铝合金具有良好的耐蚀性、较高的比强度和导热性以及在低温下能保持良好力学性能等特点，在航空航天、汽车、电工、化工、交通运输、国防等工业部门被广泛地应用。
掌握铝合金的焊接性特点、焊接操作技术、接头质量和性能、缺陷的形成及防止措施等，对正确制定铝合金的焊接工艺，获得良好的接头性能和扩大铝合金的应用范围具有十分重要的意义。
铝的重量轻和耐腐蚀是其性能的两大突出特点，纯铝的密度约为2.7 g/cm3,仅为铁、铜密度的1/3；铝及铝合金的表面易生成一层致密、牢固的Al2O3保护膜，这层保护膜只有在卤素离子或碱离子的激烈作用下才会遭到破坏，因此具有很好的耐大气（包括工业性大气和海洋大气）腐蚀和水腐蚀的能力，能抵抗多数酸和有机物的腐蚀。
采用缓蚀剂，可耐弱碱液腐蚀；采用保护措施，可以提高铝合金的耐蚀性能。在各种牌号的变形铝及铝合金中，铝锰和铝镁合金属于防锈铝合金，不能热处理强化，但强度比纯铝高，并具有优秀的抗蚀性和焊接性能。
铝合金的分类、成分和性能
（1）铝合金的分类
铝合金可分为变形铝合金（双分为非热处理强化铝合金、热处理强化铝合金两类）铸造铝合金。变形铝合金是指经不同的压力加工方法制成的板、带、管、型、条等半成品材料；铸造铝合金以合金铸锭供应。
按GB/T3190—1996和GB/T16474—1966的规定，铝合金牌号命名的基本原则是：可直接采用国际四位数字体系牌号。
四位字符牌号的第一位、第三位、第四位为阿拉伯数字，第二位为英文大写字母。2×××为Al－Cu系，3×××为Al－Mn系，4×××为Al－Si系，5×××为Al－Mg系，6×××为Al－Mg－Si系，7×××为Al－Zn系，8×××为Al－其他元素，9×××为Al－备用系。这样，我国变形铝合金的牌号表示法与国际上的通用方法基本一致。
铝合金的分类及性能特点
分类
合金名称
合金系
性能特点
示例
变形铝合金
非热处理强化铝合金
防锈铝
Al-Mn
抗蚀性、压力加工性与焊接性能好，但强度较低
3A21
Al-Mg
5A05
热处理强化铝合金
硬铝
Al-Cu-Mg
力学性能高
2A11,2A12
超硬铝
Al-Cu-Mg-Zn
硬度强度最高
7A04,7A09
锻铝
Al-Mg-Si-Cu
锻造性能好
耐热性能好
2A14,2A50
Al-Cu-Mg-Fe-Ni
2A70,2A80
铸造铝合金
简单铝硅合金
Al-Si
铸造性能好，不能热处理强化，力学性能较低
ZL102
特殊铝硅合金
Al-Si-Mg
铸造性能良好，可热处理强化，力学性能较高
ZL101
Al-Si-Cu
ZL107
Al-Si-Mg-Cu
ZL105,ZL110
Al-Si-Mg-Cu-Ni
ZL109
铝铜铸造合金
Al-Cu
耐热性好，铸造性能与抗蚀性差
ZL201
铝镁铸造合金
Al-Mg
力学性能高，抗蚀性好
ZL301
铝锌铸造合金
Al-Zn
能自动淬火，宜于压铸
ZL401
铝稀土铸造合金
Al-Re
耐热性能好
—
Al－Mn合金和Al－Mg合金属于防锈铝合金，不能热处理强化，但非热处理强化铝合金通过加工硬化、固溶强化提高力学性能，特点是强度中等、塑性及耐蚀性好，又称防锈铝，原先代号为LF××。强度比纯铝高，并且具有优异的抗腐蚀性和良好的焊接性，是目前焊接结构中应用最广的铝合金、超硬铝、锻铝等。
硬铝
硬铝的牌号是按铜的增加顺序编排的。Cu是硬铝的主要成分，为了得到高的强度，Cu含量一般应控制在4.0%～4.8%。Mn也是硬铝的主要成分，主要作用是消除铁对抗蚀性的不利的影响，还能细化晶粒、加速时效硬化。在硬铝合金中，铜、硅、镁等元素能形成溶解于铝的化合物，从而促使硬铝合金在热处理时强化。
退火状态下硬铝的抗拉强度为160～220MPa，经过淬火及时效后抗拉强度增加至312～460MPa。但硬铝的耐蚀性能差，为了提高合金的耐蚀性，常在硬铝板表面覆盖一层工业纯铝保护层。
超硬铝
合金中锌、镁、铜的平均总含量可达9.7%～13.5%，在当前航空航天工业中仍是强度最高和应用最多的一种轻合金材料。超硬铝的塑性和焊接性差，接头强度远低于母材。由于合金中锌含量较多，形成晶间腐蚀及焊接热裂纹的倾向较大。
锻铝
具有良好的热塑性，而且铜含量越少热塑性越好，适于作锻件用。具有中等强度和良好的抗蚀性，在工业中得到广泛应用。
铝合金的新旧牌号对照
类别
新牌号
旧牌号
类别
新牌号
旧牌号
防锈铝合金
—
5A02
5A03
5A05
5A06
5B05
5083
5056
3A21
3003
LF1
LF2
LF3
LF5
LF6
LF10
LF4
LF5-1
LF21
—
锻铝合金
6A02
2A50
2B50
2A70
2A80
2A90
2A14
6061
6063
LD2
LD5
LD6
LD7
LD8
LD9
LD10
LD30
LD31
硬铝合金
2A01
2A02
—
2A04
2A06
2B11
2B12
2A10
2A11
2A12
2A13
2A16
2A17
LY1
LY2
LY3
LY4
LY6
LY8
LY9
LY10
LY11
LY12
LY13
LY16
LY17
超硬铝合金
7A03
7A04
—
7A09
7A10
7003
LC3
LC4
LC5
LC9
LC10
LC12
（2）铝合金的性能
铝合金的物理性能
合金
密度
/g·cm-1
比热容
（100℃）
/J·kg-1·K-1
热导率
（25℃）
/W·m-1·K-1
线胀系数
（20～100℃）
/10-6K-1
电阻率
（20℃）
/10-6Ω·m
备注
（原牌号）
3A21
5A03
5A06
2A12
2A16
6A02
2A10
7A04
2.73
2.67
2.64
2.78
2.84
2.70
2.80
2.85
1009
880
921
921
880
795
836
—
180.0
146.5
117.2
117.2
138.2
175.8
159.1
159.1
23.2
23.5
23.7
22.7
22.6
23.5
22.5
23.1
3.45
4.96
6.73
5.79
6.10
3.70
4.30
4.20
防锈铝LF21
防锈铝LF3
防锈铝LF6
硬铝LY12
硬铝LY16
锻铝LD2
锻铝LD10
超硬铝LC4
防锈铜器（铝锰合金、铝镁合金）主要用于要求高的塑性的焊接性、在液体或气体介质中工作的低载荷零件，如油箱、汽油或润滑油导管、各种液体容器和其他用深拉制作的小负荷零件等。
铝合金被广泛应用航空航天、建筑、汽车、机械制造、电工、化学工业、商业等领域。铝合金在飞机制造中是主要的结构材料，它约占骨架质量的55%，而且大部分关键轴承部件，如涡轮发动机轴向压缩机叶片、机翼、骨架、外壳、尾翼等是由铝合金制造的。
铝合金的焊接性特点
铝合金熔化焊时有如下困难和特点：
（1）铝和氧的亲和力很大，因此在铝及铝合金表面总有一层难熔的氧化铝膜远远超过铝的熔点，这层氧化膜不溶于金属并且妨碍被熔融填充金属润湿。在焊接或钎焊过程中应将氧化膜清除或破坏掉。
（2）熔焊时，铝合金的焊接性首先体现在抗裂性上。在铝中加入铜、锰、硅、镁、锌等合金元素可获得不同性能的合金，各种合金元素对铝合金焊接裂纹的影响不同。
（3）铝合金的固态和液态色泽不易区别，焊接操作时难以控制熔池温度。
（4）焊后焊缝易产生气孔，焊接接头区易发生软化。
对铝合金进行焊接，可以用多种不同的焊接方法，表1.4所列的为部分铝合金的相对焊接性。
部分铝合金的相对焊接性
焊接方法
焊接性与适用范围
说明
铝锰合金
铝镁合金
铝铜合金
适用厚度
3003
3004
5083
5056
5052
5454
2014
2024
推荐
可用
TIG焊（手工、自动）
很好
很好
很好
很差
1～10
0.9～25
填丝或不填丝，厚板需预热，交流电源
MIG焊（手工、自动）
很好
很好
很好
较差
≥8
≥4
焊丝为电极，厚板需预热和保温，直流反接
脉冲MIG焊（手工、自动）
很好
很好
很好
较差
≥2
1.6～8
适用于薄板焊接
气焊
很好
很差
较差
很差
0.5～10
0.3～25
适用于薄板焊接
焊条电弧焊
较好
很差
较差
很差
3～8
—
直流反接，需预热，操作性差
电阻焊（点焊、缝焊）
较好
很好
很好
较好
0.7～3
0.1～4
需要电流大
等离子弧焊
很好
很好
很好
较差
1～10
—
焊缝晶粒小，抗气孔性能好
电子束焊
很好
很好
很好
较好
3～75
≥3
焊接质量好，适用于厚件
现代科学技术的发展促进了铝合金焊接技术的进步。可焊接的铝合金材料范围逐步扩大，现在不仅可以成功地焊接非热处理强化的铝合金，而且解决了传统的航空航天和军工等行业，逐步扩大到国民经济生产和人民生活的各个领域。
【未完待续....】
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铝合金的焊接方法
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