铝合金的焊接性能
铝合金的焊接性能：
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。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。
由于铝及铝合金所具有独特的物理化学性能，在焊接过程中会产生一系列的困难和特点，具体表现有以下几点：
(1) 强的氧化能力:铝与氧的亲和力很大，在空气中极易与氧结合生成致密结实的A1<sub>2</sub>03薄膜，厚度约0.1pm。Al203的熔点高达2 050T，远远超过铝合金的熔点，而且密度大，约为铝的1.4倍。在焊接过程中，氧化铝薄膜会阻碍金属之间的良好结合。因此，为保证焊接质量，焊接前必须严格清理焊件表面的氧化物，并防止在焊接过程中再氧化。对熔化金属和处于高温下的金属进行有效的保护，这是铝及铝合金焊接的一个重要特点。
(2) 热导系数和比热容等都很大（约比钢大1倍多），在焊接过程中大量的热量能被迅速传导到基本金属内部，因此焊接铝及铝合金比钢要消耗更多的热量。为获得高质量的焊接接头，必须采用能量集中、功率大的热源，有时需采用预热等工艺措施。
(3) 热裂纹倾向性大:铝及铝合金的线膨胀系数约为钢的两倍，凝固时的体积收缩率达6. 5%左右。因此焊接某些铝合金时，往往由于过大的内应力而在脆性温度区间内产生热裂纹，这是铝合金尤其是高强铝合金焊接时最常见的严重缺陷之一。生产中常采用调整焊丝成分的方法防止裂纹的产生，如焊丝SAlSi5。采用合理的焊接工艺对于防止热裂纹的产生也是有利的和必要的。
(4) 容易形成气孔:焊接接头中的气孔是铝及合金焊接时易产生的另一个常见的缺陷，氢是熔焊时产生气孔的主要原因。铝及铝合金时的液体熔池很容易吸收气体，高温下溶入的大量气体，在焊后冷却凝固过程中来不及析出，而聚集在焊缝中形成气孔。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气体中氢的主要来源，因此焊接前必须严格清理，并合理选择焊接工艺防止气孔的产生。
(5) 焊接热对基体金属有影响:焊接可热处理强化的铝合金时，由于焊接热的影响，会使基体金属近缝区某些部位的力学性能变坏，对于冷作硬化的合金也是如此，使接头性能弱化，并且焊接热输入越大，性能降低的程度也愈严重。
(6) 无色泽变化:铝及铝合金从固态变成液态时，无明显的色泽变化。因此在焊接过程中给操作者带来不少困难。
铝及铝合金厚板可采用熔化极气体保护焊、钨极氦弧焊、氩氦混合钨极气体保护焊、脉冲熔化极气体保护焊。熔化极气体保护焊、脉冲熔化极气体保护焊应用越来越广泛（氩气或氩/氦混合气）。惰性气体保护焊（TIG 或 MIG）方法是应用最广泛的铝及铝合金焊接方法。铝及铝合金薄板可采用钨极交流氩弧焊或钨极脉冲氩弧焊。
铝合金焊接的几种先进工艺:搅拌摩擦焊、激光焊、激光- 电弧复合焊、电子束焊。针对于焊接性不好和曾认为不可焊接的合金提出了有效的解决方法,几种工艺均具有优越性,并可对厚板铝合金进行焊接。
拓展资料铝合金焊接是指把铝合金材料给焊接的过程。铝合金强度高和质量轻。主要焊接工艺为手工MIG焊（熔化极惰性气体保护焊）和自动MIG焊，其母材、焊丝、保护气体、焊接设备。
铝合金焊接最好选用点接触形式的工装,以减小工装与工件的接触面积。如果工装对工件是面接触,就会很快带走工件的热量,加速了熔池的凝固,不利于焊缝气孔的排除。工装液压系统的压力最好控制在9～9. 5 MPa 。
压力过小达不到预设反变形的目的,但是压力过大,又会使铝合金结构的拘束度增大。由于铝合金的线胀系数大,高温塑性差,焊接时易产生较大的热应力,可能会使铝合金结构产生裂纹。
参考资料
百度百科—铝合金焊接
2、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。
2A 12( LY12)是典型的硬铝合金, 合金系统是: A l- Cu- Mg, 它的焊接性较差, 其特点是:
( 1) 易氧化 铝和氧的亲和力很大, 生成的氧化铝薄膜会阻碍金属之间的良好组合, 焊接时易造成熔
合不良与夹渣, 焊接过程中合金元素易被氧化和蒸发。
( 2) 易产生气孔 液态铝合金溶解氢的能力很强, 在凝固过程中氢来不及析出而聚集在焊缝中形成气孔。
( 3) 易烧穿 铝合金由固态转变为液态时, 没有显著的颜色变化, 所以不易判断母材温度。另外温度
升高时, 铝合金的强度降低, 因此焊接时常因温度过高无法察觉而导致烧穿。
( 4) 热裂纹 铝的线膨胀系数比钢约大一倍, 而凝固时的收缩率又比铁大两倍, 因此铝焊件的应力大。
此外, 当成分中的杂质超过规定范围时, 在熔池中将形成较多的低熔点共晶。两者共同作用的结果, 在焊缝中就容易产生热裂纹。
( 5) 接头不等强度 铝合金焊接时由于热影响区受热而发生软化, 强度降低而使接头与母材无法达到
等强度。
防止焊接缺陷的途径
( 1) 防止气孔的途径 减少氢的来源。对所有使用的焊接材料, 要严格限制含水量, 使用前均需干燥处
理。控制焊接工艺, 采用小热输入以减少熔池存在时间, 从而减少气氛中氢的溶入, 同时又要能充分保证根部熔合, 以利根部氧化膜上的气泡浮出。
( 2) 防止焊接裂纹的途径 母材的合金系统及其具体成分, 对焊接热裂纹的产生有根本性的影响。对
于焊缝金属的结晶裂纹, 主要是通过合理选定焊缝的合金成分并配合适当的焊接工艺来进行控制。
TIG焊接结果很好
以下为转载
铝及铝合金焊接时具有以下特性：
1、铝的强氧化能力 铝和氧的化学结合力很强，常温下表面就能被氧化而生成一层厚度为0.1~0.2μm的Al2O3薄膜，Al2O3的熔点高达2050℃，远远超过铝及铝合金的熔点（660℃），而且体积质量大，约为铝的1.4倍。焊接过程中，Al2O3薄膜会阻碍熔化金属之间良好结合，形成夹渣，并且还会吸附水分，在焊缝中产生气孔。
2、较大的热导率和比热容 铝及铝合金的热导率和比热容约比钢大1倍，焊接过程中大量热量被迅速传导到基体金属内部，因此消耗更多的热量。
3、热裂倾向大 铝及铝合金的线胀系数约为钢的2倍，凝固时的体积收缩率达6.5%。因此，焊接时具有一定的热裂倾向。
4、容易形成气孔 氮不溶于液态铝，铝也不含碳。因此，焊接铝及铝合金时在焊缝中不会产生N气孔和CO气孔，只可能产生氢气孔。
氢在液态铝中的溶解度为0.7mL/100g，而在660℃凝固温度时，氢的溶解度突然降至0.04mL/100g，使原来溶于液态铝中的氢大量析出，形成气泡。同时，铝和铝合金的的密度小，气泡在熔池中的上升速度较慢，加上铝的导热性强，熔池冷凝快，因此，上升的气泡往往来不及退出而留在焊缝中成为气孔。
5、接头不等强度 铝及铝合金的热影响区由于受焊接热循环作用而发生软化，强度降低，使接头与母材金属无法达到等强度。工业纯铝及非热处理强化铝合金的强度约为母材金属的75%~100%；热处理强化铝合金的接头强度较小，只有母材金属的40%~50%。
6、焊穿 铝及铝合金从固态转变为液态时，无明显的颜色变化，所以不易判断母材金属温度，施焊时常会因温度过高无法察觉而导至烧穿。
【摘要】
铝及铝合金材料密度低,强度高,热电导率高,耐腐蚀能力强,具有良好的物理特性和力学性能,因而广泛应用于工业产品的焊接结构上。铝合金在车辆部件中的应用情况、发展趋向及其在组焊中存在很多问题。对铝合金及其异种金属焊接接头进行了焊接性试验研究结果表明，其焊接接头有满意的力学性能、抗裂性及抗应力腐蚀性能，适合用于制造轻轨车辆，航空航天领域的广泛应用。
【关键字】
铝合金焊接性气孔 热裂纹等强性
【正文】
虽然已经应用铝及其合金焊成许多重要产品，但实际上并不是没有困难，主要的问题有：焊缝中的气孔、焊接热裂纹、接头“等强性”等
铝合金焊接中的气孔
氢是铝及其合金熔焊时产生气孔的主要原因,已为实践所证明。弧柱气氛中的水分、焊接材料以及母材所吸附的水分都是焊缝气孔中氢的重要来源。其中，焊丝及母材表面氧化膜的吸附水份，对焊缝气孔的产生，常常占有突出的地位。
1.1 弧柱气氛中水分的影响
弧柱空间总是或多或少存在一定数量的水分，尤其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，溶入过热的熔融金属中，可成为焊缝气孔的主要原因。这时所形成的气孔，具有白亮内壁的特征。
1.2 氧化膜中水分对气孔的影响
在正常的焊接条件下，焊丝或工件的氧化膜中所吸附的水分将是生成焊缝气孔的主要原因。而氧化膜不致密、吸水性强的铝合金，主要是Al-Mg合金，要比氧化膜致密的纯铝具有更大的气孔倾向。因为Al-Mg合金的氧化膜中含有不致密的MgO，焊接时，在熔透不足的情况下，母材坡口端部未除净的氧化膜中所吸附的水分，常常是产生焊缝气孔的主要原因。
1. 3 减少焊缝气孔的途径
避免熔池吸氢是消除或减少焊接气孔的有效方法。为防止焊缝气孔，可从两方面着手:第一，限制氢溶入熔融金属，或者是减少氢的来源，或者减少氢同熔融金属作用的时间；第二，尽量促使气孔自熔池逸出。为了在熔池凝固之前使氢以气泡形式及时排出，这就要改善冷却条件以增加氢的逸出时间Hidetoshi Fujii等在失重条件下进行焊接试验，发现气孔明显较重力下多。
（1）减少氢的来源
所有使用的焊接材料(包括保护气体、焊丝、焊条、焊剂等)要严格限制含水量，
使用前均需干燥处理。一般认为，氩气中的含水量小于0.08%时不易形成气孔。
（2）控制焊接工艺
焊接工艺参数的影响比较明显，但其影响规律并不是一个简单的关系，须进行具体分析。焊接工艺参数的影响主要可归结为对熔池在高温存在时间的影响，也就是对氢的溶入时间和氢的析出时间的影响。焊接时，焊接工艺参数的选择，一方面尽量采用小线能量以减少熔池存在时间，从而减少气氛中氢的溶入，同时又要能充分保证根部熔合，以利根部氧化膜上的气泡浮出。所以采用大的焊接电流配合较高的焊接速度是比较有利的。
2. 铝合金的焊接热裂纹
铝及其合金焊接时，焊缝金属和近缝区所发现的热裂纹主要是焊缝金属结晶裂纹，也可在近缝区见到液化裂纹。
2.1 铝合金焊接热裂纹的特点
铝合金属于典型的共晶型合金，最大裂纹倾向正好同合金的“最大”凝固温度区间相对应。但是由平衡状态图的概念得出的结论和实际情况是有较大出入的。因此，裂纹倾向最大时的合金组元均小于它在合金中的极限溶解度。这是由于焊接时的加热和冷却速度都很迅速，使合金来不及建立平衡状态，在不平衡的凝固条件下，相图中的固相线一般要向左下方移动，以致在较少的平均浓度下就出现共晶体，且共晶温度比平衡冷却过程将有所降低。至于近缝区的“液化裂纹”，同焊缝凝固裂纹一样，也是与晶间易熔共晶的存在有联系，但这种易熔共晶夹层并非晶间原已存在的，而是在不平衡的焊接加热条件下因偏析而熔化形成的，所以称为晶间“液化”。
2.2 防止焊接热裂纹的途径
对于液化裂纹目前还无行之有效的防止措施，一般的办法是减小近缝区过热。对于焊缝金属的结晶裂纹主要是通过合理选定焊缝的合金成分并配合适当的焊接工艺来进行控制。
（1）控制成分
从抗裂角度考虑，调整焊缝合金系统的着眼点在于控制适量的易熔共晶并缩小
结晶温度区间。由于现有铝合金均为共晶型合金，少量易熔共晶的存在总是增大凝固裂纹倾向，所以，一般都是使主要合金元素含量超过裂纹倾向最大时的合金成分，以便能产生愈合作用。
（2）在焊丝中添加变质剂
铝合金焊丝中几乎都有Ti、Zr、B、V等微量元素，一般都是作为变质剂加入的。不仅可以细化晶粒而改善塑性、韧性，并可显著提高抗裂性能。Ti、Zr、B、V、Ta等元素的共同特点是都能同铝形成一系列包晶反应生成细小的难熔质点，可成为液体金属凝固时的非自发凝固的晶核，从而可以产生细化晶粒的作用。
（3）合理选用焊接工艺参数
焊接工艺参数影响凝固过程的不平衡性和凝固的组织状态，也影响凝固过程中
的应变增长速度，因而影响裂纹的产生。热能集中的焊接方法，有利于快速进行焊接过程，可防止形成方向性强的粗大柱状晶，因而可以改善抗裂性【5】。减小焊接电流、降低拘束度、改善装配间隙对减小热裂倾向都是有利的。而焊接速度的提高，促使增大焊接接头的应变速度，而增大热裂的倾向。增大焊接速度和和焊接电流，都可促使增大裂纹倾向。
3. 焊接接头的等强性
时效强化铝合金，除了Al-Zn-Mg合金，无论是退火状态下还是时效状态下焊接，若焊后不经热处理，强度均低于母材。所有时效强化的铝合金，焊后不论是否经过时效处理，其接头塑性均未能达到母材的水平【1】。就焊缝而言，由于是铸造组织，即使在退火状态以及焊缝成分同母材基本一样的条件下，强度可能差别不大，但焊缝塑性一般都不如母材。若焊缝成分不同于母材，焊缝性能将主要决定于所用的焊接材料。为保证焊缝强度与塑性，固溶强化型合金系统要优于共晶型合金系统。一般说来，焊接线能量越大，焊缝性能下降的趋势也越大【1】。对于熔合区，在时效强化铝合金焊接时，除了晶粒粗化，还可能因晶界液化而产生显微裂纹。所以，熔合区的变化主要是恶化塑性。
总之，铝合金应为具有重量轻、抗腐蚀、易成型等优点；随着新型硬铝、超硬铝等材料的出现使得这类材料的性能不断提高，因而在航空、航天、高速列车、高速舰艇、汽车等工业制造领域得到了越来越广泛的应用。同时由于铝及其合金由于热膨胀系数大而引起的较大变形；易氧化焊接时需要用惰性气体保护；易产生气孔、热裂纹以及热影响区的软化、强度降低问题。为了解决以上问题搅拌摩擦焊作为一种新型的焊接方式逐渐在铝及其合金的焊接中广泛之用。深入的研究铝及其合金的焊接性是开发新型铝合金及解决其焊接问题的前提。
1、容易产生气孔，可以采用WE53低温焊条氩弧焊直接盖住表面气孔
2、焊接性非常差，强度差，焊接出来做破坏焊口成粉末状
3、焊接的过程中泛渣。
如果在焊接铸铝的过程中出现如上的这些问题可以用低温的WE53焊条采用传统的气修复，WE53是气焊和氩弧焊两用的材料，修复焊接的操作视频可以在网上搜索“WE53焊接操作视频学习”学习了解操作过程
2.铝的热导率和比热容比较高。焊接过程中，热量容易呗消耗掉，为了活得高质量焊接接头，应尽量采用能量集中、功率大的能源，也可采用预热工艺。
3.铝的线膨胀系数高，凝固时体积收缩率较大，焊件的变形和预力较大，所以焊接时要有相对措施预防。
4.铝对光、热反射能力强，固液转换时，没有明显色泽变化焊接判断难，易焊穿。
5.铝合金元素焊接时易蒸发，使焊缝性能下降。
