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作为钢材的替代品，铝在焊接行业中一直处于增长态势。因此，参与这些项目的人员需要了解这种材料，包括合金类型、它们如何在 HAZ 获得强度，以及焊接时强度的潜在变化。
变形铝合金有七个系列。每一个系列在应用和特性方面都各不相同。
系列主要合金元素
1xxx 铝 - 99.00% 或更高
2xxx 铜
3xxx 锰
4xxx 硅
5xxx 镁
6xxx 镁和硅
7xxx 锌
虽然这个系列几乎是纯铝，但它会对应变硬化产生反应，尤其是当其含有相当数量的杂质（如铁和硅）时。然而，即使在应变硬化条件下，与其他系列相比，它的强度也很低。这些合金也是不可热处理合金。最常见应用：铝箔、电气母线、金属化焊丝、一些化学槽和管道系统。
铝铜合金通常含有 2% 至 6% 的铜，其他元素的添加量较小。铜可以极大地增加强度，并促进沉淀硬化。这些合金包括一些强度最高的可热处理铝合金。最常见应用：航空航天、军用车辆和火箭翼。
锰通过溶液强化增加强度。它能改善应变硬化，不会明显降低延展性或抗腐蚀性。这些是中等强度的不可热处理材料，在高温下保持强度。然而，它们很少用于主要结构应用。最常见应用：厨具、散热器、空调冷凝器、蒸发装置、热交换器、饮料容器、住宅壁板、搬运和储存设备。
硅可以降低熔化温度，提高流动性。在铝中仅加入硅可以产生一种不可热处理合金；然而，与镁结合后会产生一种析出硬化可热处理合金。因此，在该系列中既有可热处理合金，也有不可热处理合金。最常见应用：用于铝熔焊和钎焊的焊丝。
锰通过固溶强化提高机械性能。此外，它还可提升其应变硬化能力。这些合金是强度最高的不可热处理铝合金，性能最佳，且广泛用于结构应用。最常见应用：卡车和火车车身、建筑物、装甲车、船舶和造船、化学品运输船、压力容器和低温储罐。
在铝中加入镁和硅可生成复合镁硅化物 (Mg2Si)。这使得 6xxx 系列具有良好的热处理性能。而且，这些合金挤压很方便，且经济划算。由于这个原因，它们最常出现在各种各样的挤压形状中。这些合金还与 5xxx 系列合金形成重要的互补体系。以板材形式使用的 5xxx 系列合金和以挤压形式使用的 6xxx 系列合金通常连接到板材上。最常见应用：扶手、驱动轴、汽车车架部分、自行车架、管状草坪家具、脚手架、加劲板及用于卡车、船只和许多其他结构制造的支架。
在铝中加入锌（与其他元素，主要是镁和/或铜）可产生强度最高的可热处理铝合金。锌大大提高了强度，并允许沉淀硬化。但是，其中一些合金容易发生应力腐蚀开裂，通常不能进行熔焊。该系列中的其他合金通常可进行熔焊，效果很好。最常见应用：航空航天、装甲车、棒球棒和自行车架。
添加主要合金元素的主要原因是为了改善物理和/或机械性能。通常，添加合金元素可提升加工硬化和/或析出硬化特性。
加工硬化广泛用于在不可热处理铝合金中产生应变硬化回火，可在热处理不能增加材料强度的情况下增加材料强度。这个过程涉及到由于输入机械能而引起的形状变化。随着变形的进行，材料变得更强，但更硬，延展性更差。
例如，H18 的应变硬化回火，全硬质材料可通过相当于面积缩小 75% 的冷加工来获得。通过少量冷加工获得的 H16、H14 和 H12 回火分别代表四分之三硬、半硬和四分之一硬的条件。
溶液热处理是这样实现的：将材料加热到合适的温度，在该温度下保持足够长的时间，使其成分进入固体溶液，然后迅速冷却，以保持溶液中的成分。通常，接下来是析出硬化，也称为“人工老化”。这通过以下方式实现：重新将合金加热到较低温度，并在这个温度下保持一段规定的时间。其结果是，获得了机械性能出色的冶金结构。
为了在铝结构中使用弧焊工艺制造焊缝，必须融化母材。熔化时，热量通过传导传输到与焊缝相邻的母材中。
一般情况下，完工的焊件分为：
由于铝焊缝的 HAZ 会经历加热和冷却的循环，通过加工硬化或析出硬化进行强化的材料的弧焊会改变其性能。它们可能与原始母材合金和母材未受影响的区域有极大的不同（见图 1 和图 2）。
通过应变硬化强化的铝合金可以通过退火恢复到完全柔软、有韧性的状态。退火消除了应变硬化以及因冷加工而形成的金相结构。铝焊缝中 HAZ 的加热足以在 HAZ 内使母材退火。因此，作为焊接时不可热处理合金的最低拉伸强度要求是基于母材合金的退火强度。不可热处理合金的典型拉伸强度见表 1。
坡口焊缝的典型拉伸强度特性不可热处理合金
对于可热处理合金，铝焊缝的 HAZ 不会完全退火。通常，HAZ 不能在适当温度下保持足够的时间以充分退火。对固溶焊接、热处理和人工时效的可热处理合金的 HAZ 影响通常是部分退火和过时效。这是由焊接过程中的热量输入造成的。一般规律是，热量输入越高，焊接时强度就越低。某些可热处理合金的典型拉伸强度见表 2。
坡口焊缝的典型拉伸强度特性可热处理合金