金属填充铝合金ER4043和ER5356是铝加工行业中使用最广泛的两种填充金属，已有65多年的历史。有些人认为这两种填充金属可以焊接所有的铝合金，因为它们太熟悉了。显然，这是不正确的。在一些特殊应用中，通常需要其他填充金属来生产适合特定要求的焊缝。

　　但在大多数日常焊接应用中，ER4043或ER5356就足够了。一般认为，6005、6061、6063、6082、6351等所有可弧焊6系铝合金均可使用ER5356进行焊接。此外，5005、5050、5052等可弧焊6系铝合金和镁含量低于2.5%的5系铝合金均可使用ER4043进行焊接。然而，从母材化学成分的角度来看，焊丝的选择有很大的局限性。因此，在选择这两种焊丝之前，最好考虑以下填充金属的特性。

　　焊丝的实际应用特点

　　铝合金填充金属常见的一个基本常识是，ER4043是铝填充金属，主要添加5%硅，ER5356是铝填充金属，主要添加5%镁。

　　（1）ER4043不建议焊接任何镁含量超过2.5%的镁基合金(5系列)，如5086或5083，主要是因为ER4043填充金属中的大量硅会与母材中的镁结合，降低机械性能。

　　（2）ER4043可适用于工作温度超过1500℉（66℃）工作环境。相反，ER5356填充金属不适用于长期高温环境，因为它含有5%的镁。如果在这样的环境中使用，可能会导致铝镁基体具有高阳极性的沉淀物形成连续的晶界网。这将导致焊接结构过早失效。

　　（3）ER焊态下4043填充金属的延展性比ER低5356。如果焊后需要成型，请考虑这一特点。另外，如果使用ER4043年，由于这种延展性差异，在进行焊接工艺评价和焊工技能评价的导向弯曲试验时，需要设置特殊的弯曲标准。

　　（4）ER4043焊丝比ER5356更软。通常，当气体金属电弧焊时（GMAW）当时，焊丝的进给性较差。与钢相比，任何铝焊丝的进给性都是一个问题，尤其是直径较小的焊丝。低硬度填充金属，如1xxx和4xxx这个问题会使系列更加复杂。

　　（5）ER4043填充金属通常比ER5356提供更高的可焊性等级和更低的裂纹敏感性。ER4043产生的焊缝通常外观更好，表面更光滑，飞溅更少，焊缝污渍更少。因此，ER对焊工来说，4043填充金属更有吸引力。

　　(6)焊后如有阳极氧化要求，不建议使用ER4043填充金属，因为它通常在阳极氧化后变成深灰色。而且ER阳极氧化后，5356将提供更接近的颜色匹配，特别是在6系铝合金中。

　　(7)当要求全熔焊缝横向抗拉强度满足基体金属要求(通常用于焊接工艺评估)时，ER5356填充金属通常只能满足5005、5050、5052和5086的最低焊接强度要求，5083和5456可能不能满足其最低焊接强度要求。

　　（8）ER4043抗拉强度比ER5356低。较低的强度还涉及剪切强度，这在计算角焊缝的尺寸时非常重要。ER4043的名义焊态抗拉强度约为24 ksi，而ER名义焊态抗拉强度约为3556 ksi。两者差异很大，如果不充分理解和考虑，很可能会影响焊接结构的使用性能。

　　用金属填充4043和5356的新替代品

　　2011年，一种新型铝合金填充金属4943在铝业协会注册，并作为2012年美国国家标准-美国焊接协会的新分类（AWS）A5.10.焊条、焊丝和焊棒用于焊接耗材-铝和铝合金焊接ER4943和R4943。铝合金填充金属的设计目的是提供一种ER4043填充金属具有相同的积极特性和较高的焊接抗拉强度。ASME锅炉和压力容器规范第九章填充金属4943AWS B2.《焊接程序及性能鉴定规范》认定为4043（F23)有相同的FNumber。在名义焊态抗拉强度方面，ER4943（30 ksi）介于ER4043（24 ksi）和ER5356（35 ksi）之间。ER4943可用于ER所有适用于4043的应用环境都有相同的限制。然而，4043、5356和4943之间的一个显著区别是，-4943是一种热处理填充金属！而且不是4043和5356。填充金属ER用于6系铝合金焊后热处理时，4943能取得很好的效果。

　　结语

　　许多铝合金可以用4043、4943或5356填充金属焊接。但根据上述铝合金填充金属的各种特性，如果要选择最合适的填充金属，焊后结构的应用和服务条件通常是主导因素。在选择填充金属时，可以使用填充金属选择表来帮助选择最合适的填充金属。此外，还应进行工艺评估性能测试，以评估所选填充金属并验证其性能特性。

　　铝合金焊接材料的选择原则如下：

　　1.焊丝的选择

　　铝和铝合金焊丝的选择不仅要考虑良好的焊接工艺性能，还要考虑容器的使用性能要求和焊接接头的抗拉强度和塑性(通过弯曲试验)。镁含量超过3%的铝镁合金也应满足冲击韧性要求，焊接接头的耐腐蚀性也应达到或接近母材水平。因此，焊丝的选择主要考虑以下原则:

　　(1)纯铝焊丝的纯度一般不低于母材；(2)铝合金焊丝的化学成分一般与母材相等或相似；(3)耐腐蚀铝合金焊丝中耐腐蚀元素(镁、锰、硅等)的含量一般不低于母材；(4)焊接异种铝时，焊丝一般应根据耐腐蚀性高、强度高的母材进行选择；(5)不需要耐腐蚀性的高强度铝合金(热处理强化铝合金)可采用不同成分的焊丝。

　　2.焊剂的选择

　　铝和铝合金焊接时，应使用焊剂来去除表面氧化，防止熔池氧化，增加金属的流动性。气焊焊剂为钾、钠、锂、钙等元素的氯化物和氟化物。

　　3.其他焊材

　　氩弧焊接铝和铝合金应采用保护气体。保护气体为氩气、氦气或其混合物。

　　铝和铝合金焊接前最好预热。薄小铝件一般不需要预热，厚度10~15mm焊前预热可根据不同类型的铝合金进行，预热温度可达100℃~200℃。氧乙炔火焰可用于预热、电炉或喷雾

　　加热灯等。预热可减少焊件变形、气孔等缺陷。

　　铝和铝合金在高温下强度很低，液体铝的流动性好，焊接时焊缝金属容易坍塌。为了保证焊接彻底而不坍塌，焊接通常使用垫板来支撑熔池和附近的金属。垫板可采用石墨板、不锈钢板、碳钢板、铜板或铜棒。在垫板表面打开一个弧形槽，以确保焊缝的反面形成。

　　铝及铝合金焊接后留在焊缝及附近的残留焊剂和焊渣会破坏铝表面的钝化膜，有时会腐蚀铝件。因此，铝及铝合金焊接后应及时清洗。对于形状简单、要求一般的工件，焊接后可用热水或蒸汽清洗。

　　铝合金焊接材料如何选择比较好？

　　铝容器一般焊接后不需要热处理，但如果铝在容器接触介质条件下具有明显的应力腐蚀敏感性，焊接后需要进行热处理，消除较高的焊接应力，将容器上的应力降低到应力腐蚀开裂的临界应力以下，以保证焊接质量。

　　焊条的分类有哪些？

　　1）根据焊条的用途，可分为碳钢焊条、低合金钢焊条、不锈钢焊条、难焊条、铸铁焊条、镍合金焊条、铜合金焊条、铝合金焊条、特殊用途焊条等9种。

　　2)根据焊条药皮熔化后的烤渣特性进行分类；

　　（A）酸性焊条。熔渣主要由酸性氧化物组成，氧化性强，合金元素燃烧过多，机械性能差，特别是塑性和冲击韧性低于碱性焊条。同时，酸性焊条的脱氧和脱磷硫能力较低，因此热裂纹的趋势也较大。然而，这种焊条具有良好的焊接工艺，对弧长、锈不敏感，焊缝形成良好，脱渣良好，广泛应用于一般结构。

　　（B）碱性焊条。熔渣主要由碱性氧化物和铁合金组成。由于脱氧完全，合金过渡方便，可有效降低焊缝中的氢、氧、硫。因此，焊缝的力学性能和抗裂性优于酸性焊条。可用于合金钢和重要碳钢的焊接。但这种焊条工艺性能差，导弧困难，电弧稳定性差，飞溅大，不易脱渣，必须采用短弧焊。