铝合金因其导热性好、抗腐蚀等优势而被广泛应用于发动机散热及核电散热技术等领域。5454铝合金作为空气导流板用的主要铝合金之一,其焊接强度和精度对三代核电AP1000非能动安全壳冷却系统刚度及被动安全性能极为重要。因此,本文采用电弧焊接方法对5454铝合金焊接过程中电弧形态、能量分布、气孔缺陷、微观组织特征及接头力学性能进行研究,通过工艺参数优化来获得可靠的焊接接头,为核电站安全运行提供技术保障。首先,采用TIG焊接方法研究分析保护气体和表面状态对5454铝合金外观成形、接头组织和力学性能的影响。当Ar气中添加15%-30%的He作为保护气时可以得到表面成形良好且无缺陷的焊缝。焊缝中主要为氢气孔,分布在焊缝近表面处,随着氦气含量的增加,接头气孔数目和尺寸逐渐减小。当氦气含量达到30%时,焊接接头孔隙率大幅度降低;通过表面打磨及表面清洗同样能够降低孔隙率。使用ER5356焊丝做填充金属时焊缝晶粒较细小,且拉伸弯曲性能明显优于ER4043焊丝,最高抗拉强度为218MPa。其次,采用MIG焊接方法对比分析了ER5356及ER4043焊丝对焊接过程中电弧、焊缝成形及接头强度的影响规律。在不同表面状态的焊接条件下,工件表面氧化膜厚度越大,清除越不彻底,电弧稳定性越差;当Ar气中添加30%的He气时电弧燃烧稳定且能够获得表面无缺陷的焊缝;氦氩混合气体与纯净的一元气体相比可以明显减少焊缝中的气孔数量和气孔直径;在使用ER5356焊丝进行焊接时,对于不同氦含量的保护气体,焊接电弧在长度和直径方面均大于ER4043焊丝。表面状态对ER5356焊丝电弧的影响较大。最后,对接头微观组织及力学性能进行分析。两种焊丝焊接时,晶粒内均产生少量的二次相。5454-H32铝合金焊接接头的焊缝组织为细小的胞状组织,且枝晶相对较细;而用ER4043焊丝焊接时,焊缝为粗大的胞状组织,且枝晶较粗大。采用ER5356焊丝焊接时由于Mg的引入,使得二次相明显细小,且呈弥散分布。当热输入的增加,θ′相由针状均匀分布变为凸镜状不均匀分布,断裂形式由穿晶断裂转换为沿晶断裂,共晶组织在晶界呈长条形网状分布。