به طور کلی، با توجه به گرمای ویژه بالا و ضریب انتقال حرارت زیاد آلومینیوم و اغلب آلیاژهای آن، حرارت زیادی برای جوشکاری ذوبی لازم است. چون شدت و نرخ حرارت در جوشکاری شعله نسبت به قوس الکتریکی کم است، پیشگرم کردن قطعات بزرگ برای جوشکاری شعله ای ضروری است. البته این پیشگرم کردن، باعث کاهش شیب حرارتی در ضمن گرم و سرد شدن و در نتیجه تقلیل تنش ها و احتمال بروز ترک و پیچیدگی نیز می شود. پیشگرم کردن به ویژه در مورد قطعات ریختگی شکسته شده با طرح های پیچیده ضروری است. درجه حرارت پیشگرم کردن برای جوش های شعله ای اکسی استیلن بین ۲۵۰ تا ۴۰۰ درجه سانتیگراد توصیه شده که مقدار دقیق آن به اندازه و ابعاد و به ویژه ضخامت قطعه بستگی دارد. در مواقع جوشکاری دو قطعه با ضخامت های مختلف، می توان قطعه ضخیم تر را تا درجه حرارت بالاتری پیشگرم نمود. در تعمیرات قطعات ریختگی ترک برداشته یا کاملاً شکسته شده، پیشگرم کردن یکنواخت در درجه حرارتی بالاتر از قطعات غیرریختگی ضروری است. در روش های جوشکاری قوس الکتریکی با گاز محافظ، پیشگرم کردن به طور معمول فقط برای قطعاتی است که دمای آن ها قبل از جوشکاری کمتر از صفر درجه سانتیگراد است، یا در مواقعی که شکل، حجم و اندازه قطعه به شکلی است که انتقال حرارت آن بسیار زیاد و مشکل آفرین است. در روش فرایند TIG با جریان متناوب (AC)، پیشگرم کردن برای قطعات ضخیم تر از mm5 و در روش فرایند MIG/MAG برای قطعات ضخیم تر از ۲۵ میلی متر توصیه می شود.

البته فرایند TIG با جریان DC مثبت بیشتر برای قطعات نازک استفاده شده و اغلب نیازی به پیشگرمایی ندارد. قطعات ضخیمی که با روش TIG با جریان DC مثبت جوشکاری می شوند نیز، نباید پیشگرم شوند زیرا حرارت ورودی زیادی در قطعه ایجاد می کند. یکی از روش های پیشگرم کردن موضعی به ویژه برای مناطق اطراف لبه اتصال، استفاده از مشعل های گازی است. دمای پیشگرمایی در حدود ۹۰درجه سانتیگراد برای نفوذ کافی جوش در این فرآیندها کافی بوده و نیازی به میزان کردن مجدد شدت جریان وجود ندارد. به هر حال، درجه حرارت پیشگرمایی برای جوشکاری آلیاژهای کار شده آلومینیوم، هرگز از ۱۵۰ درجه سانتیگراد تجاوز نخواهد کرد زیرا خواص مطلوب آلیاژهای آلومینیوم با این عمل، کاهش پیدا کرده و گاهی از بین می روند.
به طور مثال، آلیاژ آلومینیوم-منیزیم با ۴ تا ۵/۵ درصد منیزیم (۵۰۸۳، ۵۰۸۶ و ۵۴۵۶) نباید بیش از ۱۰۰ درجه سانتیگراد پیش گرم شوند زیرا مقاومت به خوردگی تنشی آن به شدت کاهش می یابد.
اغلب قطعات ریختگی آلومینیوم، که از ابعاد بزرگ و پیچیده ای برخوردارند برای کاهش تنش های حرارتی، نیاز به پیشگرمایی دارند و پس از اتمام جوشکاری باید به آرامی سرد شوند. اما درجه حرارت پیشگرمایی هرگز نباید آن قدر زیاد باشد که روی خواص مقاومت به خوردگی یا حساسیت در برابر ترک خوردن تاثیر بگذارد.

انتخاب فلز پرکننده برای جوشکاری آلیاژهای آلومینیوم :
انتخاب فلز پرکننده مناسب، یک عامل اساسی و مهم در ارتقاء سطح کیفی جوشکاری آلیاژهای آلومینیوم است. برخلاف فولادهای کربنی، که یک فلز پرکننده فقط باید استحکام کششی کافی برای فلز جوش را تامین نماید، در مورد انتخاب فلز پرکننده برای آلیاژهای آلومینیوم به فاکتورهای زیادی باید توجه داشت: از این جمله اند:
سهولت جوشکاری: یک فلز پرکننده مناسب باید کلیه فاکتورهای مربوط به آسان تر شدن فرایند جوشکاری را تامین کند. فاکتورهایی مثل مقدار نرمی یا انعطاف پذیری سیم جوش که از یک طرف در فرایند TIG امکان شکل دادن به سیم مهیا باشد و از سوی دیگر در فرایند MIG امکان عبور سیم از درون انبر جوشکاری و غلتک های منبع تغذیه سیم به سهولت فراهم گردد. سیالیت مذاب ایجاد شده در حوضچه جوش، اگر بیش از حد یا کمتر از حد مورد نظر باشد، در هر دو صورت باعث بروز مشکلاتی در پروسه جوشکاری آلومینیوم می شود. بنابراین، برای سهولت جوشکاری توجه به میزان سیالیتی که در نهایت، مذاب آلومینیوم در اختلاط با مواد فلز پر کننده به دست می آورد الزامی است. عامل مهم دیگری که باید برای سهولت جوشکاری آلیاژهای آلومینیوم مورد توجه قرار داد، چگونگی و سرعت سرد شدن مذاب است. انتخاب صحیح فلز پرکننده می تواند بهترین نتیجه موردنظر را در مورد سرعت سردشدن حوضچه مذاب به دست دهد.
استحکام جوش: مطالعه نمودارهای استحکام کششی و استحکام برشی در انواع اتصالات جوشی آلومینیوم، می تواند ایده مناسبی در انتخاب فلز پرکننده ارائه نماید. توجه به دو فاکتور تنش تسلیم و استحکام کششی که در مشخصات فنی هر یک از الکترودها و سیم جوش های آلومینیوم ذکر گردیده، می تواند در دستیابی به استحکام جوش مناسب تاثیر به سزایی داشته باشد. پرکننده های سری۴۰۰۰، دارای شکل پذیری و استحکام برشی پایینی هستند، در حالی که پرکننده های سری ۵۰۰۰ دارای شکل پذیری و استحکامی تا دو برابر سری ۴۰۰۰ می باشند.
شکل پذیری جوش: توجه به عدد انعطاف پذیری محاسبه شده برای هر فلز پرکننده درصد ازدیاد طول از روی مشخصات فنی ارائه شده، می تواند در دستیابی به انعطاف پذیری و شکل پذیری مناسب برای جوش، کمک موثری باشد. انعطاف پذیری فلزات پرکننده آلومینیوم بین ۱۲ تا ۳۵ درصد متغیر است. بیشترین درصد انعطاف پذیری فلزات پرکننده آلومینیومی مربوط به سیم جوش AWS A5.10-88:ER1100 یا DIN1732:SG-A199.5Ti و کمترین آن مربوط به آلیاژ AWS A5.10-88:ER4047 است.
درجه حرارت کار: سعی در انتخاب فلزات پرکننده ای که در دماهای نزدیک به نقطه ذوب فلز پایه، ذوب شده و جوشکاری نمایند نیز عامل مهمی است که باید در هنگام انتخاب فلز پرکننده مدنظر قرار گیرد.
مقاومت در برابر خوردگی: فلزات پر کننده ای که در آن ها مقادیر قابل توجهی منیزیم موجود باشد، به دلیل افزایش مقدار رسوب Al₂Mg₃ در بین دانه ها و جدایش منیزیم از مرزدانه ها، و در نتیجه خطر خوردگی بین دانه ای و بروز ترک تا جای ممکن نباید به کار گرفته شوند. استفاده از AWS: ER5654 بهترین مقاومت به خوردگی را در جوش ایجاد می کند.
عملیات حرارتی پسگرمایی: انتخاب یک فلز پرکننده که در ترکیب با فلز پایه، فلز جوشی ایجاد کند که قابل عملیات حرارتی پسگرمایی باشد، می تواند بسیاری از مشکلات و معایب جوشکاری آلومینیوم را برطرف سازد. پرکننده هایی مثل AWS: ER4643 که بعد از جوشکاری قابل عملیات حرارتی بوده و استحکام از دست رفته جوش به وسیله عملیات حرارتی پسگرمایی روی آن، تا دو برابر قابل جبران است، یک نمونه از این دسته است که به ویژه برای جوشکاری آلیاژهای سری ۶۰۰۰ توصیه شده اند.
حساسیت نسبت به ترک: موضوع دیگری که باید در رابطه با انتخاب فلز پرکننده مدنظر قرار گیرد، مساله حساسیت به ترک می باشد. آلیاژهای سری ۵۰۰۰ (منیزیم دار) بیشترین استحکام را در بین آلیاژهای آلومینیوم داشته و غیرقابل عملیات حرارتی اند. به طور کلی، اگر مقدار منیزیم بین ۵/۰ تا ۸/۲ درصد باشد، یک ترکیب مقاوم در برابر بروز ترک ایجاد می نماید که ضمناً با فلزات پرکننده گروه ۴۰۰۰ مثل ER 4043، ER 4047 یا ER 4145 قابل جوشکاری هستند. این موضوع، در مورد آلیاژهای فلز پایه سری ۴۰۰۰ که محتوی سیلیسیم بوده و غیرقابل عملیات حرارتی اند نیز قابل بررسی است. آلیاژهای تا کمتر از یک درصد سیلیسیم، در مقابل ترک مقاوم می باشند و هنگامی که مقدار سیلیسیم از یک درصد تجاوز کند، حساسیت به بروز ترک آنها به شدت افزایش می یابد.
استانداردها، برای انتخاب فلزات پرکننده در فرآیندهای مختلف جوشکاری، کدهای مناسب و آزمایش شده ای ارائه کرده اند که تعدادی از آلیاژهای مشابه، با کاربردهای مشابه در یک کد قرار داده شده اند. این کدها برای جوشکاری آلومینیوم در استاندارد AWS به قرار زیر هستند:
AWS: SFA A-5.3 : انتخاب الکترودهای دستی به روش MMA برای جوشکاری آلومینیوم و آلیاژهای آن.
AWS: SFA A-5.10: سیم جوش های آلومینیوم و آلیاژهای آن برای جوشکاری TIG و MIG/MAG.
AWS: SFA A5.12: استاندارد الکترودهای تنگستن برای جوش TIG.

مروری بر تحقیقات گذشته
در تحقیقی که توسط Kaçar ^[۳۳]و همکارانش[۶]، انجام شد، رفتار سایشی آلیاژ۲۰۲۴ کار شده آلومینیوم در شرایط تریبولوژیک متفاوت بر مبنای شرایط نگاهداری (با گذشت زمان) بررسی شده است. بدین منظور، آلیاژ در ۵ دمای متفاوت و در دوره های زمانی گوناگون در دستگاه تست سایش مدل دیسک و پین (در دمای اتاق به مدت یک هفته، در ۱۲۰ درجه سانتیگراد به مدت ۲۴ ساعت، در ۱۵۰ درجه سانتیگراد به مدت ۱۸ ساعت، در ۱۶۰ درجه سانتیگراد به مدت ۱۶ ساعت، در ۲۰۰ درجه سانتیگراد به مدت ۲۰ ساعت) با بهره گرفتن از سمباده های ساینده ی متفاوت (کاغذ های SIC، ۵،۱۱، ۱۸ و ۳۰ مش) نگاه داشته شد. به علاوه، تاثیرات سرعت های متفاوت (m/s 0.078 ، m/s 0.156، m/s 0.208 و m/s 0.338) و مقادیر بار گوناگون بار گذاری (۶، ۴۵، ۹، ۹، ۳ و N 11) بر مقاومت به سایش آزمایش گردید. مقادیر کاهش وزن اندازه گیری شده و سطوح سایش آزمایش گردید. نتایج نشان داد:
۱- حداکثر مقاومت به سایش برای نمونه های نگاهداری شده به شکل طبیعی در دمای اتاق به مدت یک هفته مشاهده شد.
۲-کاهش وزن با افزایش اندازه سمباده ساینده افزایش یافت.
۳-کاهش وزن با افزایش سرعت افزایش یافت.
۴- کاهش وزن با افزایش بار مورد استفاده افزایش یافت.
۵- عمق اثر سایش نشانه های فرسودگی در نمونه ای که به صورت طبیعی در دمای اتاق به مدت یک هفته نگاه داشته شده بود، نسبت به نمونه ای که در ۲۰۰ درجه سانتیگراد به مدت ۲ ساعت قرار داشت،کم تر بود.
۶- با توجه به ارزیابی های متالوگرافیک نمونه ها، فاز بین فلزی CuAl₂ همراه با دمای نگاهداری افزایش یافت.
در تحقیقی که توسط دهقانی و همکارانش[۷] انجام شد، اتصالات ضربه ی بدون نقص آلیاژ آلومینیوم ۳۳۰۰ با صفحات فولاد نرم با ضخامت ۳ میلی متر با بهره گرفتن از جوش اغتشاشی اصطکاکی ایجاد شده است. یک مدل حرارتی ساده برای جوش اغتشاشی اصطکاکی مشابه گزارش شد و از آن برای بررسی تأثیرات سرعت جوش، سرعت چرخش و قطر شانه ی ابزار بر روی ریزساختار و ویژگی های جوش متفاوت استفاده شده است. مقایسه ی بین ریزساختار، فلزات بین نشین و قدرت جوش همگی هماهنگی مناسبی را بین نتایج و عامل ورودی حرارت محاسبه شده ی حاصل از مدل نشان داده اند. نتایج را می توان به صورت زیر خلاصه نمود: نتایج نشان داده اند که در سرعت جوش ثابت، افزایش سرعت چرخش ابزار از ۴۵۰ تا ۷۰۰ دور در دقیقه سبب افزایش حرارت ورودی منطقه ی جوش و تونل شده و حفره ای در آن شکل می گیرد که نتیجه ی آن کاهش استحکام کششی نهایی اتصالات از ۱۱۲ مگاپاسکال تا ۲۰ مگاپاسکال می باشد. در سرعت چرخش ثابت، استحکام کششی نهایی از ۲۸ مگاپاسکال تا ۱۰۰ مگاپاسکال با کاهش عامل ورود حرارت به دلیل افزایش سرعت جوش افزایش یافته است. نتایج نشان داده اند در صورتی که پخت در منطقه ی جوش اتفاق افتد، استحکام اتصال کاهش می یابد. ودر نهایت ضخامت لایه ی بین فلزی افزایشی که از ۸/. تا ۸/۷ میکرومتر با افزایش عامل حرارت ورودی نشان داده است. با بهره گرفتن از شانه ی باریکتر حرارت ورودی جوش کاهش یافته و به این ترتیب استحکام کششی نهایی قسمت اتصالی افزایشی را به ۱۴۶ مگاپاسکال نشان داده است.
Elangovan و همکارانش[۸] تأثیر عملیات حرارتی پس از جوش بر روی ویژگی های کششی اتصال های آلیاژ آلومینیومی AA6061 جوش اغتشاشی اصطکاکی بررسی کردند. صفحات نورد شده ی آلیاژ آلومینیوم AA6061 با ضخامت ۶ میلی متر برای ساخت قسمت های اتصالی استفاده شده . عملیات محلولی و پیرسازی مصنوعی وترکیبی از هر دوی آن ها برای آماده سازی اتصالی جوش خورده لحاظ گردید. ویژگی های کششی مانند استحکام تسلیم، استحکام کششی نهایی، افزایش طول و بازدهی اتصال همگی ارزیابی شدند. ریزساختار قسمت های اتصالی جوش خورده با بهره گرفتن از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ انتقال الکترونی آنالیز گردید و نتایج حائز اهمیت زیر حاصل گردید:
۱- از میان سه روش گوناگون که در این تحقیق ارائه گردیده است، یک پیرسازی مصنوعی ساده سبب افزایش خواص کششی قسمت های اتصالی آلیاژ آلومینیوم AA6061 جوش اغتشاشی اصطکاکی شده است.
۲- از آنجایی که قسمت های اتصالی جوش خورده ی آلیاژ AA6061 کارایی اتصال ۶۶ درصد را حاصل نموده است، این مورد به کارایی اتصال ۷۷ درصد با پیرسازی مصنوعی افزایش یافته است.
۳- توزیع یکنواخت، تقویت ظریف تر رسوبات ، اندازه ی کوچکتر دانه، کمبود منطقه ی بدون رسوبات و تراکم تغییر موقعیت بیشتر در مقایسه با قسمت های اتصالی تیمار حرارتی شده ی دیگر دلایلی هستند که برای خواص کششی برتر قسمت های اتصالی کهنه شده به صورت مصنوعی مورد استفاده قرار می گیرد.
Kennedy و همکارانش[۹]، مروری بر کاربرد لیزرهای دیود نیروی بالا در سخت شدن سطحی داشتند. سخت شدن سطحی لیزری اگرچه در طول چندین سال به عنوان تکنولوژی جدید مطرح شد اما هنوز هم در مراحل ابتدایی قرار دارد. این فرایند شامل استفاده از تشعشع لیزری با توان بالا برای عملیات حرارتی سریع سطح فولاد در منطقه ی آستنیت می باشد. به دلیل نرخ بالای انتقال حرارت، گرادیان دمای بالا ایجاد می گردند که نتیجه ی آن سرمایش سریع نمونه می باشد. این مورد سبب می شود که تغییر شکل از آستنیت تا مارتنزیت بدون نیاز به فشار خارجی امکان پذیر گردد. مکانیزم های دیگر برای سخت شدن حرارتی برخی از آلیاژهای غیر آهنی مطرح هستند.
تا همین اواخر، استفاده ی گسترده از لیزرها برای فرآوری مواد با توجه به اندازه ، پیچیدگی و نیز هزینه های سرمایه گذاری بالای سیستم های لیزری محدود می شده است. این سیستم های لیزر حالت جامد و مولکولی امروزه راه را برای تولید لیزرهای جدید باز نموده است که تحت عنوان لیزرهای دیودی توان بالا و یا HPDL ^[۳۴] خوانده می شوند. طول موج ساطع پراکنده شده اجازه می دهد تا جذب فلزی بالا اتفاق افتد که هنگام جفت شدن با پروفایل های پرتو زمانی و فضایی اجازه می دهد که HPDL کارایی بالایی را حاصل نماید.
مقاله ی مروری حاضر تلاش می نماید تا حضور سخت شدن لیزر را نشان داد و بعضی از منافع آن را در مقایسه با روش های سخت شدن مرسوم نشان می دهد. توصیفی از ایجاد و عملکرد HPDL با تأکید بر عوامل فنی و اقتصادی صورت پذیرفته است که مزایایی را برای کاربردهای سخت شدن سطحی نشان می دهد.

چندین سال گذشته با معرفی لیزرهای دیود توان بالا تراکم توان در محدوده ی ۱۰^۴ تا۱۰^۵ وات بر سانتی متر مکعب همراه بوده است. برای کاربردهایی که در آن ها تراکم نیروی متعادل بدون محدودسازی کیفیت پرتو بالا مورد نیاز است، HPDL های امروزی یک شرایط اقتصادی و راه حل ایده آل را برای تلفیق در سیستم های ماشینی مرسوم و رباتیک پیشنهاد می دهند. کاربردهای عملیات حرارتی برای تکنولوژی HPDL مطرح شده است زیرا ذاتاً ثبات پرتو را با پروفایل های مناسب نشان می دهند که نتیجه ی آن گرمایش یکنواخت در یک منطقه ی نسبتاً وسیع می باشد. اگرچه HPDL هنوز کیفیت پرتو کامل را حاصل ننموده و یا تشعشع مورد استفاده در اغلب کاربردهای حفاری و برش را ایجاد ننموده و کارایی بالا، اندازه ی متراکم و هزینه های سرمایه ی همیشه در حال کاهش را سبب می شود که تحقیقات در زمینه ی این کاربردها و توسعه ی آن ها ادامه یابد.
در تحقیق Cho و همکارانش[۱۰] تأثیر مقادیر سیلیسیوم بر روی سخت شدن سطحی آلیاژ آلومینیوم – سیلیسیوم توسط فرایند شات پینیگ بررسی شد.
این بررسی برای آلیاژهای آلومینیوم – سیلیسیوم (آلومینیوم – ۷/.، ۱۱/. ، ۱۸/. سیلسیوم) مورد بررسی قرار گرفت. افزایش سختی با شاتپینیگ هنگامی بدست آمد که محتوای سیلیسیوم در آلیاژ آلومینیوم – سیلیسیوم با افزایش مواجه شده است. ذرات سیلیسیوم ظریف تر و توزیع متراکم تر موارد مشاهده شده در آلومینیوم – ۱۸/. سیلیسیوم نسبت به آلومینیوم – ۷/. سیلیسیوم بوده است.