铝合金为什么不能焊接

铝合金是可以焊接的。

常见的铝合金焊接方法有两种，一个是氩弧焊，一个是MIG焊。 氩弧焊铝合金用交流电源，碳钢用直流电源。 MIG焊是用氩气保护，熔化极气保焊接铝合金，对焊机要求也高。而碳钢用熔化极气保焊，二氧化碳做保护，或者别的混合气体，对焊机要求不是很高。

相较其它金属，铝合金难于焊接的原因如下：

1、铝及铝合金的熔点只有六百多度，焊接时极易烧熔而出现烧穿和过烧等缺陷。

2、一般铝合金均不耐高温，膨胀系数大，容易产生焊接变形，焊接裂纹倾向也很明显，而且越薄的铝合金板材越难焊接，容易焊穿。

3、铝合金焊接中极易产生气孔，由于在熔池中的氢不能在焊缝成型之前排出就导致了焊缝中存在气孔。

4、铝合金表面直接暴露在空气中特别容易在表面产生一层难熔的氧化模（成分为三氧化二铝），这层氧化模的熔点高达 2050 度，因此在进行钨极氩弧焊时会产生氧化模 打不透无法焊接等情况。焊前需将铝材清洗干净，清除表面氧化皮。

相较其它金属，铝合金难于焊接的原因如下：

1.铝及铝合金的熔点只有六百多度，焊接时极易烧熔而出现烧穿和过烧等缺陷；

2.一般铝合金均不耐高温，膨胀系数大，容易产生焊接变形，焊接裂纹倾向也很明显，而且越薄的铝合金板材越难焊接，容易焊穿。

3.铝合金焊接中极易产生气孔，由于在熔池中的氢不能在焊缝成型之前排出就导致了焊缝中存在气孔。

4.铝合金表面直接暴露在空气中特别容易在表面产生一层难熔的氧化模（成分为三氧化二铝），这层氧化模的熔点高达 2050 度，因此在进行钨极氩弧焊时会产生氧化模 打不透无法焊接等情况。焊前需将铝材清洗干净，清除表面氧化皮。

在进行焊接时，只要采用合适措施进行处理后，就能实现焊接。

1、焊点质量不稳定。

（1）喷溅与飞溅。

与低碳钢相比，铝合金具有很好的导电、导热性能，其电阻率仅为钢的三分之一，而导热率却为钢的2-4倍。所以为获得合格的焊点，在相同的条件下铝合金就需要更大的焊接电流以获得足够热量。铝元素非常活泼，在铝合金材料表面非常容易形成氧化膜，这层氧化膜组织致密，熔点极高，导电性能极差，这就使得接触电阻比较大。在规定焊接条件下，接触面上产生较多的热量；另一方面，铝合金材料熔点低，加热熔化时的塑性温度区间窄，所以很容易在工件间接触面上造成喷溅，在电极-工件间造成飞溅。喷溅和飞溅的产生会带走部分热量和熔化金属，影响了熔核直径的大小，对焊质量极为不利。

（2）焊点表面质量差。

铝合金容易形成低熔点（547℃）共晶物，这种低熔点共晶物的电阻率比较大。铝合金工件较大的热导率及接触面上较大的热量产生使得电极-工件接触面上产生局部熔化并发生共晶反应，以致出现电极与工件的粘连，影响了焊点的表面质量。电极与工件的粘连破坏了电极表面的连续性，进而恶化了后续焊点焊接时电极与工件间的接触状态，使电极-工件间的接触由起始连续接触变为不连续接触。在规定焊接条件下，这种不连续接触将加剧飞溅、局部熔化及粘连的产生，对焊点的表面质量更为不利。

（3）熔核尺寸波动大。

电极-工件表面上的局部熔化、飞溅及电极与工件的粘连，破坏了电极表面的连续性；并且在连续点焊过程中电极表面的不连续性具有较强的随机性，这使得电极-工件间的接触状态不稳定。另外，点焊过程又受工件表面状态、电极压力、焊接电流等因素的影响。铝合金点焊对以上各因素的变化非常敏感，因此连续点焊中熔核尺寸波动较大。

（4）熔核内部易产生缺陷。

与弧焊相比，铝合金在点焊时金属的熔化量较少，其导热系数比较大，故而熔核的冷却速度非常快；另一方面，由于铝合金是非导磁材料，液态熔核区的流动速度非常小，熔核在凝固时极易形成缩孔、气孔。虽然这些缺陷对接头强度影响不大，但对接头的疲劳性能却有显著影响。

2、电极烧损严重，使用寿命短。

由于电极-工件间的接触电阻较大，铝合金工件的导热率也较大，而铝合金点焊又是采用规定条件进行焊接，所以电极-工件间接触面上的温度较高，且铝与铜之间存在着强烈的合金化倾向，以上情况导致铝合金点焊时铜电极的烧损严重。铜铝合金化反应生成合金层的主要成分为CuAl2

金属间化合物，其电阻率为铜的5倍左右。由于该合金层粘附在电极表面，在后续焊点的焊接过程中，合金层的存在增大了电极-工件间的接触电阻，即增加电极-工件间的产热量。在连续点焊过程中，电极表面不连续程度的增加也加剧了电极-工件间局部熔化和飞溅的产生，同时也加剧了铜铝合金化反应的程度。上述因素使得铝合金点焊时电极的烧损速度增加，使用寿命缩短。

能焊接铝合金。

氩弧焊主要应用于铝及铝合金、铜及铜合金、镁及镁合金、钛及钛合金、高温合金等焊接，在许多重要的工业部门都有广泛的应用。

由于在高温熔融焊接中不断送上氩气，使焊材不能和空气中的氧气接触，从而防止了焊材的氧化，因此可以焊接不锈钢、铁类五金金属。

氩弧焊技术是在普通电弧焊的原理的基础上，利用氩气对金属焊材的保护，通过高电流使焊材在被焊基材上融化成液态形成熔池，使被焊金属和焊材达到冶金结合的一种焊接技术。

注意事项：

1、使用焊炬必须先检查吸射性能和气密性，焊炬的各连接部位、气体能道及调节阀等处，不得沾有油脂。

2、焊炬点火时，应先开乙炔阀点燃，后开氧气阀调节火焰；关火时，应先关乙炔，后关氧气。停止使用时，严禁将焊炬、胶管和气源做永久性连接。

3、使用割炬时，应清理干净工作表面的漆皮、锈层等，而且不能在水泥地上作业，以防锈水和水泥遇高温爆溅伤人。

参考资料来源：百度百科——气保焊

铝及铝合金的焊接工艺

铝及铝合金的焊接特点

(1)铝在空气中及焊接时极易氧化，生成的氧化铝（Al2O3）熔点高、非常稳定，不易去除。阻碍母材的熔化和熔合，氧化膜的比重大，不易浮出表面，易生成夹渣、未熔合、未焊透等缺欠。铝材的表面氧化膜和吸附大量的水分，易使焊缝产生气孔。焊接前应采用化学或机械方法进行严格表面清理，清除其表面氧化膜。在焊接过程加强保护，防止其氧化。钨极氩弧焊时，选用交流电源，通过“阴极清理”作用，去除氧化膜。气焊时，采用去除氧化膜的焊剂。在厚板焊接时，可加大焊接热量，例如，氦弧热量大，利用氦气或氩氦混合气体保护，或者采用大规范的熔化极气体保护焊，在直流正接情况下，可不需要“阴极清理”。

（2）铝及铝合金的热导率和比热容均约为碳素钢和低合金钢的两倍多。铝的热导率则是奥氏体不锈钢的十几倍。在焊接过程中，大量的热量能被迅速传导到基体金属内部，因而焊接铝及铝合金时，能量除消耗于熔化金属熔池外，还要有更多的热量无谓消耗于金属其他部位，这种无用能量的消耗要比钢的焊接更为显著，为了获得高质量的焊接接头，应当尽量采用能量集中、功率大的能源，有时也可采用预热等工艺措施。

（3）铝及铝合金的线膨胀系数约为碳素钢和低合金钢的两倍。铝凝固时的体积收缩率较大，焊件的变形和应力较大，因此，需采取预防焊接变形的措施。铝焊接熔池凝固时容易产生缩孔、缩松、热裂纹及较高的内应力。生产中可采用调整焊丝成分与焊接工艺的措施防止热裂纹的产生。在耐蚀性允许的情况下，可采用铝硅合金焊丝焊接除铝镁合金之外的铝合金。在铝硅合金中含硅0.5％时热裂倾向较大，随着硅含量增加，合金结晶温度范围变小，流动性显著提高，收缩率下降，热裂倾向也相应减小。根据生产经验，当含硅5％～6％时可不产生热裂，因而采用SAlSi条(硅含量4．5％～6％)焊丝会有更好的抗裂性。

（4）铝对光、热的反射能力较强，固、液转态时，没有明显的色泽变化，焊接操作时判断难。高温铝强度很低，支撑熔池困难，容易焊穿。

（5）铝及铝合金在液态能溶解大量的氢，固态几乎不溶解氢。在焊接熔池凝固和快速冷却的过程中，氢来不及溢出，极易形成氢气孔。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，都是焊缝中氢气的重要来源。因此，对氢的来源要严格控制，以防止气孔的形成。

（6）合金元素易蒸发、烧损，使焊缝性能下降。

（7）母材基体金属如为变形强化或固溶时效强化时，焊接热会使热影响区的强度下降。

（8） 铝为面心立方晶格，没有同素异构体，加热与冷却过程中没有相变，焊缝晶粒易粗大，不能通过相变来细化晶粒。

2. 焊接方法

几乎各种焊接方法都可以用于焊接铝及铝合金，但是铝及铝合金对各种焊接方法的适应性不同，各种焊接方法有其各自的应用场合。气焊和焊条电弧焊方法，设备简单、操作方便。气焊可用于对焊接质量要求不高的铝薄板及铸件的补焊。焊条电弧焊可用于铝合金铸件的补焊。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。铝及铝合金厚板可采用钨极氦弧焊、氩氦混合钨极气体保护焊、熔化极气体保护焊、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）

3.焊接材料

焊丝

铝及铝合金焊丝的选用除考虑良好的焊接工艺性能外，按容器要求应使对接接头的抗拉强度、塑性(通过弯曲试验)达到规定要求，对含镁量超过3％的铝镁合金应满足冲击韧性的要求，对有耐蚀要求的容器，焊接接头的耐蚀性还应达到或接近母材的水平。因而焊丝的选用主要按照下列原则：

1）纯铝焊丝的纯度一般不低于母材；

2）铝合金焊丝的化学成分一般与母材相应或相近；

3）铝合金焊丝中的耐蚀元素(镁、锰、硅等)的含量一般不低于母材；

4）异种铝材焊接时应按耐蚀较高、强度高的母材选择焊丝；

5）不要求耐蚀性的高强度铝合金(热处理强化铝合金)可采用异种成分的焊丝，如抗裂性好的铝硅合金焊丝SAlSi一1等(注意强度可能低于母材)。

1、钨极氩弧焊

钨极氩弧焊法主要用于铝合金，是一种较好的焊接方法，不过钨极氩弧焊设备较复杂，不合适在露天条件下操作。

2、电阻点焊、缝焊

这种焊接方法可以用来焊接厚度在5mm以下的铝合金薄板。但是在焊接时用的设备比较复杂，焊接电流大、生产率较高，特别适用于大批量生产的零、部件。

3、脉冲氩弧焊

脉冲氩弧焊可以很好的改善在焊接过程中的稳定性可以调节参数来控制电弧功率和焊缝成形。焊件变形小、热影响区小，特别适用于薄板、全位置焊接等场合以及对热敏感性强的锻铝、硬铝、超硬铝等的焊接。

4、搅拌摩擦焊

搅拌摩擦焊首先并主要在铝合金、镁合金等轻金属结构领域得到越来越广泛的应用，此方法的最大特点就是焊接温度低于材料熔点，可避免由熔焊所带来的裂纹、气孔等缺陷。