1、鋁合金分類

　　鋁合金是工業中應用最廣泛的一類有色金屬結構材料，在航空、航天、汽車、機械制造、船舶及化學工業中大量應用。工業經濟的飛速發展，對鋁合金焊接結構件的需求日益增多。

　　鋁合金密度低，比強度高，接近或超過優質鋼，塑性好，可加工成各種型材，具有優良的導電性、導熱性和抗蝕性。

　　根據合金元素和加工工藝特性，可將鋁合金分為變形鋁合金和鑄造鋁合金兩大類，鑄造鋁合金塑性差，但流動性好，適宜于鑄造。變形鋁合金可通過冷變形和熱處理，使強度進一步提高。變形鋁合金又可分為熱處理強化型和非熱處理強化型。3XXX系和5XXX系屬于非熱處理強化鋁合金，2XXX、4XXX、6XXX、7XXX系屬于熱處理強度鋁合金。

　　鋁合金主要分為以下1~9類。

　　表1   鋁合金分類

　　變形鋁及鋁合金狀態代號命名的基本原則基礎狀態代號用一個英文大寫字母表示；細分狀態代號采用基礎狀態代號后跟一位或多位阿拉伯數字表示。見表2所示。如T4表示固溶處理后自然時效，T41則表示固溶處理后沸水淬火，T411則是固溶處理后空冷至室溫，硬度在O及T6之間，殘余應力低。

　　表2   鋁合金的基礎狀態

　　鋁合金焊接特性：

　　1）容易氧化，焊接時需要隔離空氣；

　　2）熱導率和比熱容大，需要選用能量集中的焊接方法；

　　3）熱裂紋傾向大，線膨脹系數大，凝固時體積收縮快，容易產生熱裂紋。在鋁硅合金中硅含量0.5%時熱裂傾向較大，隨著硅含量增加，合金結晶溫度范圍變小，流動性顯著提高，

　　收縮率下降，熱裂傾向也相應減少。硅含量達5%～6%時可不產生熱裂紋；

　　4）容易產生氣孔，主要是氫氣孔，包括冶金氣孔（冷卻時氫的溶解度極速減小），工藝氣孔（小孔效應引起熔池的不穩定，集中于底部）；

　　5）接頭軟化，受低熔共晶組織影響，HAZ區接頭軟化、強度下降；

　　6）鋁對光，熱的反射高，吸收低；

　　7）鋁合金中合金元素易蒸發、燒損、使焊縫性能下降。

　　鋁合金焊絲選擇原則：

　　1）純鋁焊絲的純度一般不低于母材 ；

　　2）鋁合金焊絲的化學成分一般與母材的相應或相近 ；

　　3）鋁合金焊絲中的耐蝕元素(鎂、錳、硅等)  的含量一般不低于母材的 ；

　　4）異種鋁材焊接時應按耐蝕較高、強度高的母材選擇焊絲。

　　2、汽車輕量化發展鋁合金的需求

　　隨著汽車的越來越普及，汽車數量的增長帶來了能源消耗和尾氣污染等一系列問題越來越嚴峻。汽車每減輕10％的重量，大約相當于提高8％～10％的燃油效率，車輛每減重100 kg，CO2排放量可減少約5 g/km，在轎車中每使用1 kg鋁，可在其使用壽命期內減少20 kg尾氣排放；

　　節能、環保、安全是促進車身材料技術進步的主動力，輕量化的措施主要有以下兩條：

　　1)優化汽車車身框架結構；

　　2)用高強度輕質材料代替傳統的鋼鐵材料。

　　另外，也有認為可以采用多種材料以實現輕量化，即多材料組合的輕量化結構，合適的材料用于合適的部位。在汽車輕量化新材料開發與應用包含以下幾個需要考慮的內容，見圖1

　　圖1   汽車輕量化新材料開發與應用

　　鋁合金板材在汽車車身上的應用

　　汽車車身約占汽車總重的30%，而在汽車內外板上用鋁合金來代替傳統鋼板就可使白車身減重約40%~50%，進而使整車減重10%左右。