铝和铝合金具有非常活跃的化学性质，其表面容易生成难以熔化的氧化膜（例如，Al2O3的熔点大约是2050°C，MgO的熔点大约是2500°C）。此外，铝和铝合金具有很高的导热能力，焊接过程中的热输入容易迅速流失到母材中，这可能导致铝和铝合金出现未熔合的缺陷。

一、关于铝和铝合金的独特性质

1、铝具有出色的氧化特性，在空气中容易与氧气结合，形成厚度大约为0.1μm的致密且坚固的Al2O3薄膜。Al2O3具有高达2050°C的熔点，这一数值明显高于铝和铝合金的熔点（大约660°C），同时其体积和质量也相当大，大约是铝的1.4倍。因此，在焊接之前，我们必须确保焊件表面的氧化物被彻底清除，并对焊接区进行适当的保护。

2、与钢相比，铝和铝合金具有更高的热导率和比热容，大约是钢的两倍，这意味着在焊接过程中，大量的热量会迅速传递到基础金属的内部。因此，与钢相比，焊接铝和铝合金会消耗更多的热能，焊接前通常需要进行预热等工艺处理。

3、在焊接某些铝合金的过程中，由于内部应力过大，热裂纹的产生倾向很大，其线膨胀系数大约是钢材的两倍，并且在凝固阶段体积收缩率大约为6.5%。

4、氢是容易产生气孔的气体。由于铝和铝合金具有较低的密度，这导致气泡在熔池内上升的速度相对较慢。再加上铝本身具有很强的导热能力，熔池冷凝速度也较快，因此上升的气泡通常没有足够的时间逸出，而是留在焊缝内，形成气孔。

5、由于受热的影响，接头的不同强度的铝和铝合金的热影响区会变得软化和强度下降，导致接头和母材无法达到相同的强度。

6、在铝和铝合金从固态转为液态的过程中，它们的颜色变化并不明显，因此很难准确判断基材的温度。当焊接温度过高时，很容易被忽略，从而导致焊穿现象。

二、铝及铝合金焊前应进行哪些准备工作

1、焊前清理 清理的目的是去除焊件表面的氧化膜和油污，这是防止产生气孔、夹渣的重要措施。a 化学清洗 效率高、质量稳定、适用于清理焊丝及尺寸不大、成批生产的焊件。

2、垫板 为了保证焊透并使焊件不致焊穿或塌陷，焊前可在接缝下面安放垫板。垫板材料可采用石墨、不锈钢或碳钢，表面开一圆弧形槽，以保证反面焊缝成形。

3、预热 对薄、小的焊件一般可以不用预热。焊接厚度超过5mm的焊件时，为了使接缝附近达到所需要的温度，焊前应对焊件进行预热，预热温度为100～300℃。

三、试述铝及铝合金钨极氩弧焊的焊接工艺。

1、焊丝的选用 铝及铝合金用焊丝，其中HS311是一种通用焊丝，采用这种焊丝焊接时，金属流动性好，有较高的抗热裂性能，并能保证一定的强度。但在焊接铝镁合金时，焊缝中会出现脆性化合物Mg2Si，降低接头的塑性和耐腐蚀性。焊接铝镁合金时应采用HS331。

2、焊接接头及坡口形式 。

3、焊接电源 应选用交流电源。