鋁及鋁合金材料密度低，強（qiáng）度高，熱電導率高，耐腐（fǔ）蝕能力強，具有（yǒu）良好的物理特性（xìng）和力學性能，因而廣泛應用於工業產品的焊接結構上。長期以來（lái），由於焊接方法及（jí）焊接工藝參數的（de）選取（qǔ）不當，造成鋁（lǚ）合金零件（jiàn）焊接後因應力過於集中產生嚴重變形，或因為（wéi）焊縫氣孔、夾渣、未焊透等缺陷，導致焊縫金屬裂（liè）紋（wén）或（huò）材（cái）質（zhì）疏鬆（sōng），嚴重影響了產品質量及性能。
1 鋁合金材料特點
鋁是銀白色的輕金屬，具（jù）有良好的塑性、較高的導電性和導熱性，同時還具有抗氧化和抗腐蝕的（de）能（néng）力。鋁極易氧化產生三氧化二鋁薄膜，在焊縫中容易產生夾雜（zá）物，從而破壞（huài）金屬的連續性（xìng）和均勻性，降（jiàng）低其機械（xiè）性能（néng）和耐腐蝕性能。常見鋁合（hé）金母材和（hé）焊絲的化學成分及機械性能見表1。
2 鋁合金材料的焊接難點
（1）極易氧（yǎng）化。在空氣中，鋁容易同氧化合，生成（chéng）致密（mì）的三（sān）氧化二（èr）鋁薄膜（厚度約（yuē）0．1－0．2μm），熔點（diǎn）高（約（yuē）2050℃），遠遠超過鋁及鋁合（hé）金的熔點（約600℃左右）。氧化鋁的密度3．95－4．10g/cm3，約為鋁的1．4倍，氧化鋁薄膜的表（biǎo）麵易吸附水分，焊接時，它阻礙基本金屬的熔合，極易（yì）形成氣（qì）孔、夾渣、未熔合等缺陷，引起焊縫性能下降。
（2）易產生氣孔（kǒng）。鋁和鋁合金焊接時產生氣（qì）孔的主要原因是氫，由於液（yè）態（tài）鋁可溶解大量的氫，而固態鋁幾（jǐ）乎不溶解氫，因此當熔池溫度快速冷卻與凝固時，氫來不（bú）及逸出，容易在焊縫中聚集（jí）形成氣孔。氫氣孔目前難於完全避免，氫的來源很多，有電弧焊氣氛（fēn）中的氫，鋁板、焊（hàn）絲表麵吸附空氣中（zhōng）的水分等。實踐證（zhèng）明，即使（shǐ）氬氣按GB/T4842標準要求，純度（dù）達到99．99% 以上，但當（dāng）水分含（hán）量達到20ppm時，也會出現大量的致密氣孔，當空氣（qì）相對濕度超過80%時，焊縫就會明顯出現氣孔。
（3）焊縫變形和形成（chéng）裂紋傾向大。鋁的線膨脹係數和結晶收縮率約比鋼大兩倍，易產生較大的焊接變形的內應力，對剛性較大（dà）的結構將促使熱裂紋的產生。
（4）鋁（lǚ）的導熱係數（shù）大（純（chún）鋁0．538卡/Cm．s．℃）。約為鋼的4倍，因此，焊接鋁和鋁合金時，比焊鋼要消耗（hào）更多（duō）的熱量。
（5）合（hé）金元素的蒸發的燒損（sǔn）。鋁合金中含（hán）有低沸點的元素（如鎂、鋅、錳（měng）等（děng）），在高溫電弧作用（yòng）下，極易蒸發燒損，從而改變焊縫（féng）金屬的化學（xué）成（chéng）分，使焊縫性能下降。
（6）高溫強度和塑性低。高溫時（shí）鋁的強度和塑性很低，破壞了焊縫金屬的成形，有時還容易造成焊縫金屬塌落和（hé）焊穿現象。
（7）無色彩變化。鋁及鋁合金（jīn）從固態轉為液態時（shí），無明顯的顏色變化，使操作者難以掌握加熱溫度。
3 鋁合金材料焊接的工藝方法
（1）焊前準（zhǔn）備
采用化學或機械方法，嚴格清理焊縫坡口兩側的表麵氧化膜。
化學清洗是使用堿或酸清洗工件（jiàn）表麵，該法既（jì）可去（qù）除氧化膜，還可除油汙，具體工藝過程如（rú）下：體（tǐ）積分數為6%～10%的（de）氫氧化鈉溶液，在70℃左（zuǒ）右浸泡0．5min→水洗→體積分數為15%的硝酸在常溫下浸泡1min進行中和處理→水洗→溫水洗→幹燥。洗好後的鋁合金表麵為無（wú）光澤的銀白色。
機械清理可采用風動或電（diàn）動銑刀，還可采用刮刀、銼刀等工具，對於較薄的氧化膜也可用0．25mm的銅絲刷打磨清除氧（yǎng）化膜。
清理好後立即施焊，如果放置時間超過4h，應重新清理。
（2）確定（dìng）裝配（pèi）間隙及（jí）定位焊間距
施焊過程中，鋁板受熱（rè）膨脹，致使（shǐ）焊縫坡口間隙減少，焊前裝配間隙如果（guǒ）留得太小，焊（hàn）接過（guò）程中就會引起兩板的坡口重疊，增加焊後板麵不平度和變形量；相反（fǎn），裝配間隙過大，則（zé）施焊困難（nán），並有燒（shāo）穿的（de）可能。合適的定位焊間（jiān）距能（néng）保證所需的（de）定位（wèi）焊間隙，因此，選擇合適的裝配間隙及定位焊間距，是減少變形的一項有效措施。根據經驗，不同板（bǎn）厚對接縫較合理的裝配工藝（yì）參（cān）數如表2。
（3）選擇焊接設備
目前市場上焊接產品（pǐn）種（zhǒng）類較多，一般情況下宜采用交流鎢極氬弧焊（即TIG焊）。它（tā）是在氬氣的保護下，利用（yòng）鎢（wū）電極與（yǔ）工件問產生（shēng）的電弧熱熔化母材和填充（chōng）焊絲的一種焊接方法。該焊（hàn）機工作時，由於交流（liú）電流的極（jí）性（xìng）是在周期性的變換，在（zài）每個周期裏半波為（wéi）直流正接，半波為直流反接。正接的半波期間鎢極可以發射足夠的電子而又不致於過熱，有利於電弧的穩定。反接的半波期間工件表（biǎo）麵生成（chéng）的氧化膜很容易被清理（lǐ）掉而獲得表麵光亮美觀、成形良好的焊縫。
（4）選擇焊絲
一般選用301純（chún）鋁焊絲及311鋁矽焊絲。
（5）選取焊接方法和參數
一（yī）般以左焊法進行，焊炬和工件成60°角。焊接厚度（dù）15mm以上時，以右（yòu）焊法進行（háng），焊炬和工件成90°角。
焊接壁厚在3mm以上時，開V形坡口，夾角為60°～70°，間隙不得大於1mm，以（yǐ）多層焊完成。壁厚在1．5mm以下時，不開坡口，不留間隙，不加填充絲。焊固定管子對接接頭時，當管徑為200mm，壁厚為6mm時，應采用直徑為3～4mm的鎢極，以220～240A的焊接電流，直徑為4mm的填充焊絲，以1～2層焊完。
根據經驗（yàn），在鋁及鋁合金焊接時（shí），其適用的焊接參數（shù）如表3所示。
