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1、前言铝及铝合金具有优异的物理特性、化学特性、力学特性及工艺特性，是宇航、化工、交通运输等工业重要的结构材料之一。随着焊接技术的飞速发展，铝及铝合金焊接也获得了日愈广泛的应用。但是铝及铝合金具有特殊的性能，这给焊接工作带来一定的困难。由于焊接厚度、结构形状等的不同，需要采用相应的焊接方法及工艺，才能获得优质的焊接接头及较高的焊接生产率。一、铝合金分类1.变形铝及铝合金按强化方式分为：热处理强化铝合金（固溶体的成分随温度而变，可通过热处理强化(淬火+回火失效) ，特点是抗拉强度明显提高，但焊接性变差，焊接裂纹倾向大，焊接接头的力学性能严重下降） 。非热处理强化铝合金（固溶体的成分不随温度而变，不能
2、通过热处理使之强化，只能用冷作变形强化，焊接性好，具有良好的耐振性和耐腐蚀性） 。5A06(新牌号) ， LF6(旧牌号)：5：以镁为主要合金元素的铝合金；A：原始纯铝06：Mg 含量约为 6%左右二、铝合金的理化特性：线膨胀系数：指温度每变化 1材料长度变化的百分率。 （铝的线胀系数大，因而变形大）导热系数：导热系数是指在稳定传热条件下，1m 厚的材料，两侧表面的温差为 1 度（K，C）,在 1 小时内，通过 1 平方米面积传递的热量，用 表示，单位为瓦/（米度） ，w/（mk） （和钢相比，铝的导热率高，熔焊时，就需要高的热量输入。 ）比热容：是单位质量物质的热容量，即是单位质量物体改变单
3、位温度时的吸收或释放的热量。比热容是表示物质热性质的物理量。导电率：具有较高的导电率，所以电阻焊时，需要用较大的电流和较短的焊接时间以精确的控制焊接参数。氧化膜：铝及铝合金，暴露在空气中时，会很快形成一种黏着力强且耐热的 Al2O3 氧化薄膜。在焊接前，必须仔细清除这层氧化膜，才能在熔焊时，基体和填充金属熔合良好。氧化膜的存在对铝合金也有保护作用的一面。因为它的组织比较致密，与铝的结合力强，能够阻止铝金属继续氧化，保护金属不受破坏。铝及铝合金为面心立方晶体结构。当温度降低时，它们不发生脆性转变，其强度、延性、韧性不仅不降低，反而同步提升。现在，铝合金的工作温度可达零下 253，因此特别适用于低
4、温和超低温容器。三、焊接性（一）气孔：1.氢来源弧柱气氛：瓶装惰性气体中超标的氢和水分因惰性气体管路和冷却水管路潮湿或不密封而混入弧柱气氛中的空气、潮气、水因焊炬结构不气密而混入弧柱气氛中的空气和潮气焊材（主要）：铝材熔炼生产中除气不尽铝材加工过程中粘附于表面的润滑油、油脂、污物等碳氢化合物或其它含氢污染物2.氢溶解度当熔池液体金属冷却并将凝固时，氢在液体金属中的溶解度将突然降低，如图示。随着氢溶解度陡降，熔池内液态焊缝金属即为氢所过饱和，就为焊缝金属内生成气孔提供了前提条件。3.极性（1）直流反接（焊件接负极）：当用直流焊机焊接薄板时以直流反接为好。 TIG 焊直流反接时，有阴极破碎作用（弧
5、柱中氩的正离子流向焊件，撞击金属熔池表面，将铝、镁等金属表面致密难熔的氧化膜击碎并去除，使焊接顺利进行。 ） 。此时钨极接正极，钨极易烧损。以 GTAW 为例：直流正接：既工件为正极，热量分配为工件 70%电极 30%，焊道深、窄（我认为是因为工件接正极，电子向工件发射，起到轰击的作用） ，通常用于钢的焊接。直流反接：电极为正极，热量分配为工件 30%电极 70%，焊道浅、宽，有清除氧化物的作用。交流 AC 的接法：热量分配为各 50%。补充回答：碱性条一般使用直流反接，这样可以减少气孔和飞溅且正接的话起弧困难。直流正接（焊件接正极）：厚板焊接一般可使用直流正接，获得较大熔深，当然直流反接也可
6、以，但是对于有坡口的厚板打底焊仍以直流反接为好。（2）气孔倾向TIG 焊的电弧过程较稳定，空气混入弧柱气氛的机会较小，且焊接速度不高，熔池凝固速率较低，生成焊缝气孔的几率较小。MIG 的电弧过程较激烈，稳定性相对较差，空气混入弧柱的几率较大，且焊丝一般选用较细，其比表面积大，氢污染程度及产生焊缝气孔的敏感性较大。因此，焊接中薄板时宜选用 TIG，焊接中、大厚板时选 MIG。MIG：熔滴过渡：细小熔滴？（短路过渡和射流过渡）TIG： 焊接工艺参数：从单项参数来说，弧长（电弧电压）不宜太高，焊接速度宁可就低而不就高。（二）热裂纹1.成因：（1）拘束度：拘束度是引起应力应变的重要条件，也是影响焊接裂
7、纹是否生成的重要因素。热裂倾向大的合金在拘束度小的焊接过程中也可能产生焊接裂纹，热裂倾向小的合金在拘束度大的焊接过程中也可能产生焊接裂纹。结构因素造成的拘束度一般不可改变，但制造工艺因素造成的拘束度是可以改变可以调整的。为此，应合理选用焊件的装配和焊接的顺序，动态控制焊接时的拘束度条件，减小焊接时的应力应变。（2）组织形态焊缝金属的晶粒越粗大，柱状晶的方向性越明显，则焊缝产生结晶裂纹的倾向越大； 母材近缝区晶粒越粗大，晶界熔化越明显，则该区产生液化裂纹的倾向越大。组织形态取决于焊接时的热输入。提高热输入，例如增大焊接电流，降低焊接速度，可降低焊缝金属的应变率，降低焊缝金属产生结晶裂纹的倾向。但
8、应注意，此举可能同时引起母材热影响区过热，晶界熔化，引发该区液化裂纹。为防止上述两种裂纹倾向，可在保证焊透的热输入条件下，适当降低焊接速度，以预防结晶裂纹；同时通过工装夹具对焊件加强散热，以免母材近缝区过热，以预防液化裂纹。2.防止途径（1）母材成分当合金元素含量增大时，合金在固-液态下结晶的区间渐窄，在脆性温度区间内停留时间渐短，应变积累量渐小，热裂倾向即随之降低。焊接大规范：电流较大，热输入较大，焊速较快。小规范，反之。（三）软化1.退火态退火态焊接？退火：将金属缓慢加热到一定温度，保温足够时间，以适宜速度冷却（缓冷，随炉冷却） 。退火态：已经退火的状态，即消应力之后。退火后硬度降低，韧性
9、提高。退火态焊接：一般焊接钢材大部分是板材、型材、线材，这些钢材都是通过冷轧（热轧后空冷相当于正火） 、冷拔等塑性变形工艺制造的，由于塑性变形，材料产生了加工硬化，导致材料强度硬度提高，而焊接后通常是空冷，相当于正火，而退火材料的强度最低，焊接后的部件过于太大，不便整体进行热处理，因此，为了保持高强度，所以通常情况下一般不在退火态下进行焊接。2.冷作硬化态？冷作硬化：钢材在常温或在结晶温度以下的加工产生的强烈的塑性变形，使晶格扭曲、畸变，晶粒产生剪切、滑移，晶粒被拉长，这些都会使表面层金属的硬度增加，减少表面层金属变形的塑性，称为冷作硬化。 （冷作硬化惟一的目的就是提高材料的硬度!举个例子,火
10、车的铁轨本是不硬的钢材.但他能在受到摩擦的情况下产生冷作硬化现象,表面硬度越来越高,所以铁轨基本上百几十年不用换的!）这是某教科书上的话：冷、热加工的分界限是金属的再结晶温度。高于再结晶温度的加工为热加工或热变形，低于再结晶温度的加工为冷加工或冷变形。热变形时加工硬化和再结晶现象同时出现，但加工硬化很快被再结晶软化所抵消，变形后具有再结晶组织，因而无加工硬化现象。冷变形中无再结晶出现，因而有加工硬化现象。冷变形时的加工硬化使塑性降低，每次的冷变形程度不宜过大。如冷加工工件的变形率过大，应于成型后进行退火或固溶处理，以恢复材料的性能。3.过时效软化过时效是指当时效温度超过正常时效温度，也就是达到峰值硬度时的温度及时间，此时，材料内部的析出相开始长大，间距变大，宏观表现为材料得强度降低，塑韧性有所提高。
