鋁及鋁合金材料密度低，強度高，熱電導率高，耐腐蝕（shí）能力強，具有良好的物（wù）理（lǐ）特性和力學性能，因而（ér）廣泛應用於工業產品的焊接結構上。長期以來，由於焊接方法及焊（hàn）接（jiē）工藝參數的選取不當，造成鋁（lǚ）合金零件焊接後因應力過於（yú）集中產生嚴重變形，或因為焊縫氣孔、夾渣、未焊（hàn）透等缺陷，導致焊縫金屬裂紋（wén）或材質疏鬆，嚴重影響了產品質量及性能。
1 鋁合金材料特點
鋁是銀白色的輕金屬，具有（yǒu）良好（hǎo）的塑性、較高的導電性和導熱性，同時還具有抗氧化和抗腐（fǔ）蝕的能力。鋁極易氧化產生三氧（yǎng）化二鋁薄膜，在焊縫中容易產生夾雜（zá）物，從而破壞金（jīn）屬的連續性和均勻性，降低其機械性能和耐腐（fǔ）蝕性能。常見鋁（lǚ）合金母材和焊絲的化學成分及機械（xiè）性能見表1。
2 鋁合金材料的焊接難（nán）點
（1）極易氧化。在空氣中，鋁容易同氧化合，生成致密的三氧化二鋁薄膜（厚度約0．1－0．2μm），熔點（diǎn）高（約2050℃），遠遠超過鋁及鋁合金（jīn）的熔點（約600℃左右）。氧化鋁的密度3．95－4．10g/cm3，約為鋁的1．4倍，氧化鋁薄膜的表麵易吸附水分，焊接時，它阻（zǔ）礙基本（běn）金屬的熔合，極易形成氣孔、夾渣、未熔合等缺陷，引起焊縫性能下降（jiàng）。
（2）易產生氣孔。鋁和鋁合金焊接時產生氣孔的主要原因是氫，由於液態鋁（lǚ）可溶解大量的氫，而固（gù）態鋁幾乎不溶解氫，因此當熔池溫度快速冷卻與凝固時，氫來不（bú）及逸出，容易在焊縫中聚集（jí）形（xíng）成氣孔。氫氣孔（kǒng）目前難（nán）於完全避免，氫的來源很多，有電弧（hú）焊氣氛中的氫，鋁板、焊絲表麵吸附空氣中的水分等。實踐證明（míng），即使氬氣按GB/T4842標準要求，純度達到99．99% 以上，但當水分含量達到20ppm時，也會出現大量的致密氣孔（kǒng），當空氣（qì）相對濕度超過80%時，焊縫就會明顯出現氣孔。
（3）焊縫變形和（hé）形成（chéng）裂紋傾向大。鋁的線膨脹係數和結晶收（shōu）縮（suō）率（lǜ）約比（bǐ）鋼大兩倍，易產生較大的焊接變形的內應力，對剛性較大的（de）結構將促使熱裂紋的產生。
（4）鋁的導熱係數大（純鋁0．538卡/Cm．s．℃）。約為鋼的4倍，因此，焊接鋁和鋁合金時，比焊鋼要消耗更多的（de）熱量。
（5）合金元素的蒸發的燒損。鋁合金中含有低（dī）沸點的元素（如鎂、鋅、錳等），在高溫電弧作用下，極易蒸發燒（shāo）損，從而改變焊縫金屬的化（huà）學成分，使焊縫性能（néng）下降。
（6）高溫強度和塑性低（dī）。高溫時鋁的強（qiáng）度和塑性很低，破壞（huài）了焊縫金屬的成形，有時（shí）還容易造成焊縫金屬塌落和焊穿現象。
（7）無色彩變（biàn）化。鋁及鋁合金從固態轉為液態時，無明顯（xiǎn）的顏色變化，使操作者難（nán）以掌握（wò）加熱溫度。
3 鋁合（hé）金材料焊接的工藝方法
（1）焊前準備（bèi）
采用化學或機械方法，嚴格清理焊縫坡口兩側的表麵氧化膜。
化學清洗（xǐ）是使（shǐ）用堿或（huò）酸清洗工件表麵，該法既（jì）可去除氧化膜，還可除油汙，具體工藝過程如下：體積分數為6%～10%的（de）氫氧化鈉溶液，在（zài）70℃左右浸泡0．5min→水洗→體積分數為15%的硝酸在常溫下（xià）浸泡1min進行中和處理→水洗→溫水洗→幹燥。洗好後的鋁合金表（biǎo）麵為無光澤的銀白色。
機械（xiè）清（qīng）理可采用風動（dòng）或電動（dòng）銑刀，還可（kě）采用刮（guā）刀、銼刀等工具，對於較薄的氧化膜（mó）也可用0．25mm的銅絲刷打磨清（qīng）除（chú）氧化膜。
清理（lǐ）好（hǎo）後立即施焊，如果放置時間超過4h，應重新清理。
（2）確定裝配間隙及定位焊（hàn）間距
施焊過程中，鋁板（bǎn）受熱（rè）膨脹，致使焊縫坡口間隙減少，焊前裝配間（jiān）隙如果留得太小，焊（hàn）接過（guò）程中就會引（yǐn）起兩板的坡口重疊（dié），增加焊後板（bǎn）麵不平度和變形量；相反，裝配間隙過大，則施（shī）焊困難，並有燒穿的可能。合適的（de）定位焊（hàn）間距能保證所需的定位焊間（jiān）隙，因此，選擇合適的裝配（pèi）間隙及定位焊間距，是（shì）減少變形的一項有效措施（shī）。根據（jù）經驗，不同板厚對接（jiē）縫較合理的裝（zhuāng）配工藝參數如表2。
（3）選擇焊接設備
目前市場上焊接產（chǎn）品種類較多，一般情況下宜采用交流（liú）鎢極氬弧焊（hàn）（即TIG焊）。它是在氬（yà）氣的保護下，利用鎢電極與工件問產生的電弧熱熔化母材和填充焊絲的一種焊（hàn）接方法。該焊機工作時，由於交流電流的極性（xìng）是在周期性的變換，在每個周期裏半波為直流正接，半波為直流反接。正接的半波期間（jiān）鎢極（jí）可以發射足夠的電子而又不致於過熱，有（yǒu）利於（yú）電弧的穩定。反接的半波期間（jiān）工件表麵生成的氧化膜很容易被（bèi）清理掉而獲得表（biǎo）麵光亮美觀、成（chéng）形良好的焊縫。
（4）選擇焊絲（sī）
一般選用301純鋁焊（hàn）絲（sī）及311鋁矽焊絲。
（5）選取焊接方法和參數
一般以左焊法進行（háng），焊炬和工件（jiàn）成60°角。焊接厚度15mm以上（shàng）時，以右焊法進行，焊炬和工件（jiàn）成90°角。
焊接壁厚在3mm以上時（shí），開V形坡口，夾角（jiǎo）為60°～70°，間隙不得大於（yú）1mm，以多層（céng）焊完成。壁厚在1．5mm以下時（shí），不開坡口（kǒu），不留間隙，不加填充絲（sī）。焊固定管子對接接頭（tóu）時，當管徑為200mm，壁厚（hòu）為6mm時，應采用直徑為3～4mm的（de）鎢極（jí），以220～240A的焊接電流，直徑為4mm的填充焊絲，以1～2層焊完。
根據經（jīng）驗，在（zài）鋁及鋁（lǚ）合金焊接時，其適用的焊接參數如表3所示。
