鋁及鋁合金的焊接方法
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（Al2O3）熔點高、非常穩(wěn)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、未焊透等缺欠.鋁材的表面氧化膜和吸附大量的水分,易使焊縫產(chǎn)生氣孔.焊接前應(yīng)采用化學(xué)或機(jī)械方法進(jìn)行嚴(yán)格表面清理,清除其表面氧化膜.在焊接過程加強(qiáng)保護(hù),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,采用去除氧化膜的焊劑.在厚板焊接時,可加大焊接熱量,例如,氦弧熱量大,利用氦氣或氬氦混合氣體保護(hù),或者采用大規(guī)范的熔化極氣體保護(hù)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(dǎo)率和比熱容均約為碳素鋼和低合金鋼的兩倍多.鋁的熱導(dǎo)率則是奧氏體不銹鋼的十幾倍.在焊接過程中,大量的熱量能被迅速傳導(dǎo)到基體金屬內(nèi)部,因而焊接鋁及鋁合金時,能量除消耗于熔化金屬熔池外,還要有更多的熱量無謂消耗于金屬其他部位,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(zhì)量的焊接接頭,應(yīng)當(dāng)盡量采用能量集中、功率大的能源,有時也可采用預(yù)熱等工藝措施.
（3）鋁及鋁合金的線膨脹系數(shù)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(yīng)力較大,因此,需采取預(yù)防焊接變形的措施.鋁焊接熔池凝固時容易產(chǎn)生縮孔、縮松、熱裂紋及較高的內(nèi)應(yīng)力.生產(chǎn)中可采用調(diào)整焊絲成分與焊接工藝的措施防止熱裂紋的產(chǎn)生.在耐蝕性允許的情況下,可采用鋁硅合金焊絲焊接除鋁鎂合金之外的鋁合金.在鋁硅合金中含硅0.5%時熱裂傾向較大,隨著硅含量增加,合金結(jié)晶溫度范圍變小,流動性顯著提高,收縮率下降,熱裂傾向也相應(yīng)減小.根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗,當(dāng)含硅5%~6%時可不產(chǎn)生熱裂,因而采用SAlSi條（硅含量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(qiáng),固、液轉(zhuǎn)態(tài)時,沒有明顯的色澤變化,焊接操作時判斷難.高溫鋁強(qiáng)度很低,支撐熔池困難,容易焊穿.
（5）鋁及鋁合金在液態(tài)能溶解大量的氫,固態(tài)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(yán)格控制,以防止氣孔的形成.
（6）合金元素易蒸發(fā)、燒損,使焊縫性能下降.
（7）母材基體金屬如為變形強(qiáng)化或固溶時效強(qiáng)化時,焊接熱會使熱影響區(qū)的強(qiáng)度下降.
（8） 鋁為面心立方晶格,沒有同素異構(gòu)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(xì)化晶粒.
2．焊接方法
幾乎各種焊接方法都可以用于焊接鋁及鋁合金,但是鋁及鋁合金對各種焊接方法的適應(yīng)性不同,各種焊接方法有其各自的應(yīng)用場合.氣焊和焊條電弧焊方法,設(shè)備簡單、操作方便.氣焊可用于對焊接質(zhì)量要求不高的鋁薄板及鑄件的補(bǔ)焊.焊條電弧焊可用于鋁合金鑄件的補(bǔ)焊.惰性氣體保護(hù)焊（TIG或MIG）方法是應(yīng)用最廣泛的鋁及鋁合金焊接方法.鋁及鋁合金薄板可采用鎢極交流氬弧焊或鎢極脈沖氬弧焊.鋁及鋁合金厚板可采用鎢極氦弧焊、氬氦混合鎢極氣體保護(hù)焊、熔化極氣體保護(hù)焊、脈沖熔化極氣體保護(hù)焊.熔化極氣體保護(hù)焊、脈沖熔化極氣體保護(hù)焊應(yīng)用越來越廣泛（氬氣或氬/氦混合氣）