判断多层金属复合板组元层朝向的方法与流程

本发明涉及一种快速判断多层金属复合板组元层朝向的方法。

背景技术：

本发明针对一种铝合金四层复合板，该复合材料的组成如图1所示：由上至下，第1、4两层(即皮材)为AA4045铝合金(一种Al-Si合金，基本不含Mn、Zn元素)，第2层为AA7072铝合金(一种Al-Zn合金，Zn含量0.8～1.3wt.％，Mn元素＜0.1wt.％)，第3层为AA3003M铝合金(一种Al-Mn合金，Mn含量1.0～2.0wt.％，Zn元素含量＜0.05wt.％)。该产品在最后一步的卷取(成品为卷)之前需根据AA7072的朝向(即与AA3003M相比，AA7072层在上方还是下方)来决定卷取方向(顺时针或逆时针)，因此，判断AA7072面的朝向十分重要。

目前判定的方法主要有两种：第一种方法是利用电火花直读光谱仪对板材正反两面分别进行检测(激发深度约为0.15mm，可穿过AA4045层)。对电火花直读光谱仪检测结果分析，Zn含量的测量值较高一侧(≥0.4wt.％)，皮材下方为AA7072合金，而Zn含量测量值很低(≤0.02wt.％)的一侧，皮材下方为AA3003M合金。该种判定方法的优点是检测结果准确，但存在以下缺点，一方面，光谱仪设备昂贵，检测成本很高；另一方面，需要从铝卷上剪取适合光谱仪检测的样品送往光谱仪设备所在的检测室分析，不适合在生产现场直接检测。第二种方法是利用金相法，对该复合板的界面进行预磨、抛光、覆膜，可清晰的判断该合金中AA7072面的朝向，该方法十分准确，但过程繁琐，效率低下。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种判断多层金属复合板组元层朝向的方法，以解决目前方法成本高、不适合现场检查或检测过程繁琐效率低下的技术问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种判断多层金属复合板组元层朝向的方法，所述多层金属复合板至少包括导电性不同的第一组元层和第二组元层，所述第一组元层和第二组元层结合为复合金属板；该方法包括以下步骤：

以电导率检测装置为参照物，第一组元层比第二组元层更靠近电导率检测装置时为多层金属复合板组元层的第一朝向，第二组元层比第一组元层更靠近电导率检测装置时为多层金属复合板组元层的第二朝向；

步骤1，用电导率检测装置贴紧多层金属复合板的某一侧面，检测并记录第一检测值；

步骤2，用电导率检测装置贴紧多层金属复合板的另一侧面，检测并记录第二检测值；

第一组元层电导率大于第二组元层时：检测值大的步骤中，多层金属复合板组元层朝向为第一朝向；检测值小的步骤中，多层金属复合板组元层朝向为第二朝向；

第一组元层电导率小于第二组元层时：检测值大的步骤中，多层金属复合板组元层朝向为第二朝向；检测值小的步骤中，多层金属复合板组元层朝向为第一朝向。

本发明如上所述的判断多层金属复合板组元层朝向的方法，进一步，所述多层金属复合板为多层铝合金复合板，其包括第一组元层、第二组元层、第三组元层和第四组元层；所述第一组元层和第二组元层夹在第三组元层和第四组元层之间；

所述第一组元层为Al-Zn合金；

所述第二组元层为Al-Mn合金；

所述第三组元层和第四组元层为厚度相同的同种金属或合金。

优选地，所述第一组元层为AA7072铝合金。

优选地，所述第二组元层为AA3003M铝合金。

优选地，所述第三组元层和第四组元层为厚度相同的AA4045铝合金。

本发明如上所述的判断多层金属复合板组元层朝向的方法，进一步，所述电导率检测装置为数显涡流电导率检测仪。

本发明的有益效果是：

与现有技术相比，本发明采用便携式数显涡流电导率仪作为检测设备，设备成本低，且携带方便。检测时，只需要利用探头，分别测试复合板上下表面的电导率，根据上下表面所测得的电导率值的差异便可快速判断AA7072合金的朝向，无需从铝卷上取样，该方法十分适合在生产现场使用。此外，与金相法相比，检测过程简单易行，节省检测时间。

附图说明

通过结合以下附图所作的详细描述，本发明的上述和/或其他方面和优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本发明，其中：

图1为本发明第一种实施例的多层金属复合板示意图；

图2为本发明第一种实施例的多层金属复合板的第一朝向示意图；

图3为本发明第一种实施例的多层金属复合板的第二朝向示意图；

图4为本发明第二种实施例的多层金属复合板示意图；

图5为本发明第二种实施例的多层金属复合板的第一朝向示意图；

图6为本发明第二种实施例的多层金属复合板的第二朝向示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、第一组元层，2、第二组元层，3、第三组元层，4、第四组元层，5、电导率检测装置。

具体实施方式

在下文中，将参照附图描述本发明的判断多层金属复合板组元层朝向的方法的实施例。

在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。

如图1所示，为一种双层金属复合板，其包括第一组元层1和第二组元层2，假设第一组元层的电导率大于第二组元层；例如第一组元层为AA7072铝合金，第二组元层为AA3003M铝合金。

以电导率检测装置5为参照物，第一组元层比第二组元层更靠近电导率检测装置时为多层金属复合板组元层的第一朝向，第二组元层比第一组元层更靠近电导率检测装置时为多层金属复合板组元层的第二朝向；

步骤1，如图2所示，用电导率检测装置贴紧多层金属复合板的某一侧面，检测并记录第一检测值；

步骤2，如图3所示，用电导率检测装置贴紧多层金属复合板的另一侧面，检测并记录第二检测值；

分析上述步骤的检测结果：检测值大的步骤中，多层金属复合板组元层朝向为第一朝向；检测值小的步骤中，多层金属复合板组元层朝向为第二朝 向；

本发明的检测方法具有以下优点：

本发明采用便携式数显涡流电导率仪作为检测设备，设备成本低，且携带方便。检测时，只需要利用探头，分别测试复合板上下表面的电导率，根据上下表面所测得的电导率值的差异便可快速判断AA7072合金的朝向，无需从铝卷上取样，该方法十分适合在生产现场使用。此外，与金相法相比，检测过程简单易行，节省检测时间。

图4示出一种铝合金四层复合板，其总厚度为0.6mm，其包括第一组元层1(包覆率6％)、第二组元层2(厚度占比30％)、第三组元层3(厚度占比58％)和第四组元层4(包覆率6％)；所述第一组元层1和第二组元层2夹在第三组元层3和第四组元层4之间；所述第一组元层为Al-Zn合金，图4示出的第一组元层为AA7072铝合金。所述第二组元层为Al-Mn合金；图4示出的第二组元层为AA3003M铝合金。所述第三组元层和第四组元层为厚度相同的同种金属或合金。图4示出的第三、四组元层为AA4045铝合金。

当载有确定频率和振幅交流电的线圈接近导体表面时，线圈中交流电产生交边磁场在导电体表面和近表面感应产生涡流。感生涡流的磁场反作用于线圈，这种反作用的大小与导电体表面和近表面的电导率有关。通过以电导率标定的仪器(如数显涡流电导率仪)可直接测出非磁性导电体的电导率。

合金中合金元素的固溶会显著影响电导率。而对于铝合金，相同固溶度的Mn元素与Zn元素相比会显著降低合金的电导率。AA7072铝合金为Al-Zn合金，AA3003M为Al-Mn合金。用数显涡流电导率仪(该设备应满足GB/T12966-2008的要求)的探头对四层铝合金复合板进行电导率测试时，会出现图5(AA7072在AA3003M上方)、图6(AA7072在AA3003M下方)所示的两种情况。图6中AA3003M合金的位置比图5中该合金的位置更靠近探头(减少了AA7072合金的厚度)，受趋肤效应(趋肤效应指当导体中有交变 电流或交变磁场时，导体内部的电流分布不均匀，且电流集中在导体表面部分的一种现象)的影响，图6所示的情况电导率的测量值明显低于图5所示情况，通常低3～4MS/m(设备测量范围为0.46～64MS/m，测量精度±1％)。通过比较四层复合板正反两面电导率的测试值即可判断AA7072的朝向，即电导率值高的一侧皮材下方为AA7072铝合金，电导率值低的一侧皮材下方为AA3003M铝合金。

测试步骤：

S1，打开数显涡流电导率仪(厦门天研仪器有限公司生产，型号为Sigma2008A；市场价格在1.5万至2万。)，直接进入测试模式(无需预热以及利用校准标块进行校准，因为本方法为电导率显示值的比较，而不需要精确地测试出该复合材料的电导率)。

S2，选取铝卷开头平整的部位，将数显涡流电导率仪的探头接触复合板的一面(探头与复合板之间不可留有缝隙)，开始测试，测试完成时(测试过程在2秒以内)，设备有提示音并自动显示电导率值，记下该测试值(为保险起见，本实施例重复测量10次求平均值)。再将探头移到复合板的另一面进行测试，测试完成记下测试值(为保险起见，本实施例重复测量10次求平均值)。

S3，比较两次测试的结果，电导率值高的一面皮材下面为AA7072合金。随后根据客户的要求将复合板进行下一步的卷取。数据结果见表1。

利用赛默飞世尔公司生产的型号为ARL3460的直读光谱仪(市场价格在60万至80万之间)对上述铝合金四层复合板进行检测；检测结果如表2所示。

表1电导率数据

表2 Zn元素含量数据

上述披露的各技术特征并不限于已披露的与其它特征的组合，本领域技术人员还可根据发明之目的进行各技术特征之间的其它组合，以实现本发明之目的为准。