高鐵車廂是用鋁材焊接的，有的高鐵線經過零下三四十攝氏度的高寒地帶；南極科考船上的一些儀器、裝備與起居用品是以鋁材制造的，需要經受零下六七十攝氏度的考驗；由中國經北極到歐洲的商船上有些裝備也是用鋁材制造的，其中的一部分露在外面，環境溫度也在零下五六十攝氏度；它們能在這樣的寒冷環境中正常運轉嗎？沒問題，鋁合金及鋁材是*不怕寒冷酷熱的。說說鋁合金的低溫性能--鋁及鋁合金是*好的低溫材料，沒有低溫脆性，不像普通鋼材、鎳合金等那樣有明顯的低溫脆性，它們的強度性能雖然隨著溫度的降低而升高，但是塑性與韌性卻隨著溫度的下降而降低，即有明顯的低溫脆性。可是鋁及鋁合金則大不一樣，沒有一絲絲低溫脆性，它們的一切力學性能均隨著溫度的降低而明顯上升，與材料的成分無關，不管是鑄造鋁合金還是變形鋁合金，也不管是粉末冶金合金，還是復合材料；與材料狀態也沒有關系，不管是加工狀態的，還是熱處理狀態的；也與錠坯制備工藝無關，不管是用鑄錠軋制的，還是用熔體連續鑄軋的或連續連軋的；與鋁的提取工藝更無關系，電解的、碳熱還原的、化學提取，通通都沒有低溫脆性；與純度也無關，不管是99.50%~99.79%的工藝純鋁，還是99.80%~99.949%的高純鋁、99.950%~99.9959%的超純鋁（Super Purity）、99.9960%~99.9990%的極純鋁（extreme purity）、>99.9990%的超高純鋁等都沒有低溫脆性。有趣的是，另兩個輕金屬——鎂、鈦跟鋁一樣也沒有低溫脆性。高鐵車廂鋁材有Al-Mg系的5005合金板材、5052合金板材、5083合金板材及型材，Al-Mg-Si系的6061合金板材及型材、6N01合金型材、6063合金型材，Al-Zn-Mg系7N01合金板材及型材、7003合金型材。標準狀態有O、H14、H18、H112、T4、T5、T6。由表中的數據可明顯地看出，不管哪種鋁合金，它的力學性能均隨著溫度的降低而上升，所以鋁材是一類絕妙的低溫結構材料，火箭的低溫燃料（液氫、液氧）儲罐、液化天然氣（LNG）運輸船上與岸基儲罐、低溫化工產品容器、冷庫、冷藏車等都可以用鋁材制造。在地球上跑的高速列車的車廂與車頭的結構件凡是可用鋁合金制造的零部件都可以用現行的相應鋁合金制造，不需要另辟蹊徑研究一種在高寒地區運營的廂體結構鋁合金及其生產工藝，當然如果能研發一種各項性能比6061合金大10%左右的6XXX合金，或比7N01合金約大8%的7XXX合金，那當然是功勞很大的。實際上，在我國黑龍江省，以及以后在內蒙古自治區、新疆維吾爾族自治區、西藏自治區、青海省跑的高鐵對鋁合金結構來說算不了“高寒”，不需要對合金成分作特殊處理，也不需要對材料生產工藝參數作專門調整。只要為高張高鐵或以后為在其他寒冷地區運營的高鐵車輛廂體生產的鋁材性能符合中國GB、歐洲EN、日本JIS、美國ASTM等標準要求，就是合格的產品，不需要采取特殊措施，以免加大成本。車廂鋁合金的發展趨勢：在現在軌道車輛廂體制造和維護中用的板材合金有5052、5083、5454、6061等合金，用的擠壓型材有5083、6061、7N01等，此外一些新的合金諸如5059、5383、6082等也有所應用。它們都有良好的可焊性，焊絲為5356或5556合金，當然*好是采用摩擦攪拌焊（FSW），不但焊接質量高，而且不用焊絲。后來日本研發的7N01合金（Mn0.20~0.7、Mg1.0~2.0、Zn4.0~5.0，單位%），在軌道車輛制造中獲得廣泛應用；德國在制造高鐵Trans Rapid車廂時采用5005合金板制作壁板，用6061、6063、6005合金擠壓所用的型材。總之，直到目前無論是中國還是其他 制造高鐵車輛基本上仍沿用這些合金。200km/h~350km/h列車廂體鋁合金：我們可根據列車運營速度將廂體鋁合金分為：速度<200km/h的車輛用的可稱為 代合金，它們是常規的合金，多用于制造城市軌道車輛廂體，如6063、6061、5083合金等；第二代鋁合金如6N01、5005、6005A、7003、7005合金等用于制造速度為200km/h~350km/h的高鐵車輛廂體；第三代合金是6082、含鈧的鋁合金等。除了6N01、7N01合金（它們是日本合金，N代表Nippon）外，還有7003合金，它的Mg含量比7N01合金的低，是一種低Mg的Al-Zn-Mg合金，它的可焊性及強度與7N01合金的相當，并具有更高的可擠壓性能。日本東北和上越新干線、札幌地鐵大量采用7003、7N01合金生產壁厚3mm的寬幅型材6005A合金（Si0.50~0.9、Mg0.40~0.7、Mn和Cr 0.12~0.50,%）是法國注冊的，與美國6005合金相比，Mg與Si的含量相等，但增加了0.12%~0.50%的Mn的Cr，不但有與6063合金相當的可擠壓性能，而且強度性能也有所提高。6N01合金也如此，日本山陽電化鐵路3050型車輛廂體側板（寬507mm、壁厚2.5mm）、寬558mm的地板，以及制造側板掛鉤、檐梁等的大型寬幅空心型材都是用6N01合金擠壓的。350ktm/h~450km/h列車廂體鋁合金：這是廂體用的新一代鋁合金，列車速度高達450m/h，車輛須承受更大的外力，受到的震動也更強烈，因此應研發新一代輕量化高鐵鋁合金。含鈧的鋁合金。鈧是鋁及鋁合金*有效的晶粒細化劑，也是優化鋁合金性能有效的元素之一，鈧的含量都<0.5%，凡含有鈧的合金，不管含量多少都統稱鋁-鈧合金。Al-Sc合金有強度高、塑性好、可焊性優良、抗蝕性強等優點，是艦船、航空航天器、反應堆、國防軍工器械等領域選用的新一代鋁合金之一，當然也可以用于制造鐵路車輛結構。不過向現行鋁合金添加鈧，對組 織性能的改善如何，尚有待系統的研究，鈧是一種稀土元素，中國是世界上的鈧生產國，在Al-Sc合金研究方面居世界前列，但總的來看還不如俄羅斯，在Al-Sc合金研究與應用方面俄羅斯是領跑者。東北輕合金有限責任公司、中南大學、航天材料及工藝研究所對Al-Sc合金的研發作了許多工作，他們研究的“大尺寸5B70鋁-鎂-鈧合金板材”獲2017年度中國有色金屬工業科學技術一等獎，獲二等獎的也有一項，為“航天用可焊高強Al-Zn-Mg-Sc合金”。

        工業鋁型材表面經過氧化后，外觀非常漂亮，且耐臟，一旦涂上油污非常容易清洗，組裝成產品時，根據不同的承重采用不同規格的型材，并采用配套鋁型材配件，不需要焊接，較環保，而且安裝、拆卸，輕巧便于攜帶、搬移極為方便。相對于其他金屬材質而言，鋁型材的可塑性強，生產性好，對于生產制作有很好的優勢；鋁型材具有很好的延展性能，可以與很多金屬元素制作輕型合金，材質優質；鋁型材具有模組化和多功能化，可快速架構出理想機械設備外衣。表面處理性能良好，外觀色澤艷麗，無需油漆，彈性系數小，碰撞摩擦不起火花，在汽車工藝中表現*佳，沒有金屬污染，沒有毒性。工業鋁型材用途廣泛，例如：1、建筑用鋁型材：建筑鋁型材主要包括門窗鋁型材和幕墻鋁型材；2、散熱器鋁型材：主要應用于各類電力電子設備散熱、LED照明燈具散熱、及電腦數碼產品的散熱等。3、工業鋁型材：一般工業鋁型材是指主要用于工業生產制造用的，如自動化機械設備、封罩的骨架以及各公司根據自己的機械設備要求定制開模，比如流水線輸送帶、機、點膠機、檢測設備、貨架等等，電子機械行業和無塵室等。4、汽車零部件鋁型材：主要用于汽車零部件、連接件等。5、家具鋁型材：主要用于家具裝飾框、桌椅支撐件等6、太陽能光伏型材：包括太陽能鋁型材邊框、太陽能光伏支架、太陽能光伏瓦扣件等。7、軌道車輛結構鋁合金型材：主要用于軌道車輛車體制造。8、裝裱鋁型材：制作成鋁合金畫框，裝裱各種展覽、裝飾畫。9、醫用設備鋁型材：主要應用于：擔架車框架、醫療器械、醫療床等。
          鋁合金壓鑄件可以被制造為壓鑄汽車配件、壓鑄汽車發動機管件、壓鑄空調配件、壓鑄汽油機氣缸缸蓋、壓鑄氣門搖臂、壓鑄氣門支座、鑄電力配件、壓鑄電機端蓋、壓鑄殼體、壓鑄泵殼體、壓鑄建筑配件、壓鑄裝飾配件、壓鑄護欄配件、壓鑄輪等等零件。....鋁合金壓鑄件可以被制造為壓鑄汽車配件、壓鑄汽車發動機管件、壓鑄空調配件、壓鑄汽油機氣缸缸蓋、壓鑄氣門搖臂、壓鑄氣門支座、鑄電力配件、壓鑄電機端蓋、壓鑄殼體、壓鑄泵殼體、壓鑄建筑配件、壓鑄裝飾配件、壓鑄護欄配件、壓鑄輪等等零件。隨著國內制造裝備業發展水平的不斷提高，壓鑄機的裝備水平也顯著提高，可以制造的零件種類也在不斷得到擴大，壓鑄出來的零件的精度、零件的復雜程度也得到了較大的。鋁合金壓鑄件擦傷問題是難以避免的。特征是順著脫模方向，由于金屬粘附，模具制造斜度太小而造成鑄件表面的拉傷痕跡，嚴重時成為拉傷面。
產生原因：1、合金粘附模具。2、鋁合金中含鐵量低于0.6%。3、鑄件頂出偏斜，或型芯軸線偏斜。4、型芯、型壁有壓傷痕。5、型壁表面粗糙、6、型芯、型壁的鑄造斜度太小或出現倒斜度。7、涂料常噴涂不到。排除措施：1、修正模具，保證制造斜度。2、打光壓痕。3、合理設計澆注系統，避免金屬流對沖型芯、型壁，適當降低填充速度。4、修正模具結構。5、打光表面。6、涂料用量薄而均勻，不能漏噴涂料。7、適當增加含鐵量至0.6~0.8%。鋁合金壓鑄件可以被制造為壓鑄汽車配件、壓鑄汽車發動機管件、壓鑄空調配件、壓鑄汽油機氣缸缸蓋、壓鑄氣門搖臂、壓鑄氣門支
            智能化焊接的應用前提工業鋁型材材料制作的車體具有重量輕、耐腐蝕、外觀平整度好及材料可再生利用等優點，因而受到世界各城市交通公司和鐵道運輸部門的青睞。工業鋁型材車體在高速鐵路車輛制造上具有不可替代的功能，因此工業鋁型材車體的發展速度特別快。目前，全鋁結構工業鋁型材車輛已經廣泛應用于我國鐵路車輛動車組的制造和城市軌道交通車輛的制造，尤其高速動車組的鋼結構全部是工業鋁型材車體，應用*為廣泛。在工業鋁型材車體制造過程中，由于結構大量采用型材拼接，接頭長且規則，便于自動化作業的實現，因此在該行業大量使用各種智能化焊接技術。智能化焊接在動車組工業鋁型材車體上的應用實例：2001年，我公司建成了國內 條工業鋁型材車體自動化焊接生產線，并利用國產材料，先后開發制造了210km/h工業鋁型材車體電動車組、270km/h工業鋁型材高速試驗列車等動車組工業鋁型材車體。2002年，實現了可批量生產工業鋁型材車體生產的硬件條件。2004年，我公司從法國阿爾斯通公司引進了200km/h工業鋁型材車體動車組CRH5。在成功引進200km/h動車組的前提下，又從德國西門子公司引進了300km/h工業鋁型材車體動車組CRH3。自動焊在工業鋁型材車體焊接中占有舉足輕重的地位，它以焊接質量穩定，生產效率高等優點，得到焊接企業的廣泛認可。現在，隨著公司的發展與壯大，對于智能化焊接領域的需求大幅度提高。我公司高速動車組工業鋁型材車體焊接生產，自動焊焊接量約占整車焊接總量的75%。主要采用的智能化焊接技術是自動MIG焊技術和攪拌摩擦焊技術，其中自動MIG焊應用*為廣泛，約占自動焊焊接總量的95%，而攪拌摩擦焊還僅處于小面積應用和探索階段，相在不久的未來，攪拌摩擦焊技術也會得到長足的發展。（1）高速動車組工業鋁型材車體結構特點：高速動車組工業鋁型材車體，主要分為中間車工業鋁型材車體和頭車工業鋁型材車體。中間車工業鋁型材車體主要由底架、側墻、車頂、端墻等四個部位組成，頭車工業鋁型材車體主要由底架、側墻、車頂、端墻及車頭等五個部位組成。圖1為CRH380型動車組中間車工業鋁型材車體，圖2為CRH380型動車組頭車工業鋁型材車體。CRH380型動車組工業鋁型材車體，底架組成主要由地板、底架邊梁、KK端/FE端、裙板以及各種小件組合而成。車頂主要由圓頂、平頂、車頂邊梁、空調框、端頂組成，通過臺組成以及各種小件組合而成。側墻組成主要由側墻板、門立柱、應接板以及各種小件組合而成。端墻主要由端墻板、端角柱、車頂連接梁、車頂側彎梁以及各種小件組合而成。車頭組成主要由左右側墻、前墻、前窗框、環形框以及各種小件組合而成。（2）自動MIG焊技術在高速動車組工業鋁型材車體制造上的應用：高速動車組工業鋁型材車體焊接通常分為車體大部件自動焊、小部件自動焊和總組成自動焊。大部件自動焊一般指車頂板、平頂板、地板、車頂及側墻自動焊；小部件自動焊一般指端墻、車頭、隔墻、裙板及車鉤座自動焊；總組成自動焊一般指側墻和車頂、側墻和底架連接縫自動焊。工業鋁型材車體制造中投入大型關鍵焊接設備，是制造工業鋁型材車體的必備條件。在高速動車組工業鋁型材車體的制造過程中，為了提高整機產品的焊接質量，焊接生產效率，降低勞動強度，公司曾先后投入了龍門式IGM機械手、懸臂式ESAB專機、SMC專機、FOOKE專機、OTC專機及小型IGM機械手、CLOOS機械手、OTC機械手等自動焊設備，以此實現自動MIG焊接技術的應用。大部件自動焊主要采用龍門式IGM機械手和懸臂式ESAB專機等設備，焊縫跟蹤方式為激光跟蹤。送絲機構形式分為單絲焊接和雙絲焊接，其中，單絲焊接只是用在初期的設備系統上。總組成自動焊主要采用SMC專機和FOOKE專機等設備，焊縫跟蹤方式為機械跟蹤，送絲機構形式為單絲焊接。小部件自動焊主要采用小型IGM機械手等設備，焊縫跟蹤方式為激光跟蹤。圖3是大型的龍門式IGM機械手，圖4是FOOKE專機。在高速動車組工業鋁型材生產初期，CRH5型動車組側墻中間兩塊板、車頂中間三塊板、車頂合成和CRH380型動車組圓頂板、平頂板等部件的生產采用雙槍單絲的IGM機械手進行自動焊接；CRH5型動車組側墻合成部件的生產采用雙槍單絲懸臂式的ESAB專機進行自動焊接；底架地板的生產采用雙槍雙絲的IGM機械手進行自動焊接；端墻板、車頭等小部件生產采用CLOOS、小型IGM機械手進行自動焊接。然而，隨著動車組產能的擴大和工藝布局的調整，單絲的IGM機械手由于生產效率較低，已被棄用。截止目前，高速動車組所有工業鋁型材車體大部件生產采用的都是雙槍雙絲的IGM機械手進行焊接；小部件生產采用的都是小型IGM機械手進行焊接；總組成自動焊接主要采用SMC專機和FOOKE專機兩種設備，其中，CRH5型動車組總組成焊接采用SMC專機，CRH380型動車組總組成焊接采用FOOKE專機。圖5是動車組側墻自動焊接。圖6是動車組端墻墻板自動焊接。自動MIG焊技術在高速動車組工業鋁型材車體制造上的廣泛應用，使得公司的焊接技術水平得以大幅度提高，生產線的制造能力也大大，從而保證了高速動車組工業鋁型材車體的產品質量，為高鐵生產制造領域做出了突出貢獻。（3）攪拌摩擦焊技術在高速動車組工業鋁型材車體制造上的應用：攪拌摩擦焊是一種固相連接方法，焊接接頭具有優良的力學性能和小的焊接變形，焊接過程中不需要添加保護氣和焊絲，沒有熔化、煙塵、飛濺及弧光，是一種環保型的新型連接技術。實際情況也的確如此，在FSW技術問世后的短短幾年內，在焊接機理、適用材料、焊接設備以及工程化應用方面均取得了很大的進展。高鐵車身地板攪拌摩擦焊：我公司從2008年初開始，就針對攪拌摩擦焊技術在工業鋁型材車體材料上開展試驗研究工作，經過反復的試驗摸索獲得了一定的試驗結果后，于2010年7月開始在高速動車組車鉤座等關鍵部件上進行工藝試制。通過試驗團隊的不斷努力，此技術*終于2013年在高速動車組車鉤座上取得了實質性的應用，屆時使得產品實物質量顯著提高，生產效率飛速，勞動強度大幅降低，獲得了公司上下的一致好評。鑒于該技術的優越性，2014年在中國標準動車組項目研制過程中，攪拌摩擦焊在車體小部件上進行了大面積的推廣應用，并取得了良好的經濟價值和社會效益，為高速動車組走出去奠定了豐富的技術基礎。圖7是小部件FSW設備。圖8是FSW焊接車鉤座。智能化焊接在動車組工業鋁型材車體上的推廣建議（1）自動MIG焊接技術繼續在高速動車組工業鋁型材車體制造上應用：由于自動MIG焊接技術現今比較成熟、穩定，所以優先建議其在平頂附件組焊、端墻合成組焊、KK組焊、FE組焊、車頭組焊及底架合成組焊等復雜工序繼續推廣應用。針對部件結構和制造工藝特點，選擇合適的自動焊設備，如平頂附件組焊可以利用現有的IGM機械手進行自動焊接應用研究，端墻組焊、KK組焊、車頭組焊等小部件工序可以引進機器人并利用變位機的多方向旋轉功能實現自動焊接應用。相在不久的將來，在各專業技術專家的不斷努力下，我公司能夠成為真正意義上的智能化制造企業。（2）加快攪拌摩擦焊的推廣應用步伐：攪拌摩擦焊是將來高速動車組工業鋁型材車體焊接的發展方向，值得開展相關方面的研究和應用。目前，攪拌摩擦焊在CRH380和CRH5型動車組兩個批量生產的項目上，僅在CRH380型動車組車鉤座和車鉤梁兩個小部件上有所應用，建議應向CRH380型動車組端墻板、平頂板和CRH5型動車組垂直墻、水平墻、前端墻等小部件上加快推廣應用的步伐。另外，也應在工業鋁型材車體大部件（底架地板、側墻、車頂）上開展FSW基礎性的試驗研究，如開展型材結構設計、工裝夾具開發、攪拌頭設計及焊接工藝試驗等工作，為將來的實際生產應用積累豐富的試驗數據，并打下堅實的實踐基礎。