一、铝及铝合金的焊接特性

1. 氧化特性：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。焊接前应采用化学或机械方法进行严格表面清理，防止氧化。

2. 热导率与比热容：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。在焊接过程中，需要更多热量才能熔化金属，因此需采取能量集中、功率大的能源，或采用预热等工艺措施。

3. 线膨胀系数：铝及铝合金的线膨胀系数约为碳素钢和低合金钢的两倍。在焊接熔池凝固时，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。

4. 光、热反射能力：铝对光、热的反射能力较强，焊接操作判断难。高温铝强度很低，支撑熔池困难，容易焊穿。

5. 氢气孔：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。

6. 合金元素蒸发与烧损：合金元素易蒸发、烧损，使焊缝性能下降。

7. 母材强度：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；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。

二、焊接方法的选择

几乎各种焊接方法都可以用于焊接铝及铝合金，但不同焊接方法有其各自的应用场合。气焊和焊条电弧焊方法适用于对焊接质量要求不高的场合。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。

三、焊丝选择与清洗

1. 焊丝选择：焊丝的选择需考虑纯度、化学成分与母材的匹配度。对于异种铝材焊接，应选择耐腐蚀较高、强度高的母材对应的焊丝。

2. 焊丝清洗：焊前必须清洗铝焊丝和铝板表面上的油污、氧化膜等污物。清洗方法包括机械清理和化学清理。机械清理适用于尺寸较大、不易用化学方法清理的焊件。化学清理适用于板材、管子及铝丝，先放入氢氧化钠溶液中侵蚀，再置于硝酸溶液中进行光化处理。

四、保护气体与钨极

1. 保护气体：保护气体为氩气、氦气或其混合气。交流加高频TIG焊时，采用大于99.9%纯氩气。MIG焊时，根据板厚选择氩气或氩气中添加氦气。

2. 钨极：氩弧焊用的钨极材料有纯钨、钍钨、铈钨、锆钨四种。其中，铈钨极电子逸出功低，化学稳定性高，允许电流密度大，是目前普遍采用的电极。

五、总结

结合公司产品发展方向及铝合金焊接的主流发展趋势，建议采用双脉冲熔化极气体保护焊，焊接质量好、生产效率高；保护气体采用大于99.9%纯氩气；再按产品材质选取合适的铝合金盘丝（焊丝），焊前焊丝、工件坡口及坡口两侧各50mm范围应用丙酮去除油污，用Φ0.2mm左右的不锈钢丝刷（轮）清理表面氧化膜，经清理的焊丝和焊件焊前严禁沾污，如超过4h未焊，应重新清理。

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