铝及铝合金由于其强度高、质量轻、耐腐蚀等特性，在现代工业中得到了广泛应用。然而，铝及铝合金的焊接却面临诸多挑战。以下是对铝及铝合金焊接的主要知识点总结PPT。
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一、焊接难点
1.氧化膜问题：铝及铝合金表面极易形成高熔点的氧化膜（如$Al_2O_3$，熔点约$2050℃$），阻碍金属的良好结合，容易造成夹渣和未熔合缺陷。
2.热导率高：铝的热导率约为钢的4倍，焊接时热量迅速向母材传导流失，需要使用高度集中的热源，有时甚至需要预热。
3.线膨胀系数大：铝的线膨胀系数约为钢的2倍，焊接过程中容易产生较大的变形和热应力，导致裂纹倾向增加。
4.气孔问题：铝焊接时易产生氢气孔，主要由于弧柱气氛中的水分分解成氢，溶入熔池金属，凝固时来不及逸出而形成气孔。
5.无色泽变化：铝及铝合金在固态变为液态时无明显的颜色变化，焊工难以准确判断加热温度，容易导致焊缝塌陷或下漏。
二、焊接方法
1.钨极氩弧焊（TIG焊）：使用惰性气体保护电弧，适用于薄板及高质量要求的焊接。焊接时具有阴极清理作用，可破碎氧化膜。
2.熔化极惰性气体保护焊（MIG焊）：使用焊丝作为电极，适用于中厚板的高速焊接。焊接效率高，但设备较复杂。
3.搅拌摩擦焊（FSW）：一种固态焊接技术，通过高速旋转的搅拌头摩擦生热，使材料软化连接。适用于铝合金结构的连接，无气孔、裂纹等缺陷。
4.激光焊接：能量集中，焊接速度快，变形小。但铝合金高反射率需采用特殊工艺，如摆动激光束、填丝焊接等。
三、焊前准备
1.焊丝选择：焊丝的化学成分应与母材相近或相同，常用的焊丝有$5087/AlMg4.5MnZr$，具有优良的抗裂性和抗气孔性能。
2.清理工作：焊前需彻底清理焊丝和焊件表面的油污和氧化膜，常用的方法有机械清理和化学清理。化学清理一般采用氢氧化钠溶液侵蚀后再用硝酸溶液光化处理。
3.预热和层间温度控制：对于厚板焊接，需进行预热和层间温度控制，预热温度一般控制在$80℃～120℃$，层间温度控制在$60℃～100℃$。
四、焊接参数
1.焊接电流：铝合金导热快，需采用较大的焊接电流，一般为焊接钢材的2～4倍。
2.送丝速度：与焊接电流匹配，适当调高送丝速度以保证焊缝熔合充分。
3.焊接速度：薄板焊接采用较小的焊接电流和较快的焊接速度，厚板焊接则相反。
4.焊枪角度：一般控制在$90°$左右，避免过大或过小导致焊接缺陷。
五、焊后处理
1.清理焊缝：焊后需清理焊缝表面的氧化物和杂质，可采用机械方法或化学方法。
2.耐蚀性处理：焊后焊接接头的耐蚀性一般低于母材，可通过焊前焊后热处理、改善接头组织等方法提高耐蚀性。
铝及铝合金的焊接虽然面临诸多挑战，但通过选择合适的焊接方法、焊前准备、焊接参数和焊后处理，可以获得高质量的焊接接头，满足各种工业应用的需求。
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