焊接方法
鋁合金材料,強度高和質(zhì)量輕。主要焊接工藝為鎢極氬弧焊TIG、氣體保護焊MIG、攪拌摩擦焊FSW、電阻點焊等。
鋁合金焊接保護措施
1、焊前用化學+機械的方法工件坡口及周圍部分和焊絲表面的氧化物，順序是先化學清洗，后機械打磨；
2、焊接過程中要采用合格的保護氣體進行保護；
3、在氣焊時，采用熔劑，在焊接過程中不斷用焊絲挑破熔池表面的氧化膜。
焊接難點
（1）極易氧化。在空氣中，鋁容易同氧化合，生成致密的三氧化二鋁薄膜（厚度約0．1－0．2μm），熔點高（約2050℃），遠遠超過鋁及鋁合金的熔點（約600℃左右）。氧化鋁的密度3．95－4．10g/cm3，約為鋁的1．4倍，氧化鋁薄膜的表面易吸附水分，焊接時，它阻礙基本金屬的熔合，極易形成氣孔、夾渣、未熔合等缺陷，引起焊縫性能下降。
（2）易產(chǎn)生氣孔。鋁和鋁合金焊接時產(chǎn)生氣孔的主要原因是氫，由于液態(tài)鋁可溶解大量的氫，而固態(tài)鋁幾乎不溶解氫，因此當熔池溫度快速冷卻與凝固時，氫來不及逸出，容易在焊縫中聚集形成氣孔。氫氣孔難于完全避免，氫的來源很多，有電弧焊氣氛中的氫，鋁板、焊絲表面氧化膜吸附空氣中的水分等。實踐證明，即使氬氣按GB/T4842標準要求，純度達到99．99% 以上，但當水分含量達到20ppm時，也會出現(xiàn)大量的致密氣孔，當空氣相對濕度超過80%時，如果不采取加熱等措施，焊縫就會明顯出現(xiàn)氣孔。同時，采用小電流慢速焊，加大焊縫冷卻時間，并利用焊絲電弧進行熔池攪動，可以較好的幫助氣體排出熔池。
（3）焊縫變形和形成裂紋傾向大。鋁的線膨脹系數(shù)和結(jié)晶收縮率約比鋼大兩倍，易產(chǎn)生較大的焊接變形的內(nèi)應(yīng)力，對剛性較大的結(jié)構(gòu)將促使熱裂紋的產(chǎn)生。
（4）鋁的導熱系數(shù)大（純鋁0．538卡/Cm．s．℃）。約為鋼的4倍，因此，焊接鋁和鋁合金時，比焊鋼要消耗更多的熱量。
（5）合金元素的蒸發(fā)的燒損。鋁合金中含有低沸點的元素（如鎂、鋅、錳等），在高溫電弧作用下，極易蒸發(fā)燒損，從而改變焊縫金屬的化學成分，使焊縫性能下降。
（6）高溫強度和塑性低。高溫時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焊穿現(xiàn)象。
（7）無色彩變化。鋁及鋁合金從固態(tài)轉(zhuǎn)為液態(tài)時，無明顯的顏色變化，使操作者難以掌握加熱溫度。

氫氣是很容易被熔化的鋁吸附的。不幸的是，在熔化的鋁合金中，氫氣的溶解度基本上大于其在固體鋁中的溶解度。當鋁合金凝固時，氫氣從熔液中排出，收縮孔隙度擴大并放大，同時伴隨著力學性能的喪失。氫氣一般源自濕爐料和潮濕的熔化工具，但主要的氫氣源是環(huán)境中的濕氣。因為熔煉時幾乎難以防止氫氣的吸附，所以澆注前必須從熔液中除去氫氣。常使用的方法是向熔液中鼓入干燥的氮氣或氬氣泡。使用 除去氫氣是格外有效的。然而，由于環(huán)境和原因常排除它在生產(chǎn)中使用。
過去已利用減壓測試法測量出溶解在熔液中的氫氣量，其過程是將熔化鋁的試樣注入鋼杯中，并讓它在真空腔中凝固。觀察凝固過程發(fā)現(xiàn)，在凝固過程中氣泡變化的程度指示了存在的氫氣量。同時使用凝固后的試樣切片可以檢查形成氣泡的大小。遺憾的是，這些方法并不，而且受到熔體中作為氫氣泡晶核存在的氧化物顆粒的影響很大。測試溶解氫氣的更好方法是使用專門設(shè)計的利用液體萃取技術(shù)顯示氫氣的儀器。
鋁在熔液表面瞬時形成非常穩(wěn)定的氧化物。氧化的速度隨著溫度的升高和某些合金元素(如鎂和鈹)的存在而增加。而如果鋁熔液表面沒有受到于擾，那么在其表面形成的氧化物膜是自我限制的，任何紊流都會將氧化物膜攪和到大部分的熔液中，并產(chǎn)生新鮮的表面以有利于更多的氧化物形成。生成的氧化物膜和氧化物雜質(zhì)非常有害于鑄鋁件的性能，然而，在合金冶煉、熔化金屬的轉(zhuǎn)運或澆注和鑄型注滿的過程中都會引起紊流。
熔液中的氧化物顆粒成為形成縮孔和氣孔的品核。缺少氧化物雜質(zhì)時，氣孔和碾孔隙也就基本消失了。對于鑄鋁件的生產(chǎn)，減少氧化物雜質(zhì)是特別重要的一個條件。因為通常它們的液相線與固相線之問有非常大的幅差，而在多孔隙的狀態(tài)下冷凝，則很難給孔隙提供補給。
鑄件的氧化膜則形成了極易失效的脆弱面，鑄鋁合金力學性能的不均勻性恰恰就是由于這些氧化膜的存在而引起的，如果沒有這些氧化膜，不均勻性就會減少，鑄件性能的重復(fù)性就會優(yōu)于鍛件，用X射線檢查時，這些氧化膜通常是不可見的，但必須做到事前而不要等事后發(fā)現(xiàn)時再去修補。
在熔融狀態(tài)下，可以利用熔劑的覆蓋來控制氧化物。這些熔劑一般為氯化鎂鹽。它們漂浮在熔液的表而上。但仍要定期從熔液表面氧化物，可以采用熔液通過過濾床的辦法從大熔爐中這些懸浮的氧化物雜質(zhì)。較小規(guī)模生產(chǎn)時，可以在澆注系統(tǒng)中設(shè)置過濾器來氧化物。
為了防止在鑄件中形成氧化膜，則需要讓金屬以毫尤紊流的狀態(tài)進入到鑄型的型腔．對大多數(shù)鑄件來說，利用重力澆注的方法就不可能做到這一點，因為直澆道的水頭高度會加快流動速度從而發(fā)生紊流，所以一定要采用反重力法或液位模具澆注技術(shù)。這樣過濾器減緩金屬流動的速度，使其慢到足以防止氧化物產(chǎn)生。另外必須從底部注入模具的型腔，注入鑄件各個液位的次序電要精心設(shè)計好，以免發(fā)生“瀑布”——模具中液態(tài)金屬從較高液位掉落到較低的液位，從而在新生金屬表面形成氧化物。利用從底部注入模具的方法，液態(tài)金屬頂上的氧化層將升入到上砂箱層面的頂部并流入冒口的頂，這樣則不會損害鑄件。
很多鑄鋁合金都含有像鎂這樣的會慢慢與氧氣發(fā)生反應(yīng)的元素，熔化的金屬保存時間過長，這些元素就會被逐漸氧化，導致鑄件的化學成分不達標，而其他一些合金元素，例如具有低氣化壓的鋅，還會從浴槽的表而蒸發(fā)。 [3]
加工工藝
硅對硬質(zhì)合金有腐蝕作用。雖然一般將超過12%Si的鋁合金稱為高硅鋁合金，使用金剛石刀具，但這不是 的，硅含量逐漸增多對刀具的破壞力也逐漸加大。因此有些廠商在硅含量超過8%時就使用金剛石刀具。
硅含量在8%-12%之間的鋁合金是一個過渡區(qū)間，既可以使用普通硬質(zhì)合金，也可以使用金剛石刀具。但使用硬質(zhì)合金應(yīng)使用經(jīng)PVD(物理鍍層)方法、不含鋁元素的、膜層厚度較小的刀具。因為PVD方法和小的膜層厚度使刀具保持較鋒利的切削刃成為可能(否則為避免膜層在刃口處異常長大需要對刃口進行足夠的鈍化，切鋁合金就會不夠鋒利)，而膜層材料含鋁可能使刀片膜層與工件材料發(fā)生親合作用而破壞膜層與刀具基體的結(jié)合。因為超硬鍍層多為鋁、氮、鈦三者的化合物，可能會因硬質(zhì)合金基體隨膜層剝落時少量剝落造成崩刃。

鋁合金是工業(yè)中應(yīng)用廣泛的一類有色金屬結(jié)構(gòu)材料，在航空、航天、汽車、機械制造、船舶及化學工業(yè)中已大量應(yīng)用。工業(yè)經(jīng)濟的飛速發(fā)展，對鋁合金焊接結(jié)構(gòu)件的需求日益增多，使鋁合金的焊接性研究也隨之深入。目前鋁合金是應(yīng)用多的合金。

鋁合金密度低，但強度比較高，接近或超過優(yōu)質(zhì)鋼，塑性好，可加工成各種型材，具有優(yōu)良的導電性、導熱性和抗蝕性，工業(yè)上廣泛使用，使用量僅次于鋼。一些鋁合金可以采用熱處理獲得良好的機械性能、物理性能和抗腐蝕性能。硬鋁合金屬AI—Cu—Mg系，一般含有少量的Mn，可熱處理強化．其特點是硬度大，但塑性較差。超硬鋁屬Al一Cu—Mg—Zn系，可熱處理強化，是室溫下強度 的鋁合金，但耐腐蝕性差，高溫軟化快。鍛鋁合金主要是Al—Zn—Mg—Si系合金，雖然加入元素種類多，但是含量少，因而具有優(yōu)良的熱塑性，適宜鍛造，故又稱鍛造鋁合金。 
 
物質(zhì)結(jié)構(gòu)
純鋁的密度?。é?2.7g/cm3），大約是鐵的 1/3，熔點低（660℃），鋁是面心立方結(jié)構(gòu)，故具有很高的塑性（δ:32~40%，ψ:70~90%），易于加工，可制成各種型材、板材，抗腐蝕性能好。但是純鋁的強度很低，退火狀態(tài) σb 值約為8kgf/mm2，故不宜作結(jié)構(gòu)材料。通過長期的生產(chǎn)實踐和科學實驗，人們逐漸以加入合金元素及運用熱處理等方法來強化鋁，這就得到了一系列的鋁合金。 添加一定元素形成的合金在保持純鋁質(zhì)輕等優(yōu)點的同時還能具有較高的強度，σb 值分別可達 24～60kgf/mm2。這樣使得其“比強度”（強度與比重的比值 σb/ρ）勝過很多合金鋼，成為理想的結(jié)構(gòu)材料，廣泛用于機械制造、運輸機械、動力機械及航空工業(yè)等方面，飛機的機身、蒙皮、壓氣機等常以鋁合金制造，以減輕自重。采用鋁合金代替鋼板材料的焊接，結(jié)構(gòu)重量可減輕50%以上。
鋁和鋁合金可以用各種不同的方法熔煉。常使用的是無芯感應(yīng)爐和槽式感應(yīng)爐、坩堝爐和反射式平爐（使用天然氣或燃料油燃燒）以及電阻爐和電熱輻射爐。爐料種類廣泛，從高質(zhì)量的預(yù)合金化鑄錠一直到專門由低等級廢料構(gòu)成的爐料都可以使用。然而，即使在適宜熔煉澆注的條件下，熔化的鋁也易受三種類型的不良影響：
·在高溫條件下，隨著時間的推移，氫氣的吸附導致溶解在熔液中氫氣的增加。
·在高溫條件下，隨著時間的推移，熔液發(fā)生氧化。
·合金元素的喪失。