发展轻金属结构的重要意义

近年来，世界范围内的能源消耗不断增长，而且在可以预见的未来还将持续增长。以液体燃料为动力的航空、铁路、汽车等交通运输领域的能耗是能源消耗整体结构的主要方面。减重增效已被发达国家公认为是提高能源利用效率的重要手段。由于具有高比强度（R_m／ρ）和高比刚度（E／ρ），轻金属（主要是铝合金、钛合金、镁合金等）及其焊接结构的使用是减轻整体结构重量、提高能源利用效率的有效途径之一。

例如，轻金属焊接结构在空客380和波音787等大型飞机制造中得到成功应用，按重量百分比，空客380中铝合金占61％，钛合金占10％；波音787中铝合金占20％，钛合金占15％。美国新一代战机F22中也大量使用轻金属焊接结构，钛合金占结构重量的41％，铝合金占11％；美军大型运输机C17中钛合金占结构重量的19％，铝合金占77％。发达国家高速列车制造中，以铝合金取代耐候钢比用不锈钢替代车体重量还可再降低25％，但成本变化不大。

我国《国家中长期科学和技术发展规划纲要》中也明确将轻量化作为中国科技发展的基本国策。在中国近期实施的重大科技发展项目，如大飞机项目、高速列车项目和载人航天项目，都对结构的轻量化有明确的要求。但是。由于轻金属材料自身的特点和焊接工艺的特殊性，决定了这些材料的焊接接头区域组织和性能发生了显著的变化，这些变化对轻金属整体结构的性能和寿命有重要的影响。

轻金属所具有的特殊优异性能和发展潜力促使世界各国越来越重视对轻金属的研发和推广应用，近年来轻合金的发展取得显著成效。