一、鋁合金材料種類性能及其用途 

　　（一）工業(yè)純鋁；工業(yè)純鋁就是指鋁的含量接近的材料，這種材料因?yàn)槌穗s質(zhì)外沒有其他任何金屬，非常穩(wěn)定，但是他的金屬性能非常差，強(qiáng)度低，硬度低。但是，其有一些合金材料沒有的特點(diǎn)，比如電阻小，導(dǎo)電率高；切削性好，加工性高還有導(dǎo)熱性好。因此，工業(yè)純鋁用來做導(dǎo)電材料，導(dǎo)熱材料和化工設(shè)備。（二）Al-Cu 系合金。這種材料的運(yùn)用就比純鋁要廣泛了，因?yàn)樗膹?qiáng)度比較高，因?yàn)?，這種材料里面除了添加銅之外，還添加了少量的Mn、Mg 等材料。當(dāng)然其也有缺點(diǎn)，他的耐腐蝕度幾乎達(dá)不到工業(yè)使用的要求，而且，這種材料的可焊接性比較差，所以這種材料一般都采用鉚接結(jié)構(gòu)。（三）Al-Mn 系合金。Al-Mn系合金是一種用特殊的非高溫的方法獲得的材料；因?yàn)槭欠菬崽幚矸绞降玫降暮辖?，其組織晶體沒太大的改變，所以，其無論是導(dǎo)電性還是抗腐蝕性都跟純鋁相差無幾，而且強(qiáng)度比純鋁高，所以這種鋁合金材料在工業(yè)上極為常見。Al-Mn 系合金其Mn的含量非常少只有1.5%左右。（四）Al-Si 系合金。這種鋁合金的結(jié)晶溫度的范圍比較大且其熔點(diǎn)比較低，而且，熔點(diǎn)會(huì)變化，隨著含Si量的增加會(huì)降低熔點(diǎn)，所以，其比較容易鑄造和焊接。正是因?yàn)槠溆胁灰桩a(chǎn)生熱裂紋的特性，故可以用來作為添加材料，添加在可熱處理強(qiáng)化合金中使用。（五）Al-Mg 系合金。這種鋁合金材料中的 Mg主要用作增加合金的拉伸強(qiáng)度，其拉伸強(qiáng)度不一樣的原因就是Mg的含量不一樣，這種材料一般情況下用來作來為焊接材料的結(jié)構(gòu)件。 

　　二、鋁合金材料的焊接特性分析 

　?。ㄒ唬崦浝淇s方面。鋁材料的收縮性非常高，高能達(dá)到百分之七，同樣鋁合金的收縮率平均也達(dá)到百分之五；當(dāng)然，其膨脹率也比一般其他金屬高了很多，更甚至是銅的200%左右，所以溫度對(duì)鋁的體積影響相當(dāng)大，而鋁合金的主要成分就是鋁，雖然加入的合金能改善這種特性，但是，鋁合金材料的熱脹冷縮性能也還是要比其他一般的金屬材料要強(qiáng)不少。在鋁合金材料的焊接過程中，結(jié)晶鋁合金材料會(huì)時(shí)常發(fā)生裂紋現(xiàn)象，焊接變形也是十分正常的現(xiàn)象。（二）熱容量及融化溫度。在焊接加工工藝上有兩個(gè)特性要特別注意的，那就是鋁合金的低熔點(diǎn)和較高熱容量。先說第一個(gè)，低熔點(diǎn)。鋁合金的熔點(diǎn)溫度會(huì)隨著其他金屬的加入而變化，但不會(huì)太大，純鋁的熔點(diǎn)是六百攝氏度左右，所以鋁合金的熔點(diǎn)一般也在六百攝氏度左右，還是跟銅比，鋁合金的熔點(diǎn)就要比銅低太多了。這就是第一個(gè)特性，熔點(diǎn)低。再說第二個(gè)，熱容量高。熱容量就是想使其融化單位體積需要的熱量值，而鋁的熱容量比一般金屬又要高，所以想要熔化鋁需要較長時(shí)間的加溫，這就是鋁合金的第二個(gè)特性，熱容量高。（三）與氧氣易反應(yīng)。鋁長時(shí)間暴露在空氣中會(huì)被氧化，在表面上生成一種氧化膜，而鋁合金也會(huì)，這層氧化鋁因?yàn)橛械恼掣侥芰?，所以，可以保證內(nèi)部的鋁合金不會(huì)被氧化，但是這層氧化膜還具體有耐高溫的特點(diǎn)，會(huì)嚴(yán)重影響到鋁合金的焊接結(jié)合的性能，這是鋁的化學(xué)性質(zhì)所導(dǎo)致，所以只能在焊接前對(duì)這層氧化鋁進(jìn)行處理后再進(jìn)行焊接，才能保證鋁合金的焊接正常。（四）焊接熱量使局部性能改變。因?yàn)殇X合金的熱容量比較高，所以焊接的時(shí)候會(huì)提供更多的熱量讓鋁熔化，但是，過多的熱量就會(huì)相當(dāng)于一次熱處理，改變材料的性能，熱量約多，同樣的影響越大。所以，不可避免的焊接部分的性能會(huì)跟其他地方的不太一樣，而這需要在設(shè)計(jì)產(chǎn)品的時(shí)候需注意，不能讓焊接帶來的性能改變影響到產(chǎn)品的性能。 

　　三、鋁合金材料焊接的主要問題 gf86892

　　綜上所述，鋁合金的焊接會(huì)并不簡單，焊接過程中會(huì)出現(xiàn)一些問題，這里歸納了幾個(gè)比較主要的問題。 

　　（一）焊縫出現(xiàn)裂紋。前面說過，焊縫出現(xiàn)裂紋是很正常的，同時(shí)也是常見的缺陷的一種，而鋁合金的結(jié)晶溫度比較寬，讓出現(xiàn)這種問題的概率增大了。有實(shí)驗(yàn)證明含鐵量的多少直接影響出現(xiàn)焊接裂紋的概率，含鐵量在百分之六以下的鋁合金焊接時(shí)基本不會(huì)出現(xiàn)裂紋。所以，材料才是焊接裂紋的大影響因素。純鋁的膨脹系數(shù)比較大，這是一個(gè)開裂的重要原因，而主要原因這是焊接的鋁合金成分不同。 

　　（二）焊接結(jié)晶組織的出現(xiàn)。在焊接過程中，高溫會(huì)使得結(jié)晶組織發(fā)生變化從而開裂，這也是一個(gè)非常常見的問題。 

　　（三）氣孔的產(chǎn)生。氣孔可以說是各種焊接共同的缺陷，出現(xiàn)的十分廣泛。鋁合金也是其中一種。氣孔的來源是氫氣，而氫氣大多來自水，無論是焊接合金絲上的水分，鋁合金板材上未處理干凈的氧化膜上面的水分，氬氣中的水，空氣中混入的水，催化劑里的水都會(huì)形成水蒸氣，和鋁液反應(yīng)，生成三氧化二鋁，氫氣就被置換出來了，堆積形成氣泡，還未施放出來，鋁就凝固了。 

　?。ㄋ模┪春竿富蛭慈酆?。焊接電流過低這個(gè)是導(dǎo)致產(chǎn)品未被焊透的可能的原因，當(dāng)然解決方法很簡單，只需要調(diào)整合適的電流即可，其他的原因，比如氧化膜未被除盡再比如鋁合金未被真正的熔化之類的都會(huì)導(dǎo)致未焊透或未熔合。而在填角的焊接工作中，則可能因?yàn)楸惶钸M(jìn)去的金屬焊邊沒有被溶透所導(dǎo)致的。 

　?。ㄎ澹A渣。在焊接過程中，因焊接環(huán)境，使得焊接時(shí)有些其他金屬或非金屬物質(zhì)進(jìn)入焊縫這種焊接缺陷是夾渣。如果用氣焊進(jìn)行加工的話，主要可能是因?yàn)楸砻娴难趸X沒能清楚干凈而產(chǎn)生的夾渣，及焊藥的夾渣。如果是用TIG焊加工的話，氧化鋁的夾渣和鎢極電流的密度過大，產(chǎn)生高溫，讓鎢極熔化了或者是鎢極和熔池還有鎢極和焊絲之間的接觸，發(fā)生斷裂，鎢極掉入熔池后形成夾渣。如果用的是MIG焊來進(jìn)行加工的話可能是因?yàn)檠趸X未清除干凈所導(dǎo)致的夾渣和被導(dǎo)電嘴澆溶的銅溶液進(jìn)入熔池產(chǎn)生的夾渣。 

　　四、鋁合金焊接缺陷的預(yù)防措施 

　?。ㄒ唬╀X合金板和焊絲的基本的成分要控制好。 

　?。ǘ┘尤牒线m的催化劑，催化劑要保持干燥。 

　?。ㄈ┻x用焊接方法的時(shí)候，盡可能的用加熱集中的方法，電流要大，焊速要高。 

　　（四）焊接時(shí)如需要降低剛性，在焊接時(shí)可以用，分段焊接、預(yù)熱或者減緩焊接速度。 

　?。ㄎ澹┍苊庥檬纸宇^，好采用開坡口和留小間隙的方法。 

　　（六）如果焊接介紹或中斷時(shí)，應(yīng)及時(shí)平坑，再移去熱源。 

　?。ㄆ撸┍M可能的減少氫氣的進(jìn)入，選擇正確的焊絲、催化劑，催化劑、焊條，應(yīng)該經(jīng)過除水措施。 

　?。ò耍┖侠淼闹贫ê附拥墓に?。 

　　五、合金元素在焊接過程中的蒸發(fā) 

　　Mg是保證焊縫是否結(jié)實(shí)的重要因素，所以，在焊接中Mg元素的含量也是一個(gè)非常值得注意的問題。首先看看Mg元素能否被蒸發(fā)。在鋁合金的焊接過程里，如果使用激光焊接或者其他高溫焊接時(shí)，溫度可能會(huì)達(dá)到兩千度左右，而Mg的沸點(diǎn)（大約1107度）低于Al（大約2450度）；而且Al的熔點(diǎn)（大約660度）與Mg的沸點(diǎn)僅僅相差447度，所以，加工的時(shí)候，Mg蒸發(fā)的條件。Mg是焊縫強(qiáng)度的一個(gè)重要的保證，所以焊接時(shí)要注意Mg蒸發(fā)的量。有相關(guān)研究實(shí)驗(yàn)表明，Mg含量約高的鋁合金蒸發(fā)率也就越高。當(dāng)然在合金Mg被蒸發(fā)的同時(shí)一些Al也在被蒸發(fā)，如果焊接的時(shí)間過長，被蒸發(fā)的金屬變多，那么焊接的表面就會(huì)下凹，所以應(yīng)該在焊接前充分考慮添加金屬，保證平滑。被蒸發(fā)的這一缺陷沒法克服，只能通過控制焊接時(shí)的溫度，選擇合適的速度，增添補(bǔ)充量來避免因元素蒸發(fā)帶來的產(chǎn)品缺陷。