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一、铝及铝合金性能及分类
铝是银白色的轻金属，密度小（2.7g/cm),熔点低（658℃）,具有良好的塑性、导电性、导热性和耐蚀性。由于纯铝的强度较低，在工业上应用不广。纯铝的纯度为98.8%~99.7%。纯铝按其所含杂质的多少分级，常用的牌号为1070A(L1)、1060(12)、1050(L3)、1035(L4),其中10/0A(L1)含杂质最少。
在纯铝中加入镁、锰、硅、铜及锌等元素，即形成铝合金。铝合金与纯铝相比，其强度显著提高，目前，已广泛地用于航空、造船、化工及机械制造工业。铝合金按其成分和工艺特点不同可分为变形铝合金和铸造铝合金，其具体分类如图11-7所示。
非热处理强化铝合金的特点是强度中等、塑性及抗腐蚀性好，焊接性也较好，是目前铝合金焊接结构中应用最广的铝合金。热处理强化铝合金，经处理后强度高，但焊接性差，特别在熔焊时，裂纹倾向较大。二、铝及铝合金的焊接性面总有一层难熔的氧化铝薄膜。氧化铝的熔点为2050℃，远远超过铝合金的熔点（一般约660℃左右）。在焊接过程中，氧化铝薄膜会阻碍金属之间的良好结合，造成熔合不良与夹渣。此外，在焊接铝合金时，除了铝的氧化外，合金元素也易被氧化和蒸发，它的氧化和蒸发减少了其在合金中的含量，会严重降低焊接接头的性能。所以在焊接铝及铝合金时，焊前必须除去焊件表面的氧化膜，并防止在焊接过程中再次氧化，这是铝和铝合金熔焊的重要特点。
2.易产生气孔
造船、化工及机械制造工业。铝合金按其成氮不溶于液态铝，铝中不含碳，因此不分和工艺特点不同可分为变形铝合金和铸造会产生氮和一氧化碳气孔。焊接铝合金时，铝合金，其具体分类如图11-7所示。
使焊缝产生气孔的气体是氧气，因为氢能大非热处理强化铝合金的特点是强度中等、塑性及抗腐蚀性好，焊接性也较好，是量地溶于液态铝，但几乎不溶解于固态铝，目前铝合金焊接结构中应用最广的铝合金。熔池结晶时，原来溶于液态铝中的氢要全部热处理强化铝合金，经处理后强度高，但析出，形成气泡。由于铝及铝合金的密度较印度性差，特别在熔焊时，裂纹倾向较大。
二：铝和铝合金的焊接性
易氧化：铝和氧的亲和力很大，因此在铝合金表面面总有一层难熔的氧化铝薄膜。氧化铝的熔点为2050℃，远远超过铝合金的熔点（一般约660℃左右）。在焊接过程中，氧化铝薄膜会阻碍金属之间的良好结合，造成熔合不良与夹渣。此外，在焊接铝合金时，除了铝的氧化外，合金元素也易被氧化和蒸发，它的氧化和蒸发减少了其在合金中的含量，会严重降低焊接接头的性能。所以在焊接铝及铝合金时，焊前必须除去焊件表面的氧化膜，并防止在焊接过程中再次氧化，这是铝和铝合金熔焊的重要特点
2.易产生气孔
氮不溶于液态铝，铝中不含碳，因此不会产生氮和一氧化碳气孔。焊接铝合金时，使焊缝产生气孔的气体是氢气。因为氢能大量地溶于液态铝，但几乎不溶解于固态铝，熔池结晶时，原来溶于液态铝中的氢要全部析出，形成气泡。由于铝及铝合金的密度较小，气泡在溶池里上浮速度慢，加上铝的导热性好，结晶快，因此在焊接铝时，焊缝易产生氢气孔。
3.易焊穿
铝及铝合金由固态转变成液态时，没有显著的颜色变化，所以不易判断熔池的温度。加之温度升高时，铝的力学性能下降(在370℃时仅为10MPa)。因此，焊接时常因温度控制不当而导致烧穿。
4.热裂纹
铝的线膨胀系数比钢约大1倍，凝固时的收缩率又比钢大2倍，因此铝焊件的焊接应力大。此外，合金成分对热裂纹的产生有很大影响，当合金液相线和固相线的距离大或杂质过多形成低熔点共晶时，都容易产生热裂纹。
实践证明，纯铝及大部分非热处理强化铝合金在熔焊时，很少产生热裂纹。而热处理强化铝合金焊接时，产生热裂纹的倾向比较大。
5.接头不等强
铝及铝合金焊接时，由于热影响区受热而发生软化，强度降低而使焊接接头和母材不能达到等强度。为了减小不等强，焊接时可采用小热输入焊接，或焊后进行热处理。
三、铝及铝合金焊接工艺
1.焊前准备
(1)焊前清理 焊前清理是保证铝及铝合金焊接质量的重要工艺措施。在焊前应严格清除焊件坡口及焊丝氧化膜和油污，清理的方法可采用化学清洗或机械清理。
化学清洗用10%左右氢氧化钠水溶液，使氢氧化钠与氧化铝作用生成易溶的氢氧化铝A1(OH)1。机械清理先用有机溶剂（丙酮、松香水或汽油）擦拭表面以除油，随后用细的铜丝刷或不锈钢丝刷刷去氧化膜。
(2)预热 由于铝的比热比钢大1倍，
导热性比钢大2倍，所以为了防止焊缝区热量的大量流失，焊前可对焊件进行预热。
薄、小铝件一般可不预热。厚度超过5-8mm的铝件，可预热至100~300℃。
2.焊接方法及工艺要点
焊接铝及铝合金常用的方法有鸽极氢弧焊、熔化极氨弧焊、脉冲氢弧焊、气焊、焊条电弧焊等。
(1)气焊 由于气焊生产率低，焊件变形大，焊接质量较差，故多用于焊接厚度不大的不重要结构、薄板和铸件焊补。气焊火焰一般选中性焰或轻微碳化焰，气焊焊丝一般可选用与焊件金属化学成分相同的焊丝，见表2-4,也可从母材上切下金属窄条作为填充金属。铝及铝合金气焊时必须使用气焊熔剂，目前常用的气焊熔剂是CJ401。
(2)氢弧焊 由于氢弧焊的保护作用
好，热量集中、焊缝质量好、成形美观、热影响区小，焊件的变形小，因此对质量要求高的铝及铝合金构件，常用氢弧焊焊接。
钨极氢弧焊由于受到鸽极允许电流密度的限制，它的熔透能力小，所以厚度大于6mm的铝及铝合金厚板一般不宜采用。为了既产生阴极破碎，又防止钨极烧损，钨极氯弧焊采用交流电源。
由于鸽极脉冲氢弧焊可以通过调节各种焊接工艺参数来控制电弧功率和焊缝成形，所以特别适合于焊接薄板、全位置焊接以及对热敏感性强的铝合金。
熔化极氢弧焊适用于焊接厚度大于
8mm以上的铝及铝合金中厚板，可选用大电流密度和高焊接速度，因此生产率比钨极氢弧焊提高3~5倍，焊件越厚，生产率提高越显著。为了对熔池表面的氧化膜产生阴极破碎作用，熔化极氨弧焊一律采用直流反接电源。铝及铝合金氨弧焊焊丝的选用见表2-4。
(3)焊条电弧焊一般板厚在4mm以
上才采用焊条电弧焊焊接铝。因铝焊条药皮成分中有氯、氟，焊条稳弧性不好，故要求使用直流反接电源。铝焊条极易吸潮，焊前必须严格烘干（150℃左右烘干1-2h)。焊接时焊条不宜摆动，尽量采用短弧焊，焊接速度比钢焊条快2~3倍。用焊条电弧焊焊接铝及其合金现已逐渐被淘汰，只在一些小型企业对不重要的工作面的焊补中才被使
3.焊后清理
焊后留在焊缝及附近的残存熔剂和焊渣，在空气、水分的参与下会激烈地腐蚀铝用。件，所以必须及时清理干净。焊后清理的方法是将焊件在10%的硝酸溶液中浸洗，处理温度分15~20℃和60~65℃两种。前者处理时间为10~20min,后者5~15min。浸洗后用冷水再冲洗一次，然后用热空气吹干或在100℃干燥箱内烘干。
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