铝及铝合金的焊接特点
铝和铝合金的焊接
铝和铝合金焊接
3）焊丝、焊件的清洗
在焊前必须将铝丝、铝板表面上的油污、氧化膜等污物 清洗掉。清洗方法如下： a) 去油污 在清除氧化膜之前，先将铝丝表面、铝板坡口及其两侧 (各30mm内)的油污、脏物清洗干净。在生产上一般采用汽油 或丙酮、醋酸乙酯、松香水、四氯化碳等溶剂。也可配制一 种化学混合液进行脱脂处理，其步骤如下： ① 在温度为(60～70)℃的混合溶液(工业磷酸三钠(40～ 50)g，碳酸钠(40～50)g，水玻璃(20～30)g，水1L)中加热 (5～8)min； ② 在50℃左右的热水中冲洗2min； ③ 冷水中冲洗2min。
（2）较高的热导率和比热容大 铝和铝合金的热导率和比热容均为碳素钢和低合金钢的两 倍多。在焊接过程中，由于高的热导率使热量能被迅速传 导到基体金属内部，因而焊接铝及铝合金时能量除消耗于 熔化金属熔池外，还要有更多的热量无谓消耗于金属其他 部位，这为了获得高质量的焊接接头，应当尽量采用能量 集中、功率大的能源，有时采用预热的措施。
英国 (BS) S1 1A 1B 3L54 1C N4 N5 N8 N6 N61 N3 H16 38S H20 H19 3L86
法国 (NF) 1070A 1050A 1100 1200 5052 5083 3003 2618A 2014 4032 6061 -
4 焊接材料
焊接材料的选择 铝及铝合金的焊接材料包括电焊条、焊丝、焊剂、电极和 保护气体。 1） 焊丝 按我国国标88及GB10858-2008，焊丝分为电焊条芯及焊 丝两个类别。按美国国标ANSI/AWS A5.10-92，焊丝分为 电极丝（代号E）及填充丝（代号R）和电极丝、填充丝 两者兼用丝（ER）。
铝和铝合金焊接
2) 熔化极氩弧焊 (MIG焊) 熔化极氩弧焊（分为自动及半自动）适用于中等厚度、 大厚度铝及铝合金板材的焊接，焊接时采用直流反接。采 用该方法焊接时焊接速度快，焊接接头热影响区和焊件的 变形量小。焊前焊件不必预热，例如厚度达30mm的铝板仅 需正、反面各焊接一层。 自动熔化极氩弧焊时，气孔的敏感性较大，这与焊丝 直径有显著关系，为此，常选用粗的焊丝及较大的焊接电 流值，焊丝直径越粗，焊丝的比表面积就越小，反之，越 大。用细焊丝焊接时，由铝丝表面带入熔池的氧化膜及表 面吸附水等杂质的数量要高于粗丝焊，因此容易产生气孔 缺欠。6mm的铝板对接焊时开I形坡口，间隙小于0.5mm，厚 度大于8mm的铝板，需加工成V形坡口。
铝及铝合金焊接工艺
铝及铝合金的焊接工艺一、铝及铝合金的种类纯铝、防锈铝合金和普通铸造铝合金。
二、铝及铝合金的焊接特点焊接性较差，只有正确选择焊接材料和焊接工艺，才能获得性能满足使用要求的焊接产品。
1、极易氧化，铝不论是固态或液态都极易氧化，生成氧化膜，并且氧化膜的熔点很高，为2050℃，而铝的熔点仅为658℃。
在电弧焊中，相当于电弧与工件之间有一层绝缘层，是电弧燃烧不稳定。
氧化膜妨碍焊接过程中的顺利进行，而且氧化膜的密度大于铝，因此极易造成焊缝夹渣和成形不良。
2、熔化时无颜色变化，铝从固体到液体升温过程中没有颜色变化，温度稍高就会造成金属塌陷和熔池烧穿。
稍不注意，接头就会塌落，所以铝的焊接比钢材焊接要困难得多。
3、易产生气孔，母材和焊丝表面吸附了一些水分，液态铝可以溶解大量的氢气，而固态铝几乎不溶解，因此氢在焊接熔池中快速冷却。
凝固结晶过程中，来不及逸出表面，就会在焊缝中形成气孔。
4、易变形和开裂，铝的高温强度低，塑性差（纯铝在640~656℃间的伸长率＜0.69%），焊接时会产生较大的热应力和变形，在脆性温度区间内已形成低熔点共晶物，产生裂纹。
5、工作环境与安装条件：为了保证机器性能和焊接质量，机器安装工作时应在海拔高度1000m一下，环境温度在-10~40℃，湿度不能＞70%，避免阳光直射过渡震动，尽可能处于无风、无酸、无腐蚀、无灰尘的工作环境。
三、铝及铝合金的焊接工艺及通用操作技术1、焊接方法和焊接设备的选择，因为铝及铝合金的散热快，容易形成缺陷，所以需要采用能量集中、热功率大、保护效果好的焊接方法，熔化极氩弧焊、熔化极脉冲氩弧焊、无极脉冲氩弧焊、等离子弧焊、电子束焊等都是好的焊接方法。
特殊情况下还可选用激光焊、超声波焊等。
用交流TIG、直流反接MIG焊接，电弧阴极雾化作用好，清理氧化膜十分有效。
2、焊接材料的选择①焊纯铝，选择与母材相近的纯铝焊丝。
（有耐腐蚀要求时，焊丝纯度比母材高一级。
）；②焊铝锰合金，选择锰含量相近的；③焊铝镁合金，选镁含量比母材高1%~2%的合金焊丝；④异种铝材焊接，选择强度和成分与抗拉强度较高的和母材相匹配的焊丝；⑤保护气体，一般结构和薄板，平焊用氩气（氩气的纯度要达到99.99%），重要结构、厚板、立焊、仰焊、用氩气＋氦气混合气，可以加大电弧热量。
铝及铝合金的焊接
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（ 4）焊剂 气焊用焊剂为钾、钠、锂、钙等元素的氯化物和氟化物，可 去除氧化膜。
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5.焊前准备
(1)焊前清理 铝及铝合金焊接时，焊前应严格清除工件焊口及 焊丝表面的氧化膜和油污，清除质量直接影响焊接工 艺与接头质量，如焊缝气孔产生的倾向和力学性能等。 常采用化学清洗和机械清理两种方法。 1）化学清洗 化学清洗效率高，质量稳定，适用于清理 焊丝及尺寸不大、成批生产的工件。可用浸洗法和擦 洗法两种。可用丙酮、汽油、煤油等有机溶剂表面去 油，用 40℃～70℃的5％～10％NaOH 硝酸溶液洗 3 min～7min(纯铝时间稍长但不超过 20 min)，流动清水 冲洗，接着用室温至 60℃的 30％HNO3 溶液酸洗 1 min～3 min，流动清水冲洗，风干或低温干燥。
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(3)焊前预热 薄、小铝件一般不用预热，厚度 10 mm～15 mm 时可进行焊前预热，根据不 同类型的铝合金预热温度可为 100℃～ 200℃，可用氧一乙炔焰、电炉或喷灯等 加热。预热可使焊件减小变形、减少气 孔等缺陷。
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（4）焊机要求 焊机必须是交流TIG焊机，具有陡降的外特 性和足够的电容量。并且有参数稳定、 调节灵活和安全可靠的使用性能，还应 具有引弧、稳弧和消除直流分量装置， 焊机上电流、电压表应经计量部门鉴定 合格，焊机在使用前，先检查接地是否 完好，冷却水路和气路是否畅通，其各 项功能须确保能正常工作。焊接场所应 保持清洁。 江苏石油勘探局职工培训处
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(2)垫板 铝及铝合金在高温时强度很低，液态铝的 流动性能好，在焊接时焊缝金属容易产生下塌 现象。为了保证焊透而又不致塌陷，焊接时常 采用垫板来托住熔池及附近金属。垫板可采用 石墨板、不锈钢板、碳素钢板、铜板或铜棒等。 垫板表面开一个圆弧形槽，以保证焊缝反面成 型。也可以不加垫板单面焊双面成型，但要求 焊接操作熟练或采取对电弧施焊能量严格自动 反馈控制等先进工艺措施。
铝及其合金的焊接性
铝及其合金的焊接性(一)铝的氧化铝不论是固态或液态都极易氧化。
在常温下铝及铝合金表面总有一层氧化铝(Al2O3)薄膜。
尤其在高温下铝将发生强烈氧化。
氧化铝的熔点很高(2050℃)，远远超过铝合金的熔点(一般为600℃左右)，而且氧化铝密度大(3.85g／cm3)，而铝合金密度较小(2.6～2.8g／cm3)。
当气焊铝时，如果不用气焊熔剂，会很明显地看到熔池表面一层氧化铝的黑色皱皮，它阻止了焊丝的熔滴进入熔池，使之无法与基本金属熔合。
又因氧化铝在沉入焊缝后形成难熔夹渣，而且氧化铝还吸附了较多的水分，在焊接时会促使焊缝生成气孔。
因此，铝焊接时，为保证焊接质量，必须去除表面的氧化物，并防止在焊接过程中再氧化。
这是铝及铝合金熔化焊的重要特点。
(二)熔池不易掌握铝及铝合金由固态转变成液态时，没有显著的颜色变化，从而增加了工艺上控制温度的困难。
另外，铝在高温时强度很低，如铝在370℃时强度仅为0.1MPa，在焊接时容易引起烧塌或下漏，甚至焊接接头会整个塌落下来。
因此，铝的全位置焊接，比焊接钢材要困难得多，常常要采用垫板。
(三)热裂纹铝的导热系数约是铁的2倍多，因而要求在焊接时，使用较大功率或能量集中的热源。
当焊件厚度大时，还要预热。
而铝的线膨胀系数约是铁的2倍，在凝固时的收缩率约为铁的3倍，再者铝与钢比较，铝及其合金高温时塑性很差、强度也低，所以，铝件的焊接变形大，恶化了焊接的工艺条件。
如工艺措施不当，还容易产生热裂纹。
工业纯铝和铝锰合金的抗裂性良好，在焊接薄板时不产生裂缝。
但若焊缝金属中，硅的含量大于铁的含量(Fe／Si<1)或焊接接头刚性较大时，则焊缝金属产生热裂纹的倾向将会增大。
铝镁合金焊接时的热裂纹倾向随含镁量的变化而变化。
若焊缝中含镁量较少，产生的低熔点共晶不足以形成连续的晶间薄层，热裂纹倾向不大；若焊缝中含镁量虽较多，但大量的低熔点共晶又能充分填充晶间薄层，因而此时的热裂纹倾向也不大；只有当含镁量在2％～3％时，最容易出现热裂纹。
铝及铝合金的焊接性
铝及铝合金的焊接性。
⑴强的氧化能力铝在空气中极易与氧结合生成致密结实的Al2O3膜薄，厚度约0.1μm。
Al2O3的熔点高达2050℃，远远超过铝及铝合金的熔点（约660℃），而且体积质量大，约为铝的1.4倍。
焊接过程中，氧化铝薄膜会阻碍金属之间的良好结合，并易形成夹渣。
氧化膜还会吸附水分，焊接时会促使焊缝生成气孔。
因此，焊前必须严格清理焊件表面的氧化物，并加强焊接区域的保护。
⑵较大的热导率和比热容铝及铝合金的热导率和比热容约比钢大1倍，焊接过程中大量的热量被迅速传导到基体金属内部。
因此，焊接铝及铝合金比钢要消耗更多的热量，焊前常需采取预热等工艺措施。
⑶热裂纹倾向大线膨胀系数约为钢的2倍，凝固时的体积收缩率达6.5%左右，因此焊接某些铝合金时，往往由于过大的内应力而产生热裂纹。
生产中常用调整焊丝成分的方法来防止产生热裂纹，如使用焊丝HS311。
⑷容易形成气孔形成气孔的气体是氢。
氢在液态铝中的溶解度为0.7mL/100g，而在660℃凝固温度时，氢的溶解度突降至0.04ml/100g，使原来溶解于液态铝中的氢大量析出，形成气泡。
同时，铝和铝合金的密度小，气泡在熔池中的上升速度较慢，加上铝的导热性强，熔池冷凝快，因此，上升的气泡往往来不及逸出，留在焊缝内成为气孔。
弧柱气氛中的水分、焊接材料及母材表面氧化膜吸附的水分都是氢的主要来源，因此焊前必须严格做好焊件的表面清理工作。
⑸接头不等强度铝及铝合金的热影响区由于受热而发生软化、强度降低使接头与母材无法达到等强度。
纯铝及非热处理强化铝合金接头的强度约为母材的75%～100%；热处理强化铝合金的接头强度较小，只有母材的40%～505。
⑹焊穿铝及铝合金从固态转变为液态时，无明显的颜色变化，所以不易判断母材温度，施焊时常会因温度过高无法察觉而导至焊穿。
铝材用什么焊条焊接
6063铝材用什么焊条焊接 - fsokl 2008-09-20 14:18:05请问6063铝材用风焊焊接，用什么焊条焊缝和铝材表面颜色一至又牢固Re:6063铝材用什么焊条焊接 - gaowang_1987 2008-09-20 14:20:11 1．铝及铝合金的焊接特点（1）铝在空气中及焊接时极易氧化，生成的氧化铝（Al2O3）熔点高、非常稳定，不易去除。
阻碍母材的熔化和熔合，氧化膜的比重大，不易浮出表面，易生成夹渣、未熔合、未焊透等缺欠。
铝材的表面氧化膜和吸附大量的水分，易使焊缝产生气孔。
焊接前应采用化学或机械方法进行严格表面清理，清除其表面氧化膜。
在焊接过程加强保护，防止其氧化。
钨极氩弧焊时，选用交流电源，通过“阴极清理”作用，去除氧化膜。
气焊时，采用去除氧化膜的焊剂。
在厚板焊接时，可加大焊接热量，例如，氦弧热量大，利用氦气或氩氦混合气体保护，或者采用大规范的熔化极气体保护焊，在直流正接情况下，可不需要“阴极清理”。
（2）铝及铝合金的热导率和比热容均约为碳素钢和低合金钢的两倍多。
铝的热导率则是奥氏体不锈钢的十几倍。
在焊接过程中，大量的热量能被迅速传导到基体金属内部，因而焊接铝及铝合金时，能量除消耗于熔化金属熔池外，还要有更多的热量无谓消耗于金属其他部位，这种无用能量的消耗要比钢的焊接更为显着，为了获得高质量的焊接接头，应当尽量采用能量集中、功率大的能源，有时也可采用预热等工艺措施。
（3）铝及铝合金的线膨胀系数约为碳素钢和低合金钢的两倍。
铝凝固时的体积收缩率较大，焊件的变形和应力较大，因此，需采取预防焊接变形的措施。
铝焊接熔池凝固时容易产生缩孔、缩松、热裂纹及较高的内应力。
生产中可采用调整焊丝成分与焊接工艺的措施防止热裂纹的产生。
在耐蚀性允许的情况下，可采用铝硅合金焊丝焊接除铝镁合金之外的铝合金。
在铝硅合金中含硅%时热裂倾向较大，随着硅含量增加，合金结晶温度范围变小，流动性显着提高，收缩率下降，热裂倾向也相应减小。
铝合金焊接基础知识
铝合金焊接基础知识一、铝及铝合金焊接的特点及焊接性1、常见铝及铝合金的分类铝为银白色轻金属，纯铝的熔点为660℃，密度2.7g/cm3。
工业用铝合金的熔点约为560℃。
按照GB/T3190-1996或GB/T16474-1996的规定，纯铝和铝合金牌号命名的基本原则是：可直接采用国际四位数字体系牌号；未命名为国际四位数字体系牌号的纯铝及其合金采用四位字符牌号。
城轨事业部目前常用的铝材主要有以下三种：①5083-H111，5表示为Al-Mg系，H111加工硬化状态：最终退火后又进行了适量加工硬化。
主要用于折弯件用的板材。
②6005A-T6，6表示为Al-Mg-Si系，T6热处理状态：固溶处理后再人工时效的稳定状态。
除牵引梁型材为6082之外，其余所有的型材均为6005A③6082-T6，绝大部分板材。
二、铝合金焊接基础知识1、定义：ISO857-1中对熔化极气体保护焊定义如下：使用丝状电极的MIG/MAG焊接原理图金属电弧焊，在过程中外部气源提供的气体形成的屏障将电弧和熔池与空气隔离。
根据使用的保护气体类型，进一步划分为：当使用惰性气体时为熔化极惰性气体保护电弧焊（MIG）。
当使用活性气体时为活性气体保护电弧焊（MAG）。
1-母材2-电弧3-焊缝4-套筒5-保护气体6-导电嘴7-焊丝8-送丝轮原理：通过送丝马达由丝盘提供的焊丝，仅在离开焊枪前通过简短地接触导电嘴加载电流，以便电弧能在焊丝的端部和工件之间燃烧。
保护气体由保护气喷嘴流出覆盖焊丝。
这样保护了焊接金属，防止空气中的氧、氢、氮等的渗透。
保护气体除了保护熔池之外还有其他作用，比如它确定了电弧气氛的成分，从而也影响了电弧的导电性和由此决定的焊接特性。
此外它还对吸收和烧损过程以及形成的焊缝的化学成分有影响，即它由焊接冶金学方面的作用。
2 电流类型MIG焊接通常使用直流电源焊接，电极（焊丝）连接到电源的正极，工件连接到电源的负极。
3 焊接材料铝和铝合金焊接用焊材一般为实芯焊丝，焊材标准为EN ISO 18273。
铝及铝合金钎焊剖析
铝及铝合金钎焊剖析铝及铝合金钎焊是一种广泛应用于航空航天、汽车制造和船舶建造等行业的焊接技术。
钎焊是利用填充金属与基材的溶解或扩散来连接工件的焊接方法。
铝及铝合金钎焊具有高效、环保、高强度等优点，但也存在一些局限性。
本文将对铝及铝合金钎焊进行剖析。
首先，铝及铝合金的钎焊特点如下：1.低熔点：铝及铝合金的熔点相对较低，便于钎焊操作。
2.良好的可塑性：铝及铝合金具有良好的可塑性，可以在较低的温度下完成连接操作。
3.容易氧化：铝及铝合金容易在高温下与空气中的氧气反应，形成表面氧化层，影响钎焊质量。
4.较高的导热性：钎焊铝及铝合金时，需要迅速传递热量以保持焊缝在适宜的温度范围内。
其次，铝及铝合金钎焊的工艺参数如下：1.温度控制：铝及铝合金的钎焊温度一般在450℃-600℃之间，过高会造成材料烧损，过低则无法形成有效连接。
2.填充金属选择：选择合适的填充金属是保证钎焊质量的关键。
常用的填充金属有铝硅合金、铝锰合金、铝铜合金等。
3.表面处理：由于铝及铝合金易于氧化，钎焊之前需要进行表面处理，除去氧化层，以提高钎焊质量。
4.焊接速度：钎焊过程中，焊接速度需要控制在合适的范围内，过快会导致填充金属未充分润湿基材，过慢则容易造成材料烧损。
钎焊铝及铝合金的优点有：1.钎焊过程中不需要融化基材，减少了变形和应力的发生，可以应用于薄板焊接。
2.钎焊接头强度高，焊缝内部无夹杂物。
3.钎焊后焊缝的装饰性更好，美观度高。
4.钎焊后表面平整，无需进行后续磨削和抛光。
铝及铝合金钎焊的局限性有：1.铝及铝合金的导热性好，热量传导迅速，钎焊时需要较快的焊接速度和热输入控制，这对焊工的技术要求较高。
2.铝及铝合金易氧化，钎焊时需要采取措施防止氧化层生成，否则会影响焊接质量。
3.部分铝合金在钎焊时容易产生热裂纹，需要注意合金的选择和焊接参数的控制。
综上所述，铝及铝合金钎焊是一种广泛应用于航空航天、汽车制造和船舶建造等行业的焊接技术，具有高效、环保、高强度等优点。
铝合金管的焊接特点及焊接工艺
铝合金管的焊接特点及焊接工艺焊接特点
铝合金管的焊接具有以下特点：
1. 热导性高：铝合金具有较高的热导性，容易导致焊接区域温度过高或焊接速度过快，需要控制好焊接参数和技术。
2. 氧化性强：铝合金容易与氧发生反应生成氧化物，焊接时容易产生氧化皮，需要在焊接前清除氧化皮并采取防护措施。
3. 熔点低：铝合金的熔点相对较低，焊接时需要注意控制焊接温度，避免过高或过低的焊接温度影响焊接质量。
4. 焊缝收缩大：铝合金焊接后，焊缝会产生较大的收缩量，容易导致焊缝变形和应力集中，需要采取适当的焊接工艺和措施。
焊接工艺
铝合金管的焊接工艺可分为以下几种常见方法：
1. 氩弧焊：氩弧焊是常用的铝合金管焊接方法之一。
通过在焊接区域引入氩气，形成保护气体，避免氧与铝合金发生反应，从而减少氧化皮的产生。
2. TIG焊接：TIG焊接是一种手工氩弧焊接的方法，适用于对焊缝质量和外观要求较高的情况。
焊接过程中需要手持焊枪，同时控制焊接参数和焊接速度。
3. 焊锡焊接：对于较薄的铝合金管，可以采用焊锡焊接。
焊锡焊接是一种较为简单的焊接方法，但焊接强度较低，适用于一些低要求的应用场景。
4. 摩擦搅拌焊接：摩擦搅拌焊接是一种新兴的铝合金管焊接方法，通过机械方式在焊接区域进行摩擦和搅拌，形成焊缝。
该方法具有焊接速度快、焊接强度高等优点。
以上是铝合金管的焊接特点及焊接工艺的介绍，希望对您有所帮助。
铝及铝合金的材料及焊接性
铝及铝合金的材料及焊接性一、铝及铝合金的分类、成分和性能（1）铝及铝合金的分类。
铝是银白色的轻金属，纯铝的熔点660℃,密度2.7g∕Cm3。
工业用铝合金的熔点约566℃。
铝具有热容量和熔化潜热高、耐腐蚀性好，以及在低温下保持良好的力学性能等特点。
铝及铝合金可分为工业纯铝、变形铝合金（分非热处理强化铝合金、热处理强化铝合金两类）和铸造铝合金。
变形铝合金是指经不同的压力加工方法（经过轧制、挤压等工序）制成的板、带、棒、管、型、条等半成品材料，铸造铝合金以合金铸锭供应。
铝合金分类及性能特点见表1-1。
按GB/T3190—1996和GB/T1674—1996的规定，纯铝和铝合金牌号命名的基本原则是：直接采用国际四位数字体系牌号;未命名为国际四位数字体系牌号的纯铝及其合金采用四位字符牌号。
四位字符牌号的第一位、第三位、第四位为阿拉伯数字，第二位为英文大写字母（如“A”）。
纯铝编号系统的第一位为力”，如IXXX或IAxx,最后两位数字表示铝的纯度。
2xxx为AI-CU系；3xxx为Al-Mn系；4xxx为Al-Si系；5xxx为Al-Mg系；6xxx为AI-Mg-Si系；7xxx为Al・Zn系；8xxx为AI-其他元素系；9xxx为AI.备用系。
我国变形铝合金的牌号表示法与国际上的通用方法基本一致。
①工业纯铝。
工业纯铝含铝99%以上，熔点660℃,熔化时没有任何颜色变化。
表面易形成致密的氧化膜，具有良好的耐蚀性。
纯铝的导热性约为低碳钢的5倍，线胀系数约为低碳钢的2倍。
纯铝强度很低，不适合做结构材料。
退火的铝板抗拉强度为60~100MPa,伸长率为35%~40%°②非热处理强化铝合金。
非热处理强化铝合金通过加工硬化、固溶强化提高力学性能，特点是强度中等、塑性及耐蚀性好，又称防锈铝，原代号LFXXoALMn合金和AI-Mg合金属于防锈铝合金，不能热处理强化，但强度比纯铝高，并具有优异的抗腐蚀性和良好的焊接性，是目前焊接结构中应用广泛的铝合金。
铝及铝合金的焊接方法
铝及铝合金的焊接方法铝及铝合金是相当常见的材料，因为具有较高的强度和良好的耐腐蚀性能，被广泛应用于汽车制造、航空航天、建筑、船舶以及机电设备等领域。
然而，由于铝及铝合金的化学性质和结构特点，其焊接较为困难，需要特殊的焊接方法和技术，本文将重点介绍铝及铝合金的焊接方法。
1. TIG焊接法氩弧焊接（TIG）法是目前铝及铝合金最常用的焊接方法之一，其特点在于能够焊接很薄的材料，焊接质量高，且不会产生太多的热变形，但是需要较高的技术要求和操作技巧。
在进行TIG焊接时，需要将铝材预热，以避免冷裂的产生，同时选择合适的氩弧电流和焊接速度，以达到最佳的焊接效果。
2. MIG焊接法惰性气体保护焊（MIG）法是另一种常用的铝及铝合金焊接方法，其特点在于可以快速地焊接大量的材料，但是需要高度精密的焊接设备和较高水平的技术人员。
在进行MIG焊接时，需要选择合适的气体，并将焊接区域清洁干净，以防止氧化皮和其他杂质的干扰，同时适当控制焊接速度和电流，以获得最佳的焊接效果。
3. 拉丝焊接法拉丝焊接法比较适用于较大的铝合金部件的焊接，在进行拉丝焊接时使用的是特殊的焊接材料，可以有效地降低氧化皮的生成，并且具有相对较高的耐腐蚀性能。
在进行拉丝焊接时，需要选用合适的焊接材料、清洁焊接区域，并注意适当的拉丝速度和焊接电流，以获得最佳的焊接效果。
4. 超声波焊接法超声波焊接法适用于薄壁铝及铝合金零件的焊接，其物理原理在于利用高频震动产生的热能将零件焊接在一起。
在进行超声波焊接时，需要选择合适的焊接设备、正确选择焊接参数，以避免过热损伤，并采用合适的夹具，以保证焊接部件的稳定性。
总之，铝及铝合金的焊接方法有多种，每种方法都有其适用的焊接材料、焊接工艺和操作技巧，只有选择适合的焊接方法才能获得最佳的焊接效果。
无论采用何种焊接方法，其关键在于对焊接材料、焊接设备、焊接工艺以及焊接操作等方面全局的认真考虑和细致的把握。
铝及铝合金的性能特点及其焊接加工
作者简介：朱则刚（１９５６－），男，大学本科学历，东风汽车公司工程师，主要从事焊接技术工作。
摘要关键词：：铝及铝合金材料密度低、强度高、热电导率高、耐腐蚀能力强，具有良好的物理特性和力学性能，因而广泛应用于工业产品的焊接结构上。
根据铝及铝合金的性能特点，本文阐述了铝及铝合金焊接的工艺特点和铝及铝合金的焊接方法；以及铝及铝合金常见焊接材料的应用；同时指出了铝及铝合金的焊接工艺和焊接后的处理。
铝合金；焊接方法；性能特点；加工工艺铝及铝合金的性能特点及其焊接加工东风汽车公司朱则刚Aluminum and Aluminum Alloy Performance Characteristics and the Welding Process铝合金焊接技术作为铝合金在工业领域中扩大应用的关键技术之一，必然会得到进一步的发展。
其中应用普遍的脉冲ＭＩＧ，ＴＩＧ焊会随着微处理器（ＭＣＵ）和数字信号处理芯片（ＤＳＰ）为核心的全数字化焊机的不断进步而使更多以前只停留在铝合金焊接理论上的技术变为现实。
激光焊、激光－电弧复合焊、双光束激光焊是近年发展起来的焊接铝合金的新工艺，新兴的搅拌摩擦焊一出现就显示了其焊铝的巨大优势，不久以后很可能会代替ＭＩＧ焊，承担大部分铝合金焊接工作量。
虽然用焊接来连接铝及铝合金产品，仅仅只有５０￣６０年的历史，但是在这短短的几十年时间里，已经发展了完善的铝及铝合金焊接工艺技术。
焊接技术的发展使可焊接铝及铝合金材料范围扩大了。
现在不仅掌握了热处理强化的高强度硬铝合金焊接时的各种难题，且适用于铝及铝合金的焊接方法增多了。
现在除了传统的熔焊、电阻焊、钎焊之外，脉冲氩（氦）弧焊、方波交流钨极氩弧焊、等离子弧焊、真空电子束焊、真空机气保护钎１铝及铝合金的性能特点焊以及扩散焊等都可以很容易地将铝及铝合金焊接在一起。
在大多数情况下使用焊接其它材料所用的普通设备和工艺，就可以进行铝及铝合金焊接，有时也需要特殊的设备和工艺。
铝合金焊接技术要点及注意事项
铝合金焊接技术要点及注意事项铝及铝合金焊接特点及焊接工艺铝合金由于重量轻、强度高、耐腐蚀性能好、无磁性、成形性好及低温性能好等特点而被广泛地应用于各种焊接结构产品中,采用铝合金代替钢板材料焊接,结构重量可减轻50 %以上。
因此，铝及铝合金除广泛的应用于航空、航天和电工等领域外，同时还越来越多的应用于石油化学工业。
但是铝及铝合金在焊接过程中，易出现氧化、气孔、热裂纹、烧穿和塌陷等问题。
此类材质是被公认为焊接难度较大的被焊接材料，特别是小径薄壁管的焊接更难掌握。
因此，解决铝及铝合金的这些焊接缺陷是施工过程中必须解决的问题。
1铝及铝合金的焊接特点铝材及铝合金焊接时由固态转变为液态时，没有明显的颜色变化，因此在焊接过程中给操作者带来不少困难。
因此，要求焊工掌握好焊接时的加热温度，尽量采用平焊，在引（熄）弧板上引（熄）弧等。
特别注意以下几点：1.1强的氧化能力铝与氧的亲和力很强，在空气中极易与氧结合生成致密而结实的AL2O3薄膜，厚度约为．1μm，熔点高达2050℃，远远超过铝及铝合金的熔点，而且密度很大，约为铝的1．4倍。
在焊接过程中，氧化铝薄膜会阻碍金属之间的良好结合，并易造成夹渣。
氧化膜还会吸附水分，焊接时会促使焊缝生成气孔。
这些缺陷，都会降低焊接接头的性能。
为了保证焊接质量，焊前必须严格清理焊件表面的氧化物，并防止在焊接过程中再氧化，对熔化金属和处于高温下的金属进行有效的保护，这是铝及铝合金焊接的一个重要特点。
具体的保护措施是：a焊前用机械或化学方法清除工件坡口及周围部分和焊丝表面的氧化物；b焊接过程中要采用合格的保护气体进行保护；c在气焊时，采用熔剂，在焊接过程中不断用焊丝挑破熔池表面的氧化膜。
1.2铝的热导率和比热大，导热快尽管铝及铝合金的熔点远比钢低，但是铝及铝合金的导热系数、比热容都很大，比钢大一倍多，在焊接过程中大量的热能被迅速传导到基体金属内部，为了获得高质量的焊接接头，必须采用能量集中、功率大的热源，有时需采用预热等工艺措施，才能实现熔焊过程。
铝及铝合金的焊接性分析
铝及铝合金的焊接性分析铝及其合金化学活泼性很强，表面易形成氧化膜，且多具有难熔性质（如Al2O3的熔点约为2050℃，MgO的熔点约为2500℃），加之铝及其合金导热性强，焊接时容易造成不熔合现象。
由于氧化膜密度同铝的密度极其接近，所以也容易成为焊缝金属的夹杂物。
同时，氧化膜（特别是有MgO存在的不很致密的氧化膜）可以吸收较多的水分而常常成为形成焊缝气孔的重要原因之一。
此外，铝及其合金的线胀系数大（约为钢的2倍），导热性又强（比钢约大一倍多），焊接时容易产生翘曲变形。
一．焊缝气孔（一）铝及铝合金熔焊时形成气孔的特点铝及其合金熔焊时最常见的缺陷是焊缝气孔，尤其是纯铝和防锈铝的焊接。
氢是铝及其合金熔焊时产生气孔的主要原因，氢的来源，主要是弧柱气氛中的水分、焊接材料以及母材所吸附的水分。
其中，焊丝及母材表面氧化膜的吸附水分，对焊缝气孔的产生，常占有突出地位。
1.弧柱气氛中水分的影响弧柱空间总是或多或少存在一定量的水分，尤其是在潮湿季节或湿度大的地区进行焊接时。
由弧柱气氛中水分分解而来的氢，熔入过热的熔融金属中，可成为焊缝气孔的主要原因。
此时所形成的气孔，具有白亮内壁的特征。
弧柱气氛中的氢之所以能使焊缝形成气孔，与它在铝及其合金中的溶解度变化特性有关。
在平衡条件下，氢在铝中的溶解度在凝固点时可从 1.69突降到0.036ml/100g，相差约20倍（在钢中只相差不到2倍），其次，由于铝的导热性很强，在同样的工艺条件下，铝熔合区的冷却速度可为高强钢的4-7倍，不利于气泡的逸出，而残留在焊缝金属中形成气孔。
实际的冷却条件下并非平衡状态，伴随着凝固过程的发展，在已结晶的枝晶前沿形成许多微小气泡，枝晶晶体的交互生长致使气泡的成长受到限制，并且不利于浮出，因而可沿结晶的层状线形成均布形式小气孔。
不同的合金系统，对弧柱气氛中水分的敏感性是不同的，纯铝对气氛中水分最为敏感。
Al-Mg合金含Mg量增加，氢的溶解度和引起气孔的临界分压PH2均随之增大，因而对吸收气氛中的水不太敏感，相比起来，仅对焊接气氛中的水分而言，同样焊接条件下，纯铝焊缝产生气孔的倾向要大些。
铝和铝合金扩散焊接
铝和铝合金扩散焊接摘要：一、铝和铝合金的特性1.铝的优点2.铝合金的种类二、扩散焊接的原理1.扩散焊接的定义2.扩散焊接的过程三、铝和铝合金的扩散焊接应用1.航空航天领域2.汽车制造领域3.电子设备领域四、扩散焊接的优缺点1.优点2.缺点五、发展趋势与展望1.技术发展方向2.行业前景展望正文：铝和铝合金因其优良的性能在许多领域得到广泛应用。
然而，由于铝及铝合金的特性，传统的焊接方法难以满足其焊接需求。
为此，扩散焊接技术应运而生。
铝和铝合金的扩散焊接是一种在高温高压下，通过原子扩散实现金属连接的焊接方法。
在这个过程中，焊接接头在高温下保持一段时间，使铝和铝合金的原子发生扩散，从而实现焊接接头间的冶金结合。
铝和铝合金的扩散焊接在许多领域都有广泛应用。
在航空航天领域，由于其轻质、高强的特点，铝和铝合金成为飞行器制造的主要材料。
而扩散焊接技术可以实现高强度、高质量的焊接接头，大大提高了飞行器的性能。
在汽车制造领域，铝和铝合金广泛应用于汽车车身、悬挂系统等部件，以降低汽车重量、提高燃油经济性。
扩散焊接技术在这里同样发挥着重要作用。
在电子设备领域，铝和铝合金也常用于散热器、外壳等部件的制造。
由于扩散焊接具有较高的接头强度和密封性能，因此在这些领域的应用前景十分广阔。
尽管铝和铝合金的扩散焊接具有许多优点，如接头质量高、焊缝性能好等，但同时也存在一些缺点，如焊接过程中的高温、高压条件对设备和工艺要求较高，以及焊接速度较慢等问题。
随着科技的不断发展，铝和铝合金的扩散焊接技术也在不断进步。
一方面，通过优化焊接工艺和设备，提高焊接效率和质量；另一方面，通过新材料的研究和开发，拓展铝和铝合金的应用领域。
铝合金材料焊接前的准备及相关事项
铝合金材料焊接前的准备及相关事项铝的焊接特性：铝及铝合金本身具有导热性强而热容量大，线胀系数大，熔点低和高温强度小等物理特点，焊接难度较大，应采取一定的措施，才能保证焊接质量。
焊前准备：1、焊件及焊丝的清理，焊丝及坡口两侧50mm范围内表面用丙酮清洗干净，用不锈钢丝刷刷去表面氧化膜，去除杂质、油污及水分，露出金属光泽。
2、铝合金焊接坡口角度双边一定要大于70度（避免焊后焊缝开裂）。
3、砂轮片的选择一定不能选择含树脂成分（树脂为C-H化合物），打磨过程残留的树脂成分极易产生气孔。
4、铝合金的焊接一定要采用拉弧的方法。
5、钨棒选用铈钨棒，氩气钝质不小于99.99%，且含水量不应大于50mg/m3。
6、环境温度不低于5℃，否则根据情况应预热至100~150℃方可施焊。
7、焊铝宜快不宜慢，但不是无极限的快，主要是根据设备的内置程序和实际生产情况而定。
焊接1、工艺：①TIG-AC（必须用交流）正半波去除氧化膜，负半波熔化母材②MIG-DC注：焊铝通常采用恒压电源2、①热/快：例：0.9mm（焊丝）150-180A 采用快速焊接②保护气体（惰性气体）：Ar或Ar+He③推角：10-20°电弧一定处于熔池前部，如果采用拉弧，气孔会特别多④摆动注：上下摆动不可，左右摆动需谨慎⑤4043：送丝速度低，导电率高5356：送丝速度高，导电率低⑥热裂敏感性高：铝的裂纹大多数为热裂纹⑴焊接速度慢易产生裂纹（热裂纹）⑵氧化膜过多或者过厚，直接焊接，产生内应力集中，易开裂⑶焊接收缩凝固大⑦气孔-产生气孔的原因⑴保护气体⑵材料本身⑶焊接操作选材1、常规选材，样本第19页有详解；2、3003基材，选择焊材1100或4043均可，但从焊接工艺性，4043为最佳选择；3、华氏温度超过150（65.6℃），选择焊材ω（Mg）＜3%；4、5A05基材，焊材选择5556；5、5083基材，要求焊后抗拉强度＞300Mpa，推荐焊材5556；6、基材ω（Mg）＜5%，推荐焊材5087.。
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铝及铝合金的焊接特点
(1)铝在空气中及焊接时极易氧化，生成的氧化铝（Al2O3）熔点高、非常稳定，不易去除。
阻碍母材的熔化和熔合，氧化膜的比重大，不易浮出表面，易生成夹渣、未熔合、未焊透等缺欠。
铝材的表面氧化膜和吸附大量的水分，易使焊缝产生气孔。
焊接前应采用化学或机械方法进行严格表面清理，清除其表面氧化膜。
在焊接过程加强保护，防止其氧化。
钨极氩弧焊时，选用交流电源，通过“阴极清理”作用，去除氧化膜。
气焊时，采用去除氧化膜的焊剂。
在厚板焊接时，可加大焊接热量，例如，氦弧热量大，利用氦气或氩氦混合气体保护，或者采用大规范的熔化极气体保护焊，在直流正接情况下，可不需要“阴极清理”。
（2）铝及铝合金的热导率和比热容均约为碳素钢和低合金钢的两倍多。
铝的热导率则是奥氏体不锈钢的十几倍。
在焊接过程中，大量的热量能被迅速传导到基体金属内部，因而焊接铝及铝合金时，能量除消耗于熔化金属熔池外，还要有更多的热量无谓消耗于金属其他部位，这种无用能量的消耗要比钢的焊接更为显着，为了获得高质量的焊接接头，应当尽量采用能量集中、功率大的能源，有时也可采用预热等工艺措施。
（3）铝及铝合金的线膨胀系数约为碳素钢和低合金钢的两倍。
铝凝固时的体积收缩率较大，焊件的变形和应力较大，因此，需采取预防焊接变形的措施。
铝焊接熔池凝固时容易产生缩孔、缩松、热裂纹
及较高的内应力。
生产中可采用调整焊丝成分与焊接工艺的措施防止热裂纹的产生。
在耐蚀性允许的情况下，可采用铝硅合金焊丝焊接除铝镁合金之外的铝合金。
在铝硅合金中含硅％时热裂倾向较大，随着硅含量增加，合金结晶温度范围变小，流动性显0.5．
着提高，收缩率下降，热裂倾向也相应减小。
根据生产经验，当含硅5％～6％时可不产生热裂，因而采用SAlSi条(硅含量4．5％～6％)
焊丝会有更好的抗裂性。
（4）铝对光、热的反射能力较强，固、液转态时，没有明显的色泽变化，焊接操作时判断难。
高温铝强度很低，支撑熔池困难，容易焊穿。
（5）铝及铝合金在液态能溶解大量的氢，固态几乎不溶解氢。
在焊接熔池凝固和快速冷却的过程中，氢来不及溢出，极易形成氢气孔。
弧柱气氛中的水分、焊接材料及母材表面氧化膜吸附的水分，都是焊缝中氢气的重要来源。
因此，对氢的来源要严格控制，以防止气孔的形成。
（6）合金元素易蒸发、烧损，使焊缝性能下降。
（7）母材基体金属如为变形强化或固溶时效强化时，焊接热会使热影响区的强度下降。
（8）铝为面心立方晶格，没有同素异构体，加热与冷却过程中没有相变，焊缝晶粒易粗大，不能通过相变来细化晶粒。
2. 焊接方法
几乎各种焊接方法都可以用于焊接铝及铝合金，但是铝及铝合金对
各种焊接方法的适应性不同，各种焊接方法有其各自的应用场合。
气焊和焊条电弧焊方法，设备简单、操作方便。
气焊可用于对焊接质量要求不高的铝薄板及铸件的补焊。
焊条电弧焊可用于铝合金铸件的补焊。
惰性气体保护焊（TIG或MIG）方法是应用最广泛的铝及铝合金焊接方法。
铝及铝合金薄板可采用钨极交流氩弧焊或钨极脉冲氩弧焊。
铝及铝合金厚板可采用钨极氦弧焊、氩氦混合钨极气体保护焊、熔化极气体保护焊、脉冲熔化极气体保护焊。
熔化极气体保护焊、氦混
合气）/脉冲熔化极气体保护焊应用越来越广泛（氩气或氩．
3.焊接材料
（1）焊丝
铝及铝合金焊丝的选用除考虑良好的焊接工艺性能外，按容器要求应使对接接头的抗拉强度、塑性(通过弯曲试验)达到规定要求，对含镁量超过3％的铝镁合金应满足冲击韧性的要求，对有耐蚀要求的容器，焊接接头的耐蚀性还应达到或接近母材的水平。
因而焊丝的选用主要按照下列原则：
1）纯铝焊丝的纯度一般不低于母材；
2）铝合金焊丝的化学成分一般与母材相应或相近；
3）铝合金焊丝中的耐蚀元素(镁、锰、硅等)的含量一般不低于母材；
4）异种铝材焊接时应按耐蚀较高、强度高的母材选择焊丝；
5）不要求耐蚀性的高强度铝合金(热处理强化铝合金)可采用异种成分的焊丝，如抗裂性好的铝硅合金焊丝SAlSi一1等(注意强度可能低于母材)。
（2）保护气体
保护气体为氩气、氦气或其混合气。
交流加高频TIG焊时，采用大于99．9％纯氩气，直流正极性焊接宜用氦气。
MIG焊时，板厚<25 mm 时宜用氩气；板厚25 mm～50 mm时氩气中宜添加10％～35％的氦气；板厚50mm-75mm时氩气中宜添加l0％～35％或50％的氦气；当板厚>75 mm时推荐采用添加50％～75％氦气的氩气。
氩气应符合GB／T 4842?995《纯氩》的要求。
氩气瓶压低于0.5 MPa后压力不足，不能使用。
(3)钨极
氩弧焊用的钨极材料有纯钨、钍钨、铈钨、锆钨四种。
纯钨极的熔点和沸点高，不易熔化挥发，电极烧损及尖端的污染较少，但电子发射能力较差。
在％氧化钍的电极为钍钨极，电子发射能力强，允许的电流2％～1纯钨中加入．
密度高，电弧燃烧较稳定，但钍元素具有一定的放射性，使用时应采取适当的防护措施。
在纯钨中加入1.8％～2.2％的氧化铈(杂质≤0.1％)的电极为铈钨极。
铈钨极电子逸出功低，化学稳定性高，允许电流密度大，无放射性，是目前普遍采用的电极。
锆钨极可防止电极污染基体金属，尖端易保持半球形，适用于交流焊接。
（4）焊剂气焊用焊剂为钾、钠、锂、钙等元素的氯化物和氟化物，可去除氧化膜。
4. 焊前准备
(1)焊前清理
铝及铝合金焊接时，焊前应严格清除工件焊口及焊丝表面的氧化膜和油污，清除质量直接影响焊接工艺与接头质量，如焊缝气孔产生的倾向和力学性能等。
常采用化学清洗和机械清理两种方法。
1）化学清洗
化学清洗效率高，质量稳定，适用于清理焊丝及尺寸不大、成批生产的工件。
可用浸洗法和擦洗法两种。
可用丙酮、汽油、煤油等有机溶剂表面去油，用40℃～70℃的5％～10％NaOH溶液碱洗3 min～7 min(纯铝时间稍长但不超过20 min)，流动清水冲洗，接着用室温至60℃的30％HNO3溶液酸洗1 min～3 min，流动清水冲洗，风干或低温干燥。
2）机械清理
在工件尺寸较大、生产周期较长、多层焊或化学清洗后又沾污时，常采用机械清理。
先用丙酮、汽油等有机溶剂擦试表面以除油，随后直接用直径为0.15mm～0.2mm的铜丝刷或不锈钢丝刷子刷，刷到露出金属光泽为止。
一般焊接时进入熔池产生夹以免砂粒留在金属表面，不宜用砂轮或普通砂纸打磨，
渣等缺陷。
另外也可用刮刀、锉刀等清理待焊表面。
工件和焊丝经过清洗和清理后，在存放过程中会重新产生氧化膜，特别是在潮湿环境下，在被酸、碱等蒸气污染的环境中，氧化膜成长得更快。
因此，工件和焊丝清洗和清理后到焊接前的存放时间应尽量缩短，在气候潮湿的情况下，一般应在清理后4 h内施焊。
清理后如存放时间过长(如超过24 h)应当重新处理。
(2)垫板
铝及铝合金在高温时强度很低，液态铝的流动性能好，在焊接时焊缝金属容易产生下塌现象。
为了保证焊透而又不致塌陷，焊接时常采用垫板来托住熔池及附近金属。
垫板可采用石墨板、不锈钢板、碳素钢板、铜板或铜棒等。
垫板表面开一个圆弧形槽，以保证焊缝反面成型。
也可以不加垫板单面焊双面成型，但要求焊接操作熟练或采取对电弧施焊能量严格自动反馈控制等先进工艺措施。
(3)焊前预热薄、小铝件一般不用预热，厚度10 mm～15 mm时可进行焊前预热，根据不同类型的铝合金预热温度可为100℃～200℃，可用氧一乙炔焰、电炉或喷灯等加热。
预热可使焊件减小变形、减少气孔等缺陷。
5.焊后处理
(1)焊后清理
焊后留在焊缝及附近的残存焊剂和焊渣等会破坏铝表面的钝化膜，有时还会腐蚀铝件，应清理干净。
形状简单、要求一般的工件可以用热水冲刷或蒸气吹刷等简单方法清理。
要求高而形状复杂的铝件，在热水中用硬毛刷刷洗后，再在60℃～80℃左右、浓度为2％～3％的铬酐水溶液或重铬酸钾溶液中浸洗并用硬毛刷洗刷，然后在热水中冲刷洗涤，用烘箱烘干，或用，10 min～5 min
热空气吹干，也可自然干燥。
(2)焊后热处理
铝容器一般焊后不要求热处理。
如果所用铝材在容器接触的介质条
件下确有明显的应力腐蚀敏感性，需要通过焊后热处理以消除较高的焊接应力，来使容器上的应力降低到产生应力腐蚀开裂的临界应力以下，这时应由容器设计文件提出特别要求，才进行焊后消除应力热处理。
如需焊后退火热处理，对于纯铝、5052、5086、5154、5454、5A02、5A03、5A06等，推荐温度为345℃；对于2014、2024、3003、3004、5056、5083、5456、6061、6063、2A12、2A24、3A21等，推荐温度为415℃；对于2017、2A11、6A02等，推荐温度为360℃，根据工件大小与要求，退火温度可正向或负向各调20℃～30℃，保温时间可之间。
2 h～0.5 h在．。