铝及其合金的焊接

铝及铝合金在焊接时容易出现哪些问题？1、极易敏化铝不论是固态或液态都极易氧化，生成三氧化二铝薄膜。

氧化膜熔点很高，为2050℃，而铝的熔点仅为658℃。

A1203具有很高的电阻，在电弧焊中，相当于电弧与工件之间有一层绝缘层，使电弧燃烧不稳定。

氧化膜妨碍焊接过程的顺利进行，而且氧化铝的密度大于铝，因此造成焊缝夹渣和成形不良。

2、熔化时无颜色变化铝从固体到液体的升温过程中没有颜色变化，温度稍高就会造成金属塌陷和熔池烧穿。

再者，由于高熔点的氧化膜覆盖在熔池表面，给观察母材的熔化、熔合情况带来困难。

这样就增加了焊接工艺上控制温度的难度，稍不注意，整个接头就会塌落，所以铝的焊接比钢材焊接要困难得多。

3、易变形由于铝的导热系数是铁的2倍，凝固时的收缩率比铁大2倍，所以铝焊件变形大，如果措施不当就会产生裂纹；并且在焊接时，因导热性好，需要较大的焊接热量才能熔化接头。

因此，一般要求对焊件预热，并采用强规范，由此也恶化了焊接工艺条件。

4、易产生气孔铝及铝合金在焊接时，在空气中马上氧化生成A1203，不但阻碍金属熔合，还会吸收一定的水分。

焊丝表面和母材表面氧化膜吸收的水分，在电弧作用下分解出来的氢被液态金属铝吸收。

此外，焊条药皮中的潮气、空气中的水分也都是氢的来源。

铝合金的一个特征是，氢在液态金属中的溶解度随温度变化的幅度大，又由于铝导热性能好，焊缝凝固快，因此来不及逸出的氢气便形成很多气孔。

铝的纯度愈高，产生气孔的倾向就愈大。

5、易开裂铝合金的凝固不是在某一温度下进行，而是在一温度区间进行。

在开始凝固时温度较高，焊缝呈液-固状态，液态金属比较多，此时的收缩量可由未凝固的液态金属补充；在最后凝固之前，焊缝呈固液状态，液态金属已很少，以间层状存在，由于此时温度处于凝固温度区间的下限，已产生很大的收缩，这样就会在液态的层间处拉开，若无液体补充，便形成裂纹。

一般说，纯铝不易产生凝固裂纹，防锈铝合金裂纹倾向也很小，但硬铝、超硬铝等经热处理强化的铝合金的热裂纹倾向较大。

铝及铝合金焊接技术条件铝及铝合金焊接技术条件可真是个让人又爱又恨的话题。

咱们都知道，铝这种金属轻得像小鸟，强度却能媲美一些重型金属，真是个怪才！可别小看了它，焊接起来可不是件简单的事。

铝合金就像个性格复杂的朋友，有时候温柔得像小绵羊，有时候又硬得像石头，真让人头疼。

首先说说焊接的准备工作吧。

这可是个“好事多磨”的过程。

你得先把焊接的材料搞清楚，别以为随便找个铝片就能上阵。

铝合金分很多种，什么6061、7075的，不同的合金，性能差异可大了。

就像你和朋友聚会，选择不同的餐馆，口味大相径庭，选对了才能吃得开心。

然后呢，清洁工作可马虎不得，铝表面那层氧化膜可不是好惹的，得用专门的清洗剂把它清理干净。

不然焊接的时候可会冒出火花，真是“火上浇油”，一不小心就全毁了。

接下来就是焊接的选择了。

常见的有TIG焊和MIG焊。

听起来高大上，其实就像你在厨房里选择做饭的方式，TIG焊就像是慢火煲汤，温柔细腻；而MIG焊就像快手炒菜，快速又高效。

你得根据需求来选择，想要强度高的焊缝，TIG焊是个不错的选择，速度慢了点，但绝对稳当。

MIG焊速度快，适合大批量生产，省时省力，真是“急功近利”的好选择。

焊接过程中的温度控制也是个关键。

铝合金对温度敏感得不得了，焊接时一不小心就容易变形，简直是个“调皮捣蛋鬼”。

如果温度过高，那可就惨了，焊缝可能就会出现裂纹，像破掉的碗一样，让人心疼。

你得时刻关注着电流、电压这些数据，就像看着小孩写作业，生怕他们一不小心就偏了方向。

说到焊接的时候，安全措施可不能忽视。

你可别以为焊接就像玩火一样简单。

焊接产生的光辉可比太阳还刺眼，真是“闪瞎眼”。

所以一定得戴上防护面罩，别把眼睛给搞坏了。

手上也得戴好防护手套，免得被烫伤，那滋味儿可不好受。

安全第一，毕竟工作的时候不能让自己“栽了跟头”。

然后，焊接完了，焊缝的检查也是至关重要的。

这就像考完试后的查分，一定得仔细，看看有没有漏掉的地方。

用超声波检测、X光检测啥的，听起来高大上，其实就是为了确保你的焊缝没有问题。

铝及其合金的焊接性(一)铝的氧化铝不论是固态或液态都极易氧化。

在常温下铝及铝合金表面总有一层氧化铝(Al2O3)薄膜。

尤其在高温下铝将发生强烈氧化。

氧化铝的熔点很高(2050℃)，远远超过铝合金的熔点(一般为600℃左右)，而且氧化铝密度大(3.85g／cm3)，而铝合金密度较小(2.6～2.8g／cm3)。

当气焊铝时，如果不用气焊熔剂，会很明显地看到熔池表面一层氧化铝的黑色皱皮，它阻止了焊丝的熔滴进入熔池，使之无法与基本金属熔合。

又因氧化铝在沉入焊缝后形成难熔夹渣，而且氧化铝还吸附了较多的水分，在焊接时会促使焊缝生成气孔。

因此，铝焊接时，为保证焊接质量，必须去除表面的氧化物，并防止在焊接过程中再氧化。

这是铝及铝合金熔化焊的重要特点。

(二)熔池不易掌握铝及铝合金由固态转变成液态时，没有显著的颜色变化，从而增加了工艺上控制温度的困难。

另外，铝在高温时强度很低，如铝在370℃时强度仅为0.1MPa，在焊接时容易引起烧塌或下漏，甚至焊接接头会整个塌落下来。

因此，铝的全位置焊接，比焊接钢材要困难得多，常常要采用垫板。

(三)热裂纹铝的导热系数约是铁的2倍多，因而要求在焊接时，使用较大功率或能量集中的热源。

当焊件厚度大时，还要预热。

而铝的线膨胀系数约是铁的2倍，在凝固时的收缩率约为铁的3倍，再者铝与钢比较，铝及其合金高温时塑性很差、强度也低，所以，铝件的焊接变形大，恶化了焊接的工艺条件。

如工艺措施不当，还容易产生热裂纹。

工业纯铝和铝锰合金的抗裂性良好，在焊接薄板时不产生裂缝。

但若焊缝金属中，硅的含量大于铁的含量(Fe／Si<1)或焊接接头刚性较大时，则焊缝金属产生热裂纹的倾向将会增大。

铝镁合金焊接时的热裂纹倾向随含镁量的变化而变化。

若焊缝中含镁量较少，产生的低熔点共晶不足以形成连续的晶间薄层，热裂纹倾向不大；若焊缝中含镁量虽较多，但大量的低熔点共晶又能充分填充晶间薄层，因而此时的热裂纹倾向也不大；只有当含镁量在2％～3％时，最容易出现热裂纹。

铝及铝合金焊接施工工艺标准
铝及铝合金焊接施工工艺标准是指在铝及铝合金焊接过程中需要遵循的一系列规范和操作指南。

以下是一般情况下常见的铝及铝合金焊接施工工艺标准：
1. 焊接设备和材料选择：根据焊接材质和要求选择合适的焊接设备和焊接材料，包括焊接电源、焊接枪、焊丝等。

2. 表面处理：焊接前对铝及铝合金表面进行适当的处理，包括除油、清洗、去锈等。

3. 焊接工艺参数：根据焊接材质、类型和规格，确定焊接工艺参数，包括焊接电压、焊接电流、焊接速度等。

4. 焊接方法：根据具体要求选择合适的焊接方法，常见的有TIG焊、MIG焊、气焊等。

5. 焊接顺序：根据焊接部件的形状和尺寸，确定焊接顺序，一般是由内部向外部进行焊接。

6. 焊接过程控制：在焊接过程中进行必要的控制，包括焊接速度、焊接温度、焊接压力等。

7. 焊接质量检查：对焊缝进行质量检查，包括外观检查、尺寸检查、力学性能检查等。

8. 焊后处理：焊接完成后进行必要的焊后处理，包括去除焊渣、修整焊缝、退火等。

铝及铝合金的材料及焊接性一、铝及铝合金的分类、成分和性能（1）铝及铝合金的分类。

铝是银白色的轻金属，纯铝的熔点660℃,密度2.7g∕Cm3。

工业用铝合金的熔点约566℃。

铝具有热容量和熔化潜热高、耐腐蚀性好，以及在低温下保持良好的力学性能等特点。

铝及铝合金可分为工业纯铝、变形铝合金（分非热处理强化铝合金、热处理强化铝合金两类）和铸造铝合金。

变形铝合金是指经不同的压力加工方法（经过轧制、挤压等工序）制成的板、带、棒、管、型、条等半成品材料，铸造铝合金以合金铸锭供应。

铝合金分类及性能特点见表1-1。

按GB/T3190—1996和GB/T1674—1996的规定，纯铝和铝合金牌号命名的基本原则是：直接采用国际四位数字体系牌号;未命名为国际四位数字体系牌号的纯铝及其合金采用四位字符牌号。

四位字符牌号的第一位、第三位、第四位为阿拉伯数字，第二位为英文大写字母（如“A”）。

纯铝编号系统的第一位为力”，如IXXX或IAxx,最后两位数字表示铝的纯度。

2xxx为AI-CU系；3xxx为Al-Mn系；4xxx为Al-Si系；5xxx为Al-Mg系；6xxx为AI-Mg-Si系；7xxx为Al・Zn系；8xxx为AI-其他元素系；9xxx为AI.备用系。

我国变形铝合金的牌号表示法与国际上的通用方法基本一致。

①工业纯铝。

工业纯铝含铝99%以上，熔点660℃,熔化时没有任何颜色变化。

表面易形成致密的氧化膜，具有良好的耐蚀性。

纯铝的导热性约为低碳钢的5倍，线胀系数约为低碳钢的2倍。

纯铝强度很低，不适合做结构材料。

退火的铝板抗拉强度为60~100MPa,伸长率为35%~40%°②非热处理强化铝合金。

非热处理强化铝合金通过加工硬化、固溶强化提高力学性能，特点是强度中等、塑性及耐蚀性好，又称防锈铝，原代号LFXXoALMn合金和AI-Mg合金属于防锈铝合金，不能热处理强化，但强度比纯铝高，并具有优异的抗腐蚀性和良好的焊接性，是目前焊接结构中应用广泛的铝合金。

铝及铝合金焊接要点解析铝（Aluminium）是一种金属元素，元素符号为Al，原子序数为13。

其单质是一种银白色轻金属，有延展性。

商品常制成棒状、片状、箔状、粉状、带状和丝状。

在潮湿空气中能形成一层防止金属腐蚀的氧化膜。

铝粉在空气中加热能猛烈燃烧，并发出眩目的白色火焰。

易溶于稀硫酸、硝酸、盐酸、氢氧化钠和氢氧化钾溶液，难溶于水。

相对密度2.70。

熔点660℃。

沸点2327℃。

铝元素在地壳中的含量仅次于氧和硅，居第三位，是地壳中含量最丰富的金属元素。

航空、建筑、汽车三大重要工业的发展，要求材料特性具有铝及其合金的独特性质，这就大大有利于这种新金属铝的生产和应用。

应用极为广泛。

工业纯铝具有铝的一般特点，密度小，导电、导热性能好，抗腐蚀性能好，塑性加工性能好，可加工成板、带、箔和挤压制品等，可进行气焊、氩弧焊、点焊。

工业纯铝不能热处理强化，可通过冷变形提高强度，惟一的热处理形式是退火，再结晶开始温度与杂质含量和变形度有关，一般在200℃左右。

退火板材的σb=80～100MPa，σ0.2=30～50MPa，ζ=35%～40%，HB=25～30。

经60%～80%冷变形，虽然能提高到150～180MPa，但ζ值却下降到1%～1.5%。

增加铁、硅杂质含量能提高强度，但降低塑性、导电性和抗蚀性。

铝合金焊接是指铝合金材料的焊接过程。

铝合金强度高和质量轻。

主要焊接工艺为手工TIG焊（非熔化极惰性气体保护焊）、自动TIG焊和MIG焊（熔化极惰性气体保护焊），其母材、焊丝、保护气体、焊接设备。

铝及铝合金在现代工程技术所用的各种材料中占有举足轻重的地位，它在世界年产量仅次于钢铁而居第二位，在有色金属中则居第一位。

如果说铝合金最初是在航空工业中崭露头角的话，那么近几十年来，除航空工业外，在航天、汽车、船舶、桥梁、机械制造、电纯铝的熔点低（660℃），熔化时颜色不变，难以观察到熔池，焊接时容易塌陷和烧穿；热导率是低碳钢的三倍，散热快，焊接时不易熔化；线膨胀系数是低碳钢的二倍，焊接时易变形；在空气中易氧化成致密的高熔点氧化膜Al2O3（熔点2050℃），难熔且不导电，焊接时易造成未熔合、夹渣并使焊接过程不稳定。

铝及铝合金的焊接方法铝及铝合金是相当常见的材料，因为具有较高的强度和良好的耐腐蚀性能，被广泛应用于汽车制造、航空航天、建筑、船舶以及机电设备等领域。

然而，由于铝及铝合金的化学性质和结构特点，其焊接较为困难，需要特殊的焊接方法和技术，本文将重点介绍铝及铝合金的焊接方法。

1. TIG焊接法氩弧焊接（TIG）法是目前铝及铝合金最常用的焊接方法之一，其特点在于能够焊接很薄的材料，焊接质量高，且不会产生太多的热变形，但是需要较高的技术要求和操作技巧。

在进行TIG焊接时，需要将铝材预热，以避免冷裂的产生，同时选择合适的氩弧电流和焊接速度，以达到最佳的焊接效果。

2. MIG焊接法惰性气体保护焊（MIG）法是另一种常用的铝及铝合金焊接方法，其特点在于可以快速地焊接大量的材料，但是需要高度精密的焊接设备和较高水平的技术人员。

在进行MIG焊接时，需要选择合适的气体，并将焊接区域清洁干净，以防止氧化皮和其他杂质的干扰，同时适当控制焊接速度和电流，以获得最佳的焊接效果。

3. 拉丝焊接法拉丝焊接法比较适用于较大的铝合金部件的焊接，在进行拉丝焊接时使用的是特殊的焊接材料，可以有效地降低氧化皮的生成，并且具有相对较高的耐腐蚀性能。

在进行拉丝焊接时，需要选用合适的焊接材料、清洁焊接区域，并注意适当的拉丝速度和焊接电流，以获得最佳的焊接效果。

4. 超声波焊接法超声波焊接法适用于薄壁铝及铝合金零件的焊接，其物理原理在于利用高频震动产生的热能将零件焊接在一起。

在进行超声波焊接时，需要选择合适的焊接设备、正确选择焊接参数，以避免过热损伤，并采用合适的夹具，以保证焊接部件的稳定性。

总之，铝及铝合金的焊接方法有多种，每种方法都有其适用的焊接材料、焊接工艺和操作技巧，只有选择适合的焊接方法才能获得最佳的焊接效果。

无论采用何种焊接方法，其关键在于对焊接材料、焊接设备、焊接工艺以及焊接操作等方面全局的认真考虑和细致的把握。

铝及铝合金焊接规程本规程规定了铝及铝合金焊接的基本要求，适用于铝及的手工钨极氩弧焊或气焊或熔化极氩弧焊等焊接的铝及铝合金制单层容器、衬铝容器的铝焊接工艺。

一、焊接用材料：1.焊接用氩气纯度≥99.99%，露点≤-55℃，并应符合GB/T4842或GB10624的规定。

当瓶装氩气的压力≤0.5Mpa时不宜使用。

（氩气内含氮量≥0.04%，否则焊缝表面上会产生淡黄色或草绿色的氮化镁及气孔；含氧量≥0.03%，否则熔池表面上可发现密集的黑点、电弧不稳和飞溅较大；含水量≥0.07%，熔池将沸腾并焊缝内产生气孔）。

2.手工钨极氩弧焊电极采用铈钨电极。

电极直径应根据焊接电流大小来选择（使用时一般比焊接电流所要求的规格大一号的钨极），电极端部应为半球形（制作半球形方法：用比焊接电流所要求的规格大一号的钨极，将端部磨成锥形，垂直夹持电极，用比所用钨极要求的电流大20~30A的电流在试板上起弧并维持几秒钟，钨极端头即呈半球形。

如果钨极被铝污染，则必须重新打磨或更换钨极；轻微污染时，可增大电流使电弧在试板送丝轮，不宜用推丝式；送丝软管不准用弹簧管而是用聚四氟乙烯或尼龙制品，不然由于磨削而污染或堵塞软管。

MIG通常用直流反极性。

4.焊剂主要作用是去除氧化膜和其它一些杂质，使用时可用无水酒精调成糊状或直接将焊剂粉放在坡口和两侧。

当焊接角焊缝时应选用那些焊后容易清除熔渣的焊剂；铝镁合金用焊剂不宜含有钠的组成物。

5.不同牌号的铝材相焊时，当图纸和工艺都没有规定时，按耐腐蚀性能较好和强度级别较低的母材去选择焊丝材料。

在焊接铝镁合金或铝锰合金等耐蚀铝合金时，宜采用含镁量或含锰时与母材相近或比母材稍高的焊丝。

焊丝可从GB/T10585《铝及铝合金焊丝》选取，也可从GB/T3190《变形铝及铝合金化学成分》和GB/T3197《焊条用铝及铝合金线材》中选取。

焊丝选用时可参考下面几个表（表3和表4摘自《焊接手册》）：二、施焊焊工：1.应按《铝容器焊工考试规则》附录A的规定考试合格。

铝及铝合金的焊接性分析铝及其合金化学活泼性很强，表面易形成氧化膜，且多具有难熔性质（如Al2O3的熔点约为2050℃，MgO的熔点约为2500℃），加之铝及其合金导热性强，焊接时容易造成不熔合现象。

由于氧化膜密度同铝的密度极其接近，所以也容易成为焊缝金属的夹杂物。

同时，氧化膜（特别是有MgO存在的不很致密的氧化膜）可以吸收较多的水分而常常成为形成焊缝气孔的重要原因之一。

此外，铝及其合金的线胀系数大（约为钢的2倍），导热性又强（比钢约大一倍多），焊接时容易产生翘曲变形。

一．焊缝气孔（一）铝及铝合金熔焊时形成气孔的特点铝及其合金熔焊时最常见的缺陷是焊缝气孔，尤其是纯铝和防锈铝的焊接。

氢是铝及其合金熔焊时产生气孔的主要原因，氢的来源，主要是弧柱气氛中的水分、焊接材料以及母材所吸附的水分。

其中，焊丝及母材表面氧化膜的吸附水分，对焊缝气孔的产生，常占有突出地位。

1.弧柱气氛中水分的影响弧柱空间总是或多或少存在一定量的水分，尤其是在潮湿季节或湿度大的地区进行焊接时。

由弧柱气氛中水分分解而来的氢，熔入过热的熔融金属中，可成为焊缝气孔的主要原因。

此时所形成的气孔，具有白亮内壁的特征。

弧柱气氛中的氢之所以能使焊缝形成气孔，与它在铝及其合金中的溶解度变化特性有关。

在平衡条件下，氢在铝中的溶解度在凝固点时可从 1.69突降到0.036ml/100g，相差约20倍（在钢中只相差不到2倍），其次，由于铝的导热性很强，在同样的工艺条件下，铝熔合区的冷却速度可为高强钢的4-7倍，不利于气泡的逸出，而残留在焊缝金属中形成气孔。

实际的冷却条件下并非平衡状态，伴随着凝固过程的发展，在已结晶的枝晶前沿形成许多微小气泡，枝晶晶体的交互生长致使气泡的成长受到限制，并且不利于浮出，因而可沿结晶的层状线形成均布形式小气孔。

不同的合金系统，对弧柱气氛中水分的敏感性是不同的，纯铝对气氛中水分最为敏感。

Al-Mg合金含Mg量增加，氢的溶解度和引起气孔的临界分压PH2均随之增大，因而对吸收气氛中的水不太敏感，相比起来，仅对焊接气氛中的水分而言，同样焊接条件下，纯铝焊缝产生气孔的倾向要大些。