热裂纹是某些合金体系在焊接中常常出现的问题。在钢中，热裂纹是由硫等杂质引起的，这些杂质会形成低熔点的硫化物共晶组织。然而在铝合金中却有意的加入了其他的合金元素，这些合金元素会形成一系列的共晶，使其凝固点远低于材料中主相的熔点。如果这些共晶组织的熔点与主向的熔点相差较大，那么在凝固过程中就会沿晶界形成液体膜，随着金属的冷却和收缩这些液体薄膜会出现分离，最后出现热裂纹。所有铝合金在某种程度上都容易发生这种形式的裂纹。
6xxx系铝合金的热裂纹问题一直是铝合金焊接中主要考虑的问题。在焊接6xxx铝合金时可以选用其他合金体系的焊接材料来避免热裂。常用的焊接材料有含Si元素的4xxx焊材，如4043或4943；或者焊Mg元素的5xxx焊材，如5356或5183。使用这两个系列的焊材都能够降低焊接过程中的裂纹敏感性。
其他可以避免热裂纹的方法
从前边的讨论中可以看出，焊材的选用是焊接6xxx铝合金时重要的工艺措施，其作用就是为了降低母材本身的焊接热裂敏感性。但是另一个问题又来了，在有些情况下我们是不希望使用焊接材料的，那么在这种情况下我们应该采取什么措施才能避免焊接热裂纹呢？这个时候你可以在应力方面去考虑。有研究表明在焊接过程中对焊缝施加外部压应力可以减少或消除焊接凝固过程的拉应力，从而防止焊缝开裂。最为典型的例子就是电阻点焊，焊接过程无填充金属，母材熔化后通过外部的压应力实现工件，焊接无热裂纹出现。
冷喷涂方法
事实上其他的方法也可以避免焊接热裂纹出现，最近我就发现一种并且认为是非常创新的方法。这种方法是先利用冷喷涂对6xxx铝合金待焊表面进行预处理，先喷涂上一层富Si涂层，然后再使用激光焊实现6xxx铝合金的自熔焊接。
冷喷涂（更为准确的说法是冷气体动力喷涂）是一种高质量金属基材料的涂层制备技术。冷喷涂技术是将粉体材料在基体表面沉积成层或其他结构，其原理是使用1.5-4.0Ma范围内的高压气体将直径在5-50μm范围内的粉体颗粒沉积到基体表面。喷涂过程中粉体颗粒温度保持在熔化温度以下，接近环境温度，因此人们称其为冷喷涂。
冷喷涂的出现为焊接过程中焊材的置入提供了新手段，比如当焊接复杂的装配组件时，由于空间有限，传统的丝材或箔材无法置入，这时就可以使用冷喷涂技术预先在不规则的焊接表面预置焊材层。
英国焊接研究所已经成功的通过使用冷喷涂预置焊材克服了铝合金开裂问题，见图1和图2。
图 1 6061铝合金的激光自熔焊及典型的焊接热裂纹（英国焊接研究所提供）
图2 汽车门板的自熔激光焊接，焊接前先通过冷喷涂技术预先将铝/硅粉喷涂在母材表面，再使用激光焊进行自熔
固相连接焊
除以上所述外，还有一些焊接方法可以在不加丝的情况下成功地焊接6xxx铝合金。比如固相连接。固相连接通过压力实现材料连接，但焊接过程中母材不熔化，因此没有凝固过程，从而避免了热裂纹的出现。以下列出了一些常见的固相连接方法。
摩擦焊
摩擦焊属于热—压焊接方法，焊接过程中利用被焊工件间的相对运动所产生的热量，同时在压力作用下实现连接。焊接过程首先需要达到足够的热量和压力使被焊工件达到流塑性状态从而去除工件表面的氧化膜和其他杂质，之后相对运动立即停止形成接头。
搅拌摩擦焊
搅拌摩擦焊可以在较为宽泛的厚度范围内实现材料的对接或搭接。焊接过程中由第三方不参与冶金过程的搅拌针插入待焊接区域并高速旋转，与母材产生足够的热量，然后搅拌头沿焊接方向移动，焊接接头形成。
超声波焊接
超声波焊接是在压力作用下，利用高频振动能量将搭接工件接触部位的氧化膜去除从而实现材料的连接。超声波焊接设备主要有四个组成部分：用于产生高频电能的电源；将高频电能转换为超声波振动能的转化器；用于将振动能传递到工件的介质以及提供足够焊接压力的空压机。高频振动能可以破除铝合金表面的氧化膜，从而在压力作用下实现材料的冶金结合。超声波焊接是真正的固相连接，因为振动能产生的热量处于较低数量级，不会引起被焊材料的局部熔化。
结论
虽然在6xxx铝合金的焊接过程中可以采用多种措施来避免热裂纹问题，比如外部施加压应力，但是在采用弧焊进行6xxx铝合金的自熔焊时极易出现焊接热裂纹，这时还是建议选择其他的焊接方法或手段。
