铝合金固态工件熔焊焊接质量分析显微镜
铝合金可以通过熔化或者固态加工而结合。机械紧固，即螺栓连接、
铆接等，更多涉及的是设计而不是制造，在此不加详细论述。在熔接过程
中，热源既可以使填充物聚集（铜焊）、工件接头边缘化（焊接），或者
是当热源退散时使固态金属达到其熔化温度，这样就能形成轻质密封的接
头。因此，铝罐、压力容器、传输管以及集装器常常通过焊接而成。
固焊就是不使用填充物而直接在固态工件上进行操作。干净的金属表
面在不断升高的温度下接合并形成接头，此过程不涉及熔化。
由于铝极易氧化，因此在焊接温度下必须使用惰性气体覆盖铝合金表
面。在气压作用下，铝氧化物在大约2 050℃的条件下仍能保持稳定，这远
远超过了纯铝的熔化温度660℃。因此，常使用一些机械方法来移除这些厚
重的氧化物，如物理敲碎或者化学腐蚀。在焊接之前，多种形式的熔焊可
用于氧化物的局部清理。以熔焊为基础，负极清理可以达到表面清理的效
果。在这种模式下，极性逆转使得电子流出而正离子流人工件表面。在逆
转的极性下，正离子滞留在氧化物表面，围绕在薄铝氧化物层处诱发强电
场。伴随着电场的衰落，铝氧化物局部受损破坏。在键孔模式下的等离子
焊接操作（从焊接板中射出的等离子体达到全渗透）需要焊流中的一小部
分处于逆转极性模式下，以此来清除可能会形成珠状干扰物的薄铝氧化层
。
在焊接弧作用下，油、油脂以及尘垢分解会产生氢，这样就会产生许
多孔隙。相比于同态，熔化状的铝能结合更多的氢，因此过多地暴露于氢
气中会导致固状表面的多孑L性。含锂的铝合金置于氮气中，在高温条件形
成氮化锂，这是一种具有潜在商业价值的氢存储介质，它能在初级的珠状
焊接下保存氢气，然后在后阶段的热作用下形成多孑L状。
残余应力会降低焊接强度，金属中的残余应力是南热应力下高温区域
变形及冷却到正常操作温度下维持的一些变形所致。相似地，热应力可能
使工件产生严重的变形。焊接操作置于热流中可以通过微结构的过时效来
减少附近金属中的应力。因此，在焊接过程中将金属受热体积最小化其意
义是非常重大的。
