铝和铝合金焊丝的适用范围
出处：按学科分类—工业技术 上海科学技术文献出版社《焊接材料选用手册》第355页（2921字）
从各国对铝和铝合金的使用情况来看，目前世界上最常用的为纯铝焊丝〔SA－1(ER1100)〕、铝硅焊丝〔SAlSi－1(ER4043)〕和铝镁焊丝〔SAlMg－3(ER5183)、SAlMg－5(相当于ER5356和ER5556)〕，而铝铜焊丝〔SAlCu(ER2319)〕只有在少数场合下使用。据有关方面的统计(1)，1999年ER5356焊丝的产量占整个铝焊丝(包括填充丝)的56%，ER5183占26%，ER4043占10%，而纯铝焊丝占4．5%。可见铝和铝合金焊丝的使用还是比较集中在几个品种上。
1．主要焊丝的适用范围
(1)SAl－1(ER1100) SAl－1(ER1100)系纯铝焊丝，适用于99．0%以上工业纯铝及铝锰合金的焊接。焊缝金属具有优良的焊接性、耐蚀性和塑性。接头的抗拉强度为74～110MPa。纯铝牌号1200亦可用于焊丝，性能与1100相同，但其含铜量比1100低(Cu≤0．05%)。如果要焊接纯度更高的纯铝，则可用SAl－2，SAl－3或ER1188。
(2)SAlCu(ER2319) SAlCu(ER2319)系铝铜焊丝，适用于2219等2000系列铝合金的焊接。焊接接头的抗拉强度在焊态为270～300MPa，热处理后可达400～450MPa。
(3)SAlMn SAlMn系铝锰焊丝，适用于3003等3000系列铝合金的焊接。
(4)SAlSi－1(ER4043) SAlSi－1(ER4043)系铝硅焊丝，适用于6061等6000系列铝合金、2000系列热处理合金以及铸铝的焊接。SAlSi－1(ER4043)含有5%的硅，在焊接温度下具有较好的流动性，焊缝金属具有优良的抗热裂性能，但其塑性和韧性较低，且阳极化处理后会比母材颜色暗，呈灰黑色。采用铝硅焊丝焊接5000系列铝镁合金时，容易形成脆性的Mg2Si化合物。所以该焊丝一般不用于焊接铝镁合金，有时仅在焊接铝镁与其他铝合金时采用。用ER4043焊接6061－T6铝合金时，接头抗拉强度可达到 167MPa以上。
(5)SAlSi－2(ER4047) SAlSi－2(ER4047)系铝硅焊丝，适用于铸铝、2000系列以及Al－Mg－Si系列铝合金的焊接。焊接性能及焊缝特性相似于SAlSi－2(ER4043)焊丝。
(6)SAlMg－1(ER5554) SAlMg－1(ER5554)系含2．5%Mg～0．75%Mn的铝镁焊丝，适用于低含镁量Al－Mg合金的焊接。接头抗拉强度大于216MPa。
(7)SAlMg－2(ER5654) SAlMg－2(ER5654)系含3．5%Mg的铝镁焊丝，适用于中等强度Al－Mg合金的焊接。焊接接头的抗裂性和耐蚀性均良好，抗拉强度为206～265MPa。
(8)SAlMg－3(ER5183) SAlMg－3(ER5183)系含4．8%Mg～0．75%Mn的铝镁焊丝，适用于Al－Mg系和Al－Zn－Mg系合金的焊接。焊接接头有优良的抗裂性、耐蚀性和力学性能，是最常用的铝合金焊丝之一。用5083作母材时，焊接接头的抗拉强度为273～305MPa。
(9)SAlMg－5(相当于ER5356和ER5556) SAlMg－5(相当于ER5356和ER5556)系含5．0%Mg～0．4%Mn的铝镁焊丝，含锰量处于ER5356(0．05%～0．2%Mn)和ER5556(0．05%～1．0%Mn)之间。SAlMg－5焊丝适用于Al－Mg系、Al－Mg－Mn系、A1－Mg－Si系和Al－Zn－Mg系合金的焊接，焊接接头有优良的抗裂性，耐蚀性和力学性能。ER5356是用量最大的铝合金焊丝，接头抗拉强度与ER5183相当。
2．选用焊丝应注意的问题 焊丝选择的主要依据是母材的种类、接头的抗裂性能、力学性能和抗腐蚀性能。在一般情况下应选用与母材成分相同或相接近的焊丝，这样可获得较好的耐蚀性。但如果焊接热裂纹倾向大的硬铝或锻铝时，那么选择焊丝应从解决抗裂性入手，这时焊丝的成分与母材的成分可能差别较大。下面分别加以阐述：
(1)焊接接头的裂纹敏感性 影响铝合金焊接接头开裂的直接因素是母材与焊丝的匹配和合金元素的影响。如果选择具有熔化温度低于母材(合金成分高于母材)的焊缝金属，可以大大减少焊缝金属和热影响区的裂纹敏感性。譬如，在焊接含硅量0．6%的6061合金时，选用同一合金作焊缝，则裂纹敏感性很大，但用含硅量5%的ER4043焊丝时，由于ER4043的熔化温度比6061低，在冷却过程中具有较高的塑性，所以抗裂性能良好。此外，在焊缝金属中还应避免镁与铜的组合，因为Al－Mg－Cu有很高的裂纹敏感性。
(2)焊接接头的力学性能 工业纯铝的强度最低，4000系列居中，5000系列强度最高。铝硅焊丝虽然有较强的抗裂性能，但含硅焊丝的塑性较差，所以对焊后需要塑性变形加工的接头来说，应避免选用含硅的焊丝。
此外，含镁量5%以上的5000系焊丝不宜在工作温度大于65°的铝合金结构中使用，因为在上述温度环境中焊接接头会发生应力腐蚀开裂。
(3)焊接接头的使用性能 填充金属的选择除取决于母材外，还与接头的几何形状、运行中的抗腐蚀性能要求以及焊接件的光洁度和外观要求有关。例如，为了使容器具有良好的抗腐蚀能力或防止所储存产品对其的污染，储存过氧化氢的焊接容器往往要求高纯度的铝合金。在这种情况下，填充金属的纯度至少要相当于母材。此外，在选择铸件补焊用焊丝时，最佳的选择是焊丝成分与铸件相同的铝合金。
表9．3－6列出了适合于特定母材或母材组合的铝及铝合金焊丝选择指南。
表9．3－6 由母材组合选择焊丝指南
注：1．不推荐ER5183、ER5356、ER5654、ER5556在大于65℃的温度下使用。
2．表中无填充金属的地方表示不推荐这种铝合金组合。
3．带*的表示在某些场合也可使用。