铝及其合金具有非常活泼的化学性质，其表面极易生成一层难以熔化的氧化膜（如铝的氧化膜Al₂O₃的熔点高达2050℃，镁的氧化膜MgO的熔点约为2500℃）。铝及铝合金的导热性能非常优异，焊接过程中热量往往会迅速向母材传导，导致热量快速流失。这些材料在焊接时容易出现未完全熔合的缺陷等问题。铝及铝合金焊接中的主要技术难题可归纳为以下几点：
1. 比热容与热导率较大
铝的比热容和热导率均高于钢，因此焊接时，热量会迅速扩散到母材，导致热输入大量流失。为了确保焊接质量，采用熔焊方法时，通常需要使用集中度极高的热源进行焊接。在某些情况下，为了获得更加理想的焊接接头，还需要对工件进行预热处理。在进行电阻焊时，铝及铝合金还需要使用功率非常大的电源。
2. 较大的线膨胀系数
铝合金的线膨胀系数比钢大约高出两倍，且在凝固过程中，铝合金的体积收缩率可达6.5%。焊接过程中，铝及铝合金零件容易出现显著的变形，尤其是在大型或复杂结构件的焊接中，变形的控制成为一个关键问题。
3. 易氧化的特性
铝对氧有着极强的亲和力，极易与氧气反应，形成一层致密的氧化膜（Al₂O₃），该膜的密度高达3.85g/cm³，熔点为2050℃。这种氧化膜在焊接过程中会干扰熔池金属的融合，阻碍焊接接头的良好结合，易导致夹渣等缺陷。
4. 气孔的产生
铝及铝合金在焊接时，气孔是最常见的焊接缺陷，尤其是氢气孔的产生。焊接电弧的空间中总是会存在一定的水分，尤其是在湿度较大的季节或地区进行焊接时，弧柱气氛中的水分会分解为氢气，氢气溶入过热的熔池金属中。在焊缝凝固时，由于温度迅速下降，氢气的溶解度急剧变化，若未能及时释放，则会在焊缝中形成气孔。此现象在Al-Mg合金中尤为突出，因为这种合金的氧化膜不如纯铝致密，且具有较强的吸水性。
5. 熔化过程中的颜色变化不明显
铝及铝合金在焊接时，由固态转变为液态的过程中并没有明显的颜色变化，这使得焊工很难通过视觉判断金属的温度。铝及铝合金在高温下的强度较低（例如，铝在370℃时强度仅为10MPa），这就使得熔池金属在焊接过程中容易发生塌陷，甚至导致金属下漏。在焊接时通常需要在焊缝背面加垫板以支撑熔池。
6. 焊接热裂纹的发生
铝及铝合金在焊接过程中，焊缝及其附近区域可能会出现热裂纹。主要的原因是金属凝固时发生裂纹，尤其是易熔共晶体的存在。铝合金的线膨胀系数是钢的两倍，焊接时由于约束效应，往往会产生较大的焊接应力，这也增加了裂纹形成的风险。除凝固裂纹外，液化裂纹也有可能出现在焊缝周围。
7. 焊接接头强度的差异
对于能够进行时效强化的铝合金（例如Al-Zn-Mg合金），无论是在退火状态下，还是在时效状态下焊接，若焊后未进行热处理，其焊接强度通常都会低于母材。对于非时效强化铝合金（如A-Mg合金），如果在退火状态下进行焊接，焊接接头的强度与母材相当，但若在冷作硬化状态下焊接，则焊接接头的强度低于母材。这表明，焊接接头在某些情况下会发生软化，导致接头性能较差。
具体来说，焊接接头的性能下降，可能出现在以下几个区域：
焊缝区：由于焊缝的一般为铸造，强度与母材接近，但焊缝的塑性通常较差。随着热输入的增加，焊缝的性能下降趋势也愈加明显。
熔合区：非时效强化铝合金在熔合区通常会因晶粒粗化而导致塑性降低；而时效强化的铝合金在焊接过程中，不仅晶粒会粗化，还可能由于晶界液化而产生裂纹，导致熔合区塑性下降。
热影响区：无论是时效强化铝合金，还是非时效强化铝合金，焊后热影响区都会出现金属软化现象，影响接头的力学性能。
8. 焊接接头的耐蚀性问题
铝合金焊接后，焊接接头的耐蚀性普遍低于母材。焊接接头耐蚀性差的原因包括：
不均匀性：由于焊接过程中温度变化不均，焊接接头的不同区域电极电位会有所不同，这会影响接头的耐蚀性。
杂质与晶粒粗化：焊接过程中，杂质、的晶粒和析出的脆性相都会导致接头耐蚀性的下降。
焊接应力：焊接应力也会对接头的耐蚀性产生不利影响。
铝及铝合金在焊接过程中，尽管具有较高的强度和优异的物理性能，但由于其独特的化学性质和热物理特性，使得铝合金焊接技术面临诸多挑战。只有针对这些问题采取合理的工艺措施，才能获得高质量的焊接接头。