1、鋁及鋁合金的焊接特點
(1)、鋁在空氣中及焊接時極易氧化,生成的氧化鋁(A1203)熔點高、非常穩定,不易去除。阻礙母材的熔化和熔合,氧化膜的比重大,不易浮出表面,易生成夾渣、未熔合、未輝透等缺欠。鋁材的表面氧化膜和吸附大量的水分,易使焊縫產生氣孔。焊接前應採用化學或機械方法進行嚴格表面清理, [TodayHoti請除其表面氧化膜。在焊接過程加強保護,防止其氧化。鎢極氬弧焊時,選用交流電源,通過「陰極清理」作用,去除氧化膜。氣焊時,採用去除氧化膜的焊劑。在厚板焊接時,可加大焊接熱量,例如,氨弧熱量大,利用氦氣或氬氨混合氣體保護,或者採用大規範的熔化極氣體保護焊,在直流正接情況下,可不需要"陰極清理」。
(2)、鋁及鋁合金的熱導率和比熱容均約為碳素鋼和低合金鋼的兩倍多。鋁的熱導率則是奧氏體不鏽鋼的十幾倍。在焊接過程中,大量的熱量能被迅速傳導到基體金屬內部,因而焊接鋁及鋁合金時,能量除消耗於熔化金屬熔池外,還要有更多的熱量無謂消耗於金屬其他部位,這種無用能量的消耗要比鋼的焊接更為顯著,為了獲得高質量的焊接接頭,應當儘量採用能量集中、功率大的能源,有時也可採用預熱等工藝措施。
(3)、鋁及鋁合金的線膨脹係數約為碳素鋼和低合金鋼的兩倍。鋁凝固時的體積收縮率較大,焊件的變形和應力較大,因此,需採取預防焊接變形的措施。鋁焊接熔池凝固時容易產生縮孔、縮松、熱裂紋及較高的內應力。生產中可採用調整焊絲成分與焊接工藝的措施防止熱裂紋的產生。
在耐蝕性允許的情況下,可採用鋁矽合金焊絲焊接除鋁鎂合金之外的鋁合金。在鋁矽合金中含矽 0.5%時熱裂傾向較大,隨著矽含量增加,合金結晶溫度範圍變小,流動性顯著提高,收縮率下降,熱裂傾向也相應減小。根據生產經驗,當含矽5%～6%時可不產生熱裂,因而採用SAISI(矽含量4.5%~6%)焊絲會有更好的抗裂性。
(4)鋁對光、熱的反射能力較強,固、液轉態時,沒有明顯的色澤變化,焊接操作時判斷難。高溫鋁強度很低,支撐熔池困難,容易焊穿。
(5)鋁及鋁合金在液態能溶解大量的氫,固態幾乎不溶解氫。在焊接熔池凝固和快速冷卻的過程中,氫來不及溢出,極易形成氫氣孔。弧柱氣氛中的水分、焊接材料及母材表面氧化膜吸附的水分,都是焊縫中氫氣的重要來源。因此,對氫的來源要嚴格控制,以防止氣孔的形成。
(6)合金元素易蒸發、燒損,使焊縫性能下降。
(7)母材基體金屬如為變形強化或固溶時效強化時,焊接熱會使熱影響區的強度下降。
（8）鋁為面心立方晶格，沒有同素異構體，加熱與冷卻過程中沒有相變，焊縫晶粒易粗大，不能通過相變來細化晶粒。
2鋁合金焊接有幾大難點:
①鋁合金焊接接頭軟化嚴重,強度係數低,這也是阻礙鋁合金應用的最大障礙;
②鋁合金表面易產生難熔的氧化膜(Al2O3其熔點為2060℃),這就需要採用大功率密度的焊接工藝;
③鋁合金焊接容易產生氣孔;
④鋁合金焊接易產生熱裂紋;
⑤線膨脹係數大,易產
生焊接變形;
⑥鋁合金熱導率大(約為鋼的4倍),相同焊接速度下,熱輸入要比焊接鋼材大2～4倍。
因此,鋁合金的焊接要求採用能量密度大、焊接熱輸入小、焊接速度高的高效焊接方法。