鋁合金焊接簡介(二)- 焊材篇

鋁合金的焊接採用氣焊、鎢極氬弧焊是最為常見和普遍使用的，當使用這兩種方式焊接鋁合金時，需要加填充焊絲。鋁及鋁合金焊絲分為同質焊絲和異質焊絲兩大類。為了得到良好的焊接接頭，應從焊接構件使用要求考慮，選擇適合於母材的焊絲作為填充材。 

選擇焊絲首先要考慮焊縫成分要求，還要考慮產品的力學性能、耐蝕性能，結構的剛性、顏色及抗裂性等。選擇熔化溫度低於母材的填充金屬，可大大減小熱影響區的晶間裂紋傾向。對於非熱處理合金的焊接接頭強度，按1000系、4000系、5000系的次序增大。含鎂3%以上的5000系的焊絲，應避免在使用溫度65℃以上的結構中採用，因為這些合金對應力腐蝕裂紋很敏感，在上述溫度和腐蝕環境中會發生應力腐蝕龜裂。用合金含量高於母材的焊絲作為填充金屬，通常可防止焊縫金屬的裂紋傾向。 

目前，鋁合金常用的焊絲大多是與基體金屬成分相近的標準牌號焊絲。在缺乏標準牌號焊絲時，可從基體金屬上切下狹條代用。較為通用的焊絲是HS311，這種焊絲的液態金屬流動性好，凝固時的收縮率小，具體優良的抗裂性能。為了細化縫晶粒、提高焊縫的抗裂性及力學性能，通常在絲中加入少量的Ti、V、Zr等合金元素作為變質劑。 

選用鋁合金焊絲應注意的問題如下。 

1）焊接接頭的裂紋敏感性  

  影響裂紋敏感性的直接因素是母材與焊絲的匹配。選用熔化溫度低於母材的焊縫金屬，可以減小焊縫金屬和熱影響區的裂紋敏感性。例如，焊接矽含量0.6%的6061合金時，選用同一合金作焊縫，裂紋敏感性很大，但用矽含量5%的ER4043焊絲，由於其熔化溫度比6061合金低，在冷卻過程中有較高的塑性，所以抗裂性能良好。此外，焊縫金屬避免鎂與銅的組合，因為Al－Mg－Cu有很高的裂紋敏感性。 

2）焊接接頭的力學性能  

  工業純鋁的強度最低，4000系列鋁合金居中，5000系列鋁合金強度最高。鋁矽焊絲雖然有較高的抗裂性能，但含矽焊絲的塑性較差，所以對焊後需要塑性變形加工的接頭來說，應避免選用含矽焊絲。 

  3）焊接接頭的使用性能  

    填充金屬的選擇除取決於母材成分外，還與接頭的幾何形狀、運行中的抗腐蝕性要求以及對焊接件的外觀要求有關。例如，為了使容器具有良好的抗腐蝕能力或防止所儲存產品對其的汙染，儲存過氧化氫的焊接容器要求高純度的鋁合金。在這種情況下，填充金屬的純度至少要相當於母材。