種習慣跟傳統(tǒng)的農(nóng)耕對天氣的依賴和戰(zhàn)亂帶給古人的災難有關；第二是勤奮，骨子里堅忍不拔，這是五千年歷史磨練而成的（新的說法是9000年，尚需考證），走出國門的同行們對外國人休閑懶散的工作氛圍都有一些體驗。中國人的兩個特征恰恰是制造業(yè)（實體經(jīng)濟）發(fā)展的基礎，中美貿(mào)易戰(zhàn)，無論過程多么曲折，*終都難以真正實現(xiàn)特朗普希望的“制造業(yè)回流美國”，因為美國缺少這么多勤奮、愛錢的藍領職工?；仡欀袊鴼v史，即使是太平盛世，堅持勤儉持家、拒絕鋪張浪費的傳統(tǒng)文化已經(jīng)深入人心，世界進入工業(yè)時代時，中國閉關自守，固步自封的農(nóng)耕經(jīng)濟時代，物質貧乏是常態(tài)，衣食住行的基本需求是首位，建國后相當長的時期，對質量的關注只是很少的一部分群體，局限于 工程、軍工等特殊領域，全民質量意識處于沉睡狀態(tài)。官方推進質量的時間點：1978年，中國開始推行質量管理，并正式將每年的9月份定為“質量月”；1983年，國際消費者聯(lián)盟組 織將每年的3月15日確定為“國際消費者權益日”；同年9月，中國消費者協(xié)會加入國際消費者聯(lián)盟組 織，此后每年的3月15日“國際消費者權益日”開始組 織相關的宣傳咨詢服務工作；質量意識的加強，首先得益于政府的宣傳推動，其次得益于中國經(jīng)濟高速發(fā)展，催生出數(shù)量龐大的中產(chǎn)階級，在基本物資需求得到保證的基礎上，追求更高、更好的消費體驗，全民質量意識得到快速加強，中國制造開始了從量變到質變的脫變。時至今日，我們經(jīng)歷了 層面推動的質量管理（QC小組）、質量認證（認可）、工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)許可證管理、名 牌戰(zhàn)略、政府質量獎（卓越績效管理模式）等一系列質量活動，并由此帶動企業(yè)自主推動的精益制造、流程再造、零缺陷、5S管理、標桿管理等質量控制和改進活動，對于企業(yè)提高管理水平、保持質量穩(wěn)定性有重要意義。理想很，現(xiàn)實很骨感，下面用質量統(tǒng)計中的一個表格加深一下大家對質量現(xiàn)狀的直觀印象。一句話說明：中國質量取得世界矚目的跨越式進步，但仍然跟 經(jīng)濟的發(fā)展速度不匹配，與人民群眾對美好生活的高質量期望值不匹配！二、中國鋁加工的質量回顧：跟很多行業(yè)發(fā)展路線圖相似，中國鋁加工得益于整體經(jīng)濟的高速發(fā)展和房地產(chǎn)的爆發(fā)式增長，發(fā)展速度快，質量相對滯后，可以按三個階段劃分。 階段：產(chǎn)量至上階段（1988年-1997年）。在九十年代，鋁合金建筑行業(yè)內將擠壓機叫印鈔機，開機就財源滾滾，一方面，產(chǎn)品以推拉窗為主，屬于滑動裝配，只要基本成型就可以安裝使用，鋁合金門窗屬于新產(chǎn)品，普通消費者認知有限，沒有太多的投訴和抱怨；另一方面，鋁型材在相當長的一段時期內，處于供不應求的狀態(tài)，在中國鋁材 鎮(zhèn)——南海大瀝鎮(zhèn)，每天都有一群客戶和經(jīng)銷商，擰著密碼箱到各個鋁材廠搶材料，搶到就是賺到。那個時代顧客的關注點在于以下：1.鋁材的化學成分：熔鑄的原材料中，廢料和洋垃圾比較多，各種途徑買入的鋁錠雜質含量高，俄羅斯前身蘇聯(lián)進口的大塊鋁錠純度也欠佳，加上鋁材廠上的太快，技術跟不上，化學成分波動太大。2.壁厚和支重：客戶都是按長度銷售，對支重超重比較敏感。3.包裝重量：包裝紙按鋁材的價格賣，每噸鋁材的包裝紙重量都在120公斤以上。4.硬度：壁厚薄，硬度不穩(wěn)定，安裝好的門窗抗風壓表現(xiàn)差，容易變形。5.表面質量：膜厚概念不強，主要是不起彩就好。那時候的著色都是五顏六色，每一次到倉庫拆開包裝進行抽檢都比較刺眼。封孔質量太差的話，很快會起腐蝕斑點。第二階段：質量萌芽狀態(tài)（1998年-2008年）這種情況在1998年之后慢慢出現(xiàn)變化，鋁型材廠從風口開始落地，從完成訂單生產(chǎn)向保證質量合格轉變，企業(yè)之間開始有了一定程度的競爭，質量從口號和文件中走入生產(chǎn)一線，對客戶和訂單的影響開始加大，主要是受以下幾個因素影響：1.1997年席卷東南亞的金融危機的外圍影響，鋁加工企業(yè)感受到一絲絲寒意。2.鋁型材產(chǎn)品結構開始更新?lián)Q代。推拉窗從老70、90系列推拉窗衍生出的82、85、新90系列推拉窗開始有裝配要求，平開窗市場比例上升快，傳統(tǒng)框架式幕墻開始推出，這些產(chǎn)品的加工、安裝、使用中暴露出來的問題轉換成對鋁型材的質量要求。3.鋁型材的產(chǎn)品種類發(fā)生變化。表面處理從單一的氧化著色，到電泳涂漆、粉末噴涂、氟碳噴漆，著色的種類從古銅系列擴展到鈦金、紫銅及染色，對產(chǎn)品制造過程和終端產(chǎn)品的要求都有提高。4.鋁型材廠的產(chǎn)能提高。鋁型材產(chǎn)品供不應求的情況得到改變，從賣方市場向買方市場轉變，客戶選擇面變寬，鋁型材廠開始意識到質量對于訂單的重要性。第二階段顧客開始掌握部分專業(yè)知識，關注點也開始出現(xiàn)變化，主要體現(xiàn)在如下幾點：1.膜厚：對于部分鋁型材廠的偷工減料有所察覺，知道測量各種表面處理涂層厚度。2.幾何尺寸和裝配：平開窗和幕墻使用的緊密裝配多，加工、安裝過程中對鋁型材的成型度有了更高要求，也開始認識到基材和各種表面處理涂層的厚度對裝配的不同影響。3.表面質量：對擠壓線紋、白斑、擦花、碰傷開始關注，對表面處理后的焊合線、雜點、光澤、起粉也開始表示不滿，起骨、分色開始投訴。4.包裝：鋁材廠的過度包裝紅利消失，顧客開始關注包裝質量，在加強鋁型材倉儲、運輸、搬運過程防護的前提下，還要求整齊、美觀、上檔次，對包裝材料超重比較敏感。第三階段：質量充分競爭階段（2009年-2019年）這十年，中國經(jīng)濟總量增長了2.5倍，周其仁，北京大學 發(fā)展研究院教授，中國經(jīng)濟*杰出的觀察家之一，對這十年的總結是“水大魚大”，經(jīng)濟學家吳曉波深以為然，用《激蕩十年，水大魚大》作為新作書名。互聯(lián)網(wǎng)與資本運作成為時代標記，產(chǎn)品、技術、思維的迭代總是超出大家的想象，中國經(jīng)濟的發(fā)展速度不斷顛覆經(jīng)濟學家的判斷。對于傳統(tǒng)制造業(yè)的鋁加工企業(yè)，分為兩個區(qū)間，2014年前，借助于房價飆升和“四萬億”政策紅利，業(yè)內整體樂觀看好，熱衷于跑馬圈地，千畝新生產(chǎn)基地如雨后春筍般在全國各地破土動工。2015年，鋁加工產(chǎn)能增長速度與市場需求放緩的矛盾開始顯現(xiàn)，資金的本質是逐利，“脫實入虛”進一步加劇了企業(yè)的資金壓力，鋁型材企業(yè)開始優(yōu)勝劣汰的兩極分化，質量得到一定的重視。第三階段的客戶總體專業(yè)水平提高，涌現(xiàn)出一批管理先進、質量穩(wěn)定的優(yōu)質門窗幕墻專業(yè)制造商，在業(yè)內人士眼中，在此期間生產(chǎn)的鋁合金門窗才是真正意義上的門窗產(chǎn)品，以前做的門窗，80%以上只是鋁合金型材、玻璃、五金配件的簡單混搭。此階段的質量關注點有如下特點：1.保護膜：鋁型材生產(chǎn)廠家貼保護膜成為標配，粘連力度變成檢驗指標，過大影響加工、施工速度，過小保護膜會脫落，影響美觀和型材防護。2.幾何尺寸：系統(tǒng)門窗、單元式幕墻、高精工業(yè)材的使用要求比較高，主要是緊密裝配尺寸、扭擰度、彎曲度、平面間隙要求高，45°拼接后的平面高低差和圓弧面過度效果都是客戶的關注重點。顧客利用鋁加工企業(yè)的相互競爭不斷試探精度極限，超高精級成為普通要求，*困難的是未區(qū)分主要尺寸，所有尺寸都嚴格要求。部分客戶直接使用冷加工的機械標準標準技術要求。3.表面質量：對線紋、白斑、擦花、碰傷、焊合線、雜點、光澤、起粉、雜色、起骨、分色不能接受，投訴概率增大。對各種個性化表面處理效果提出高要求，例如：用陽極氧化表面效果要求粉末噴涂和氟碳噴漆的雜點，用電解著色的表面效果要求有機染色的均勻性，用氟碳噴漆的表面效果要求高含量金屬色的粉末噴涂，投訴量上升。4.門窗性能：加工完成后的門窗水密性、氣密性、抗風壓性能指標成為新的質量關注點，特別是水密性，有問題容易被終端客戶發(fā)現(xiàn)。有兩個場景在我的記憶中很清晰：2005年，我跟幾個地產(chǎn)界大咖溝通節(jié)能隔熱鋁合金門窗的優(yōu)點，一個副總說：“你說的我明白，關鍵是房子不是我們自己住，塑鋼窗成本低，差不多就行了”。2014年，去北方鄉(xiāng)下朋友家去玩，碰上建房，我說塑鋼差不多了，戶主說：“那不行，必須安裝隔熱斷橋鋁合金，我們這里流行這個”，那不容置疑的堅定神態(tài)深深觸動了我，中國的建筑市場，當消費者愿意為質量付出一定成本之時，就是質量意識真正深入人心之時，標志著中國消費者進入關注質量的成熟期。三、質量缺陷與瑕疵的分類：目前鋁加工行業(yè)的*大矛盾之一，是客戶日趨嚴格的質量要求，與鋁加工過程能力指數(shù)不匹配之間的矛盾，詳細展開分析太復雜，本文只針對鋁加工企業(yè)的質量管理環(huán)節(jié)，討論質量缺陷與瑕疵的分類，將質量缺陷作為管控重點。首先，我們看看 法律法規(guī)關于缺陷和瑕疵的定義。缺陷是指產(chǎn)品不能提供人們有權期待的性，或存在不合理的危險。主要包括設計缺陷、制造缺陷和指示缺陷?！吨腥A人民共和國產(chǎn)品質量法》第四十六條本法所稱缺陷，是指產(chǎn)品存在危及人身、他人財產(chǎn)的不合理的危險；產(chǎn)品有保障人體和人身、財產(chǎn)的 標準、行業(yè)標準的，是指不符合該標準。瑕疵的定義：《產(chǎn)品質量法》第四十六條，是指產(chǎn)品不具備應當具備的使用性能而事先未作說明的，或不符合以產(chǎn)品標準、產(chǎn)品說明書和實物樣品等方式表示的明示擔保條件，但不存在危機人身和財產(chǎn)的不合理危險的.瑕疵是指產(chǎn)品質量不符合《產(chǎn)品質量法》第二十六條第二款規(guī)定：“產(chǎn)品必須具備產(chǎn)品應當具備的使用性能，但是，對產(chǎn)品存在使用性能的瑕疵作出說明的除外”、第三款規(guī)定：“符合在產(chǎn)品或者其包裝上注明采用的產(chǎn)品標準，符合以產(chǎn)品說明、實物樣品等方式表明的質量狀況”規(guī)定的要求，不存在危及人身、財產(chǎn)的不合理的危險，或者未喪失原有的使用價值.缺陷：《產(chǎn)品質量法》第四十六條，是指產(chǎn)品存在危及人身和財產(chǎn)的不合理的危險，有保障人身和財產(chǎn)的 標準、行業(yè)標準的，是指不符合 標準和行業(yè)標準。其次，我們再看看ISO國際標準化組 織關于質量和缺陷的相關解釋。質量：客體的一組固有特性滿足要求的程度。客體是可感知或可想象到的任何事物。要求是明示的、通常隱含的或必須履行的需求或期望。缺陷：與預期或規(guī)定用途有關的不合格。備注1：區(qū)分缺陷與不合格的概念是重要的，這是因為其中有法律內涵，特別是與產(chǎn)品和服務責任問題有關。備注2：顧客希望的預期用途可能受供方所提供的息的性質影響，如操作或維護說明。綜上所述，我們可以看出，與缺陷對應的重點在于產(chǎn)品存在危及人身、他人財產(chǎn)的不合理的危險，需要承擔相應的法律責任，對于鋁加工產(chǎn)品而言，將產(chǎn)品瑕疵在文件或日常溝通中表述為缺陷，擴大了產(chǎn)品的法律責任，對企業(yè)和相關人員是存在一定的風險。四、質量缺陷的控制：理解了質量缺陷的內涵，識別并對鋁合金型材產(chǎn)品質量缺陷進行分類，結合鋁加工行業(yè)制造過程，采取一定的管理措施控制。1.質量缺陷分析：通過技術評審識別產(chǎn)品用途，評審產(chǎn)品存在的質量隱患，出具評審意見及技術控制方案。

               鑒于常規(guī)增壓階段壓射沖頭通過料餅施加鑄造壓力而實現(xiàn)補縮作用，采取的措施是在鑄件縮孔附近增加一個類似渣包結構來充當料餅，利用一副油缸抽芯機構充當沖頭，在鑄件凝固后期對易產(chǎn)生縮孔的區(qū)域進行二次增壓補縮，以達到縮孔的目的。通常來講，這樣的二次加壓機構叫做擠壓銷，它的加壓原理是在金屬液或合金液澆注后到完全凝固前施加適當?shù)膲毫σ约訌婅T件凝固補縮效果,達到提高鑄件致密度、減小或縮孔的目的。加壓凝固能夠改變金屬及其合金物理參數(shù)和結晶過程，改變疏松空洞的分布和尺寸，提高鑄件的致密度，改善鑄件的拉伸強度和硬度等性能。根據(jù)鑄件補縮、增壓規(guī)律，擠壓銷動作號采用鑄造過程的增壓號，并在此基礎上延遲作為啟動號，因此，擠壓銷主要控制擠壓深度和擠壓延遲時間兩個參數(shù)。擠壓深度依鑄件結構和縮孔分布、大小而定，一般為10~20 mm；擠壓延時主要參考增壓時間設定，一般為2~5 s。實際工程中，擠壓參數(shù)的確定是在經(jīng)驗值的基礎上根據(jù)鑄造情況再作優(yōu)化。為了方便調整擠壓參數(shù)，通常采用單獨油缸控制擠壓銷動作。
針對曲軸箱鑄件，后期的改善措施為在模具軸承孔附近對稱布置兩根擠壓銷（位置見圖5），通過調整擠壓深度和擠壓延時兩個主要參數(shù)，優(yōu)化擠壓銷的二次加壓的補縮效果，從而降低鑄件縮孔率。在前述措施的基礎上，模具追加兩根擠壓銷后縮孔率明顯下降，不良率由4%降低到0.2%。同時，在0.2%的縮孔不良品中，其縮孔大小明顯減小。因此，擠壓銷方案對于控制壁厚加大的鑄件縮孔率起到了較好的作用。但是，在本次改善過程中，鑄件縮孔不良率也曾出現(xiàn)過波動現(xiàn)象，通過優(yōu)化擠壓參數(shù)擠壓深度15 mm、擠壓延遲時間2.5 s和規(guī)定擠壓銷使用壽命（次/8000模）等相關規(guī)范，使鑄件不良率穩(wěn)定在0.2%附近?？梢钥闯?，鑄件縮孔出現(xiàn)在軸承孔附近，分布較廣且分散，組 織較為疏松，由于汽缸體軸承孔需要通以壓力潤滑油，因此鑄件在使用期間存在漏油風險；通過改善后，從X射線探傷照片上已看不出疏松的縮孔分布，鑄件內部組 織顯得更加致密。
鋁壓鑄件縮孔探究，廢品率從5%到0.2%的對策。結論：（1）縮孔是一種常見的鑄件內部缺陷，易出現(xiàn)在壁厚較大、模溫較高等區(qū)域。通常從模具設計（澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)）、工藝參數(shù)設置和鑄造條件保證等幾方面出發(fā)。針對涉及的壁厚較大鑄件，傳統(tǒng)的改善措施只能起到緩解作用，而不能徹底解決問題。（2）仿照沖頭在增壓階段的補縮作用設計了兩根擠壓銷，對縮孔區(qū)域起到了二次加壓的補縮作用，效果較為明顯。