一、铝及其合金的性能
（1）导热性强，热熔量大（约为钢的3—4倍）。
（2）线膨胀系数大（约为钢的2倍）。
（3）熔点低（660°C），其合金更低（铝合金系列为595°C，铝锌系列为475°C）。
（4）液态和固态无颜色的变化。
（5）铝合金中的锰、镁、锌等在高温极易蒸发。
（6）导电率高，特别在电阻焊接中，电能的需要比焊接钢时高。
（7）在常温中，其表面与空气形成一层致密的氧化膜（AI2O3），熔点在2050°C，氧化膜能吸附大量的水分，而形成气孔，容易引起夹渣。（因氧化膜比重与铝相近）（8）氢在铝的液态和固态的溶解比为20左右，若在焊接气体中的氢含量过高便会容易产生气孔。因此在气体金属电弧焊接中，焊缝冷却速度过快，氢不易析出而易产生气孔；而在钨极气体电弧焊接时，气孔倾向小于气体金属电弧焊接。
二、铝及其合金分类
国际上通常以美国铝协会制定的代号表示法将铝及铝合金划分为两大系列。
1.变形铝合金
采用一个四位数系统。
2.铸铭及其合金
铸铝及其合金的成分可用一个三位数系统后跟一个小数点与数字来表示。在铸锭熔化和加工后在化学成分上应符合铸造规范的要求。铸铝及其合金成分系列如表14—2：
三、铝及其合金在车身中应用与维修注意事项
近年来，汽车制造企业在汽车的结构设计、制造技术、材料选用等方面进行了大量的研究，希望能够研发出安全可靠、节能环保的新型汽车。而在通常情况下，车身的自重大约会消耗70%的燃油，所以，降低汽车油耗研究的首要问题便是如何使汽车轻型化。使汽车轻型化应首先从材料轻量化人手，这样不但可以减轻车身自重、增加装载质量、降低发动机负载，同时还可以大幅减小底盘部件所受的合力，使整车的操控性、经济性更加出色。而有“轻金属”之称的铝金属，由于其质轻、耐磨、耐腐蚀、弹性好、比刚度和比强度高、抗冲击性能优、加工成型性好和再生性高等特点，成为汽车轻型化首选材料。铝合金车身汽车也因其节能低耗、安全舒适及相对载重能力强等优点而备受关注。
铝在汽车上的使用量有逐年递增的趋势，局部或整体使用铝材的车型有很多，如宝马、奥迪、沃尔沃、陆虎等。提到铝质车身，很多人会将其与家中的铝锅、铝盆等厨房用具联系起来，认为它质地柔软，易发生变形。其实车身所使用的铝材基本都是合金铝，通过增减合金元素的配比和采用适当的热处理工艺等，使其达到所需性能。目前，用于汽车车身板材的铝合金主要有A1—Cu—Mg（2000系），A1—Mg（5000系）和A1—Mg—Si（6000系）3种。
6000系合金铝由于其可塑性好、强度高，成为许多汽车生产商的首选新型车身材料。如欧洲的汽车生产商一般会使用成型性能较好的6016系合金铝作为主要的车身板材；而美国的汽车生产商则使用具有足够强度的6111系合金铝作为车身的主要板材。
对于车身的不同部位、不同构件，所使用铝材的合金成分、种类和热处理工艺也并不相同。如车辆的保险杠骨架、加强梁或侧防撞梁等，所使用的铝材都应有足够的强度和韧度，在发生碰撞时要有良好的吸能特性（比钢板增加50%左右）；车辆传动系使用铝质构件，不但具有足够的强度和韧度，同时还具备良好的导热能力。事实证明，汽车使用铝材确实取得了良好的社会效益和经济效益。不同类型铝合金在宝马E60车身前部的应用如图14—1所示。
铝镁合金（5000系）不用于外部面板的复杂深冲件。铝镁合金的屈服点范围为110—160N/mm2，最大抗拉强度为300N/mm2。Al—Mg（5000系列）的铝镁合金主要用于内件，如BMWE60的前隔板。
铝镁硅合金（000系）对强度或表面质量要求较高时，可以使用6000系列的铝镁硅合金。因为与5000系列合金相比，6000系列合金成型时不会产生滑移带，所以可用于外部面板。6000系列合金主要用于要求强度高的外部件和结构件。例如在BMWE60上车前盖由6000系列合金制造。
防撞铝合金。为保证发生碰撞时发动机支架按规定溃缩并由此吸收尽可能多的能量，BMW与Alcan公司合作开发了高强度的铝硅镁防撞合金。这种合金的屈服点为160N/mm2，最大抗拉强度为240N/mm2。这种类型的合金首次用于制造E60的发动机支架。
铸铝合金。使用铸件的目的是将各项功能高度集中在一个部件中。BMW车辆使用的铸铝合金中铜含量最低，以便排出腐蚀危险。E60中使用的GAlMg5Si2Mn合金屈服点范围为140—220N/mm2，最大抗拉强度为240N/mm2。
BMWE60中使用的压铸铝合金部件是弹簧支座。
当然，汽车使用铝材也存在一些不足。一旦发生交通事故，铝质车身的维修费用较高，由于铝材的熔点较低、修复性能差，维修技师需要使用专用铝车身修复工具与设备及特殊的工艺方法进行修复。
铝质板件的厚度通常是钢质板件厚度的1.5—2倍。
其熔点较低，在加热时极易发生变形。碰撞变形后，受加工硬化的影响区很难二次成形，如果强行修复会使受损部位图14_2BMWE60弹簧支座出现裂纹断裂。所以，当铝材受到一定程度的损伤后，应对’
受损部件进行分解或总成更换。在进行铝质结构件更换时，连接处一般很少采用钢质车身修复所采用的焊接方法，而是采用粘接或粘接和铆接共用的方法，由于更换铝质板材的费用比较高，所以，维修技师对一些轻微损伤的面板会采取整形的方法进行修复。不过，修复工作应在充分了解铝材特性的基础上，小心谨慎地进行。
由于铝材的可延展性较强，在受到碰撞后，很难恢复至原来的形状和尺寸。维修技师修复时可使用木锤或橡胶锤进行砧锤错位敲击，以减少铝材的延伸。如必须采取砧锤对位敲击，应采用多次的轻敲，否则将会加重铝材的损伤程度。铝板修复前，首先区分其变形的类型。对隆起部位使用木锤或橡胶锤进行弹性敲击，以释放撞击产生的应力，这样可减小坚硬折损处弯曲的可能性。凹陷部位修复时不要使其每次升起得太多，应避免拉伸铝材。在铝质面板修复时，也可使用铝整形机对损伤部位进行校正。在修复到位后使用专用工具；介子机焊接螺母齐根剪下、打磨平整即可。对于钢车身来说，当面板和内层结构同时发生变形时，可以采取内外层分离、分别修整后折边咬合的修复方法。但对于铝质面板，就不能使用这种方法了。如果采用这种方法修复铝质面板，折边部位会由于铝的韧度较差而出现裂纹或断裂。
整形操作。在进行铝板校正前，应对铝板进行适度的加热，这与传统的钢板修复有着明显的区别。校正钢板一般应尽量避免加热，以免降低钢板的强度。而在修复铝板时，必须利用加热的方法增加铝板的可塑性。如果不加热，施加校正力会引起铝板开裂。但由于铝熔点较低（660°C），如加热过量会造成铝材变形或熔化。所以，在对铝板进行加热前，应使用120°C的热敏涂料或热敏“笔”在损伤部位周围，画一个半径20—30mm的环状标志。这样在加热过程中可以通过颜色的变化，对温度进行实时监控。
消除整形缺陷。当铝质面板发生延伸时，可采取热收缩的方法进行处理。操作时应缓慢冷却收缩部位，不可使其急速降温，从而避免过度的收缩造成板材变形。另外，铝板修复时禁止使用钢质车身修理时所使用的收缩锤或收缩垫铁，以免造成损伤部位开裂。
一、车身铝板的整形
1.损伤分析并确定方案
注意：如有破裂、穿孔、凹陷在线条上且应力集中、扭曲严重、板与内架分离等情形之，需更换.
2.确认损伤范围
方法与钢板类似，利用视觉及手感方式。
3.加热准备
将未受损处用湿布覆盖，以免加温时热传导超过受损区域。温度标签放置在加热区域附近约50mm处。
4.加热操作
利用燃烧气体加热，加温过程中一旦温度超过200°C或者是热敏涂料干燥时，需停止继续加温。
5.锤击
注意：
（1）铝合金冷却速度快，在加温之后需立即进行敲打整平作业。
（2）如果在角落棱线处初步修护时，表面可能还有折痕及应力存在。
（3）重复使用整平锤及垫铁敲击使表面平顺。
（4）角落处也是利用垫铁进行修平。
6.局部缺陷修整
（1）将局部缺陷处利用热风枪直接加温，加温时间约在30S。
（2）加热后需利用整平锤实施整平作业使其恢复形状，如图14—6所示。
图14—6缺陷修整
通过上述步骤铝板仍未整平，重复上述步骤，进行加热敲打并且整形。
7.除油施涂钣金腻子
按照涂装的方法施涂钣金腻子，注意不能施涂普通原子灰。
二、铝板焊接操作
铝及其合金的焊接通常使用惰性气体保护焊，因铝及其合金的性能，其施工要求有其特殊性。
在进行铝车身修复前，应查看相关资料以确认板材的成分，并严格按照厂家的要求进行修复操作，不该焊接的部位绝不能进行焊接。
2.焊丝选用
铝及铝合金焊丝选用，应综合考虑母材的化学成分、力学性能和使用条件等因素，应根据焊接工件材料牌号，选用相同焊丝材料牌号进行焊接，可以获得优良的焊接质量（宜参见中华人民共和国国家标准GB50236选用），并应符合：
（1）纯铝焊接时，应选用纯度与母材相近的焊丝。
（2）铝镁合金焊接时，应选用含镁量等于或略高于母材的焊丝。
（3）铝锰合金焊接时，应选用与母材成分相近的焊丝或铝硅合金焊丝。
（4）异种铝合金焊接时，应选用与抗拉强度高的母材相近的焊丝。
（5）铝及铝合金焊接时，也可用母材切条作填充金属。
3.清洁
（1）清理要求
焊前应对焊件坡口、垫板及焊丝进行清理，否则焊缝抗腐蚀力下降，并且容易引起气孔。
（2）清理方法
先用丙酮或四氯化碳等有机溶剂除去表面油污，两侧的清理范围不应小于50mm。清除油污后，坡口及其附近的表面可用锉削、刮削、铣削、不锈钢丝刷或使用装有80号砂轮的砂轮机磨去周围的涂层，应清理至露出金属光泽，使用的清洁工具应定期进行脱脂处理。清理好的焊件和焊丝不得有水迹、碱迹或被沾污。
4.环境及工具
注意：焊钢用的工具不能用于焊铝，铝必须在无尘、干燥的环境下焊接或保存。工作时必须穿戴干净的工作服和手套。铝对划痕的影响很敏感，因此不能用尖锐的刻画工具刻痕或打印记。通常，可采用铅笔进行标记。在用挤压、锤击和火焰矫正法矫正铝的变形时也必须遵循上述原则。此外，火焰矫正法只有在向厂商咨询后才能实行。根部间隙焊接时，易产生氧化物夹杂，为了防止夹杂，可采取先打底焊，敲渣后再封焊的措施，也可以采取使用垫板的方法。
5.保护气的选用
用纯氩作为保护气能保证稳定的熔滴过渡，但在焊缝强度和防止氢气孔方面比采用氩与氦混合气的效果要差。实践证明含有30%—70%氦的氩与氦的混合气有许多优点。最常用的混合气是50%的氦和50%的氩。对于相同的弧长，氦的含量越高，电弧电压越高。不同氩与氦混合比下的焊接效果如图14—8所示。
图14—8不同混合比下焊接效果（1）气体流量
短路电弧12—15L/min；喷射和脉冲电弧15—20L/min。
（2）焊缝形状
氦的含量越高，焊缝越宽，熔深越深，焊缝成形越好。并且可用于高速焊接。
6.调整工艺参数
按照焊机的使用说明调整电压和送丝速度，但说明书上给出的数值一般只是大概的数值，维修技师应该根据自己的经验和实际情况做出相应的调整。进行钢质车身焊接时，电压和送丝速度调整到正常值，焊接部位会发出平稳清脆的“吱吱”声，而铝材焊接时会发出平稳沉闷的“嗡嗡”声。
7.定位焊
在对焊件进行定位焊时，应采用与正式焊接相同的焊丝和焊接工艺。
8.焊接操作
引弧—左焊法—收弧。
注意：在进行铝质板材焊接时，应使用铝焊丝，相对于焊接钢质车身气体流量应增加50%，焊枪与焊接部位应接近垂直，并且采用正向焊接法（左焊法，图14—9）。不能在铝板上进行逆向焊接（向前推焊接），以免熔池过热造成塌陷或击穿；进行立焊时，应从下面开始向上焊接。
9.铝及铝合金焊接缺陷原因与防治
头常见的缺陷主要有焊缝成形差、裂纹、气孔、烧穿、未焊透、未熔合、夹渣等。
（1）焊缝成形差
焊缝成形差主要表现在焊缝波纹不美观，且不光亮；焊缝弯曲不直，宽窄不一，接头太多；焊缝中心突起，两边平坦或凹陷；焊缝满溢等。
（1）产生原因：焊接规范选择不当；焊枪角度不正确；操作不熟练；导电嘴孔径太大；焊接电弧没有严格对准坡口中心；焊丝、焊件及保护气体中含有水分。
（2）防止措施：反复调试选择合适的焊接规范；保持焊枪合适的倾角；加强技能训练；选择合适的导电嘴径；力求使焊接电弧与坡口严格对中；焊前仔细清理焊丝、焊件；保证保护气体的纯度。
（2）裂纹
铝及铝合金焊缝中的裂纹是在焊缝金属结晶过程中产生的，称为热裂纹，又称结晶裂纹。其形式有纵向裂纹、横向裂纹（往往扩展到基体金属），还有根部裂纹、弧坑裂纹等等。裂纹将使结构强度降低，甚至引起整个结构的突然破坏，因此是完全不允许的。
（1）产生原因：焊缝隙的深宽比过大；焊缝末端的弧坑冷却快；焊丝成分与母材不匹配；操作技术不正确。
（2）防止措施：适当提高电弧电压或减小焊接电流，以加宽焊道而减小熔深；适当地填满弧坑并采用衰减措施减小冷却速度；保证焊丝与母材合理匹配；选择合适的焊接参数、焊接顺序，适当增加焊接速度，需要预热的要采取预热措施。
（3）气孔
在铝及铝合金MIG焊中，气孔是最常见的一种缺陷（图14—10）。要彻底清除焊缝中的气孔是很难办到的，只能是最大限度地减小其含量。按其种类，铝焊缝中的气孔主要有表面气孔、弥散气孔、局部密集气孔、单个大气孔、根部链状气孔、柱状气孔等。气孔不但会降低焊缝的致密性，减小接头的承载面积，而且使接头的强度、塑性降低，特别是冷弯角和冲击韧性降低更多，必须加以防止。
（1）产生原因：气体保护不良，保护气体不纯；焊丝、焊件被污染；大气中的绝对湿度过大；电弧不稳，电弧过长；焊丝伸出长度过长、喷嘴与焊件之间的距离过大；焊丝直径与坡口形式选择不当；在同一部位重复起弧，接头数太多。
