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铝及铝合金焊接要点解析

铝（Aluminium）是一种金属元素，元素符号为Al，原子序数为13。其单质是一种银白色

轻金属，有延展性。商品常制成棒状、片状、箔状、粉状、带状和丝状。在潮湿空气中能

形成一层防止金属腐蚀的氧化膜。铝粉在空气中加热能猛烈燃烧，并发出眩目的白色火

焰。易溶于稀硫酸、硝酸、盐酸、氢氧化钠和氢氧化钾溶液，难溶于水。相对密度2.70。

熔点660℃。沸点2327℃。铝元素在地壳中的含量仅次于氧和硅，居第三位，是地壳中含

量最丰富的金属元素。航空、建筑、汽车三大重要工业的发展，要求材料特性具有铝及其

合金的独特性质，这就大大有利于这种新金属铝的生产和应用。应用极为广泛。

工业纯铝具有铝的一般特点，密度小，导电、导热性能好，抗腐蚀性能好，塑性加工性

能好，可加工成板、带、箔和挤压制品等，可进行气焊、氩弧焊、点焊。工业纯铝不能热处

理强化，可通过冷变形提高强度，惟一的热处理形式是退火，再结晶开始温度与杂质含量和

变形度有关，一般在200℃左右。退火板材的σb=80～100MPa，σ0.2=30～50MPa，ζ=35%～

40%，HB=25～30。经60%～80%冷变形，虽然能提高到150～180MPa，但ζ值却下降到

1%～1.5%。增加铁、硅杂质含量能提高强度，但降低塑性、导电性和抗蚀性。

铝合金焊接是指铝合金材料的焊接过程。铝合金强度高和质量轻。主要焊接工艺为手

工TIG焊（非熔化极惰性气体保护焊）、自动TIG焊和MIG焊（熔化极惰性气体保护焊），

其母材、焊丝、保护气体、焊接设备。

铝及铝合金在现代工程技术所用的各种材料中占有举足轻重的地位，它在世界年产量

仅次于钢铁而居第二位，在有色金属中则居第一位。如果说铝合金最初是在航空工业中崭

露头角的话，那么近几十年来，除航空工业外，在航天、汽车、船舶、桥梁、机械制造、电

工、化学工业及低温装置中已大量应用铝及铝合金，以制造各种部件、油箱、耐蚀容器及导

线等。目前铝合金焊接结构中应用最广的是防锈铝合金，即铝镁合金和铝锰合金。

母材（L2，1060）化学成分（GB/T3190—1996)

牌号AlSiMnFeCu

L299.60.250.030.350.05

纯铝的熔点低（660℃），熔化时颜色不变，难以观察到熔池，焊接时容易塌陷和烧穿；

热导率是低碳钢的三倍，散热快，焊接时不易熔化；线膨胀系数是低碳钢的二倍，焊接时易

变形；在空气中易氧化成致密的高熔点氧化膜Al2O3（熔点2050℃），难熔且不导电，焊

接时易造成未熔合、夹渣并使焊接过程不稳定。因此纯铝的焊接性比低碳钢差，所以纯铝的

焊接性主要有：焊接过程中易氧化、能耗大、容易产生气孔（主要是氢气孔）、容易形成

焊接热裂纹、焊接接头容易软化、焊接接头的耐蚀性下降。

纯铝常见焊接问题：

1、易氧化

铝1060和氧的亲和能力很大，在常温下铝容易同氧化合，在铝的表面生成致密的

Al2O3薄膜，能防止金属的继续氧化，对自然防腐蚀有利，但是给焊接带来了困难。这是由

于氧化铝薄膜的熔点高（约2050℃），远远超过铝1060的熔点，而且密度很大3.95～

4.10g/m2,约为铝1060的1.4倍，加之1060导热性很强，焊接时容易造成不融合现象，也

容易成为焊缝金属的夹杂物，形成夹渣缺陷。同时氧化膜可以吸收较多的水分，焊接时会促

使焊缝生成气孔。

2、容易产生气孔

由于铝1060中不含碳，不存在生成CO气孔的条件，而氮又不溶于铝，因此一般认

为铝1060产生气孔的主要原因是氢。氢能大量地溶于液态铝，几乎不溶于固态铝。在焊接

高温下，氢在液态铝中的溶解度急剧下降，如果熔池金属溶入过饱和的氢，在一定的冷却速

度下，过饱和氢将从液态金属中析出形成微小的气泡。在铝的熔池凝固过程中析出氢一方面

形成新的微小的小气泡，另一方面将扩展到已形成的微小气泡中，并使它发展长大。与此同

时，由于铝1060的相对密度小，气泡上浮较慢，如果冷却速度较快，气泡来不及逸出熔池，

凝固后就留在焊缝中形成气孔。若