铝及铝合金的焊接特点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”。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著，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。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0.5%时热裂倾向较大，随着硅含量增加，合金结晶温度范围变小，流动性显著提高，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條（硅含量4.5%~6%)焊丝会有更好的抗裂性。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。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。合金元素易蒸发、烧损，使焊缝性能下降。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。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。
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。
电阻焊铝合金电阻碰焊（点焊）一般只能做5mm厚以下的板材与板材的叠焊，或Φ10mm以下棒材与棒材的叠焊。优势是焊接成本低，焊接效率高，更方便融入自动化生产线，比如汽车制造就有大量使用，局限性就是能焊接的厚度有限，而且针对不同的产品和结构要制作不同的电极。
氩弧焊手工钨极氩弧焊主要用于焊接铝合金薄板（厚度< 6mm）结构。由于氩气的保护作用和氩离子对铝合金氧化膜的破碎作用，氩弧焊可以不用焊粉，从而避免了焊后残渣对接头的腐蚀，因此氩弧焊焊完后可以不用清理，接头形式也可以不受限制。另外，焊接时氩气流对焊接区域的冲刷能使焊接接头显著冷却，因此改善了接头的组织和性能，并减少了焊件变形
气保焊气保焊的铝合金单面焊双面成形一般掌握起来比较有难度，对接的板材如果留有间隙就容易焊穿，不留间隙焊缝的背透不容易控制。国内对于铝合金的接焊一般也都是交流氩弧焊接方法，但对于厚一些的板材，氩弧的效率会很低，目前在一些考试项目中才会采用熔化极脉冲气保铝合金焊接，而且对接板焊接大部分都是仰焊部位，主要应用于动车组铝合金车体、车架的焊接。
摩擦焊铝合金搅拌摩擦焊焊缝是经过塑性变形和动态再结晶而形成，焊缝区晶粒细化，无熔焊的树枝晶，组织细密，热影响区较熔化焊时窄，无合金元素烧损、裂纹和气孔等缺陷，综合性能良好。与传统熔焊方法相比，它无飞溅、烟尘，不需要添加焊丝和保护气体，接头性能良好。由于是固相焊接工艺，加热温度低使得焊接变形小。缺点是焊接速度慢，工艺不够成熟。
激光焊铝合金激光焊接技术是近十几年来发展起来的一项新技术，与传统焊接工艺相比，它具有功能强、可靠性高、无需真空条件及效率高等特点。其功率密度大、热输进总量低、同等热输进量熔深大、热影响区小、焊接变形小、速度高、易于产业自动化等特点，缺点是在焊接铝合金时能量无法全部吸收造成浪费大，设备采购成本高。
鲁达 发布于 2023-06-09 