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一、鋁及鋁合金性能及分類

鋁是銀白色的輕金屬，密度小（2.7g/cm3),熔點低（658℃）,具有良好的塑性、導電性、導熱性和耐蝕性。由于純鋁的強度較低，在工業上應用不廣。純鋁的純度為98.8%~99.7%。純鋁按其所含雜質的多少分級，常用的牌號為1070A(L1)、1060(L2)、1050(L3)、1035(L4),其中10/0A(L1)含雜質最少。

在純鋁中加入鎂、錳、硅、銅及鋅等元素，即形成鋁合金。鋁合金與純鋁相比，其強度顯著提高，目前，已廣泛地用于航空、造船、化工及機械制造工業。鋁合金按其成分和工藝特點不同可分為變形鋁合金和鑄造鋁合金。

非熱處理強化鋁合金的特點是強度中等、塑性及抗腐蝕性好，焊接性也較好，是目前鋁合金焊接結構中應用最廣的鋁合金。熱處理強化鋁合金，經處理后強度高，但焊接性差，特別在熔焊時，裂紋傾向較大。

二、鋁及鋁合金的焊接性

1.易氧化

鋁和氧的親和力很大，因此在鋁合金表面總有一層難熔的氧化鋁薄膜。氧化鋁的熔點為2050℃，遠遠超過鋁合金的熔點（一般約660℃左右）。在焊接過程中，氧化鋁薄膜會阻礙金屬之間的良好結合，造成熔合不良與夾渣。此外，在焊接鋁合金時，除了鋁的氧化外，合金元素也易被氧化和蒸發，它的氧化和蒸發減少了其在合金中的含量，會嚴重降低焊接接頭的性能。所以在焊接鋁及鋁合金時，焊前必須除去焊件表面的氧化膜，并防止在焊接過程中再次氧化，這是鋁和鋁合金熔焊的重要特點。

2.易產生氣孔

氮不溶于液態鋁，鋁中不含碳，因此不會產生氮和一氧化碳氣孔。焊接鋁合金時，使焊縫產生氣孔的氣體是氫氣。因為氫能大量地溶于液態鋁，但幾乎不溶解于固態鋁，熔池結晶時，原來溶于液態鋁中的氫要全部析出，形成氣泡。由于鋁及鋁合金的密度較小，氣泡在溶池里上浮速度慢，加上鋁的導熱性好，結晶快，因此在焊接鋁時，焊縫易產生氫氣孔。

3.易焊穿

鋁及鋁合金由固態轉變成液態時，沒有顯著的顏色變化，所以不易判斷熔池的溫度。加之溫度升高時，鋁的力學性能下降(在370℃時僅為10MPa)。因此，焊接時常因溫度控制不當而導致燒穿。

4.熱裂紋

鋁的線膨脹系數比鋼約大1倍，凝固時的收縮率又比鋼大2倍，因此鋁焊件的焊接應力大。此外，合金成分對熱裂紋的產生有很大影響，當合金液相線和固相線的距離大或雜質過多形成低熔點共晶時，都容易產生熱裂紋。

實踐證明，純鋁及大部分非熱處理強化鋁合金在熔焊時，很少產生熱裂紋。而熱處理強化鋁合金焊接時，產生熱裂紋的傾向比較大。

5.接頭不等強

鋁及鋁合金焊接時，由于熱影響區受熱而發生軟化，強度降低而使焊接接頭和母材不能達到等強度。為了減小不等強，焊接時可采用小熱輸入焊接，或焊后進行熱處理。