铝焊常见缺陷及原因(2)

2、内在原因导致的气孔

1.焊丝含氢量高导致的气孔 焊丝在冶炼加工过程中，除氢不彻底，或焊丝放置时间过久均会产生含氢量过高导致气孔。

2.焊丝软管质量导致的气孔 焊丝软管质量会影响气体的纯度和效果，具体理论目前还不是很清晰，但在实践过程中，发现不合格的软管会产生气孔，这一结果在国外产品供应商的资料论述中也有详细说明。

3.材料方面导致的气孔 铸铝合金、镁合金焊接，非常容易产生气孔，即使采取了一些工艺措施，但完全避免很困难。

4.操作位置导致的气孔 焊接位置对气孔的影响很大，PC横焊位置，由于在横焊位置上部，焊接保护较差，焊接保护氩气比重比空气大，保护气体过多地流向下方，造成焊缝上部气孔过多，PF、PC是导致气孔偏多的位置。

焊缝裂纹通常也叫热裂纹，通常发生在焊接完成后，在焊缝纵向中间部位通常开裂，焊缝裂纹的发生主要有以下原因：

1、拘束应力过大产生的裂纹；焊缝在冷却过程中，受到周围金属的限制，产生对焊缝的拉伸作用，由于焊缝金属在半熔化状态下，强度还没有上来，造成焊缝金属不能抵抗拉应力而裂开，因此，解决焊缝裂纹的首要措施就是研究如何调整焊接顺序，使焊接收缩应力最小。

2、焊接材料和母材不匹配导致裂纹；焊接材料强度过低或焊接材料和母材共同熔化后，产生了晶间低熔点物质，使焊缝在应力下开裂。

3、焊角过小；焊角过小，导致焊缝强度低。在焊缝形成过程中发生开裂。

焊缝裂纹一般通过以上三个措施就可以解决，焊缝裂纹对结构的危害相对较小。

母材（HAZ）裂纹在焊缝熔合线附近或远离其区域，在母材上产生的裂纹均叫液化裂纹（HAZ）或母材裂纹，该裂纹的产生主要有以下原因：

1、母材材料的因素 当材料的化学成分存在问题，在材料的晶间存在过多的低熔点物质，在焊接热作用下，材料晶间先行熔化，在应力作用下沿晶间开裂，因此，出现此问题的首要解决步骤是检查材料是否有不合格的化学成分。

2、拘束度的因素 该裂纹的产生是应力和热的共同作用，因此，降低拘束应力的措施均可降低裂纹倾向，如改变焊接顺序、卡紧位置可缓解拘束应力的大小。

3、热输入的因素 过多的热量输入，会对金属层间产生熔化作用，使金属晶间产生熔化导致裂纹，因此控制热输入是解决该类裂纹的一项措施，如提高焊接速度、降低焊角均可有效解决该类问题。

4、焊缝冷却速度因素 焊缝冷却速度也是导致HAZ裂纹的一个主要原因。 夹渣是铝合金焊接后，在焊缝金属内部存在一些黑点或白色亮点，这些夹渣物是氧化膜的破碎物，有时焊接过程的脏物，如熔池前方的飞溅球溶入熔池，均会造成夹渣。夹渣的尺寸和数量控制和气孔采取相同的方式。

（三）铝及铝合金缺陷的防治措施和解决方法

1、焊缝成形差的防止措施 反复调试选择合适的焊接规范；保持焊枪合适的倾角；加强焊工技能培训；选择合适的导电嘴径；力求使焊接电弧与坡口严格对中；焊前仔细清理焊丝、焊件；保证保护气体的纯度。

2、裂纹的防止措施 适当提高电弧电压或减小焊接电流，以加宽焊道而减小熔深；适当地填满弧坑并采用衰减措施减小冷却速度；保证焊丝与母材合理匹配；选择合适的焊接参数、焊接顺序，适当增加焊接速度，需要预热的要采取预热措施。

解决裂纹的难题：铝合金MIG焊裂纹出现的比较频繁，主要是接头部位、起弧和收弧部位及拐弯的位置，厚板多层焊时还可能出现层间裂纹。防止裂纹出现的措施主要有增大电弧电压或减小焊接电流，减慢行走速度以加宽焊道加大焊道截面积而减小熔深；收弧时使用特4步，利用Fronius焊机的特性，降低收弧电流、延长收弧时间，以便将弧坑填满；多层焊时提高焊接热输入保证层与层之间的熔合，避免出现层间裂纹。

3、气孔的防治措施 保证气体质量，适当增加保护气体流量，以排除焊接区的全部空气，消除气体喷嘴处飞溅物，使保护气流均匀，焊接区要有防止空气流动措施，防止空气侵入焊接区，保护气体流量过大， 要适当适当减少流量；焊前仔细清理焊丝、焊件表面的油、污、锈、垢和氧化膜，采用含脱氧剂 较高的焊丝；合理选择焊接场所；适当减少电弧长度；保持喷嘴与焊件之间的合理距离范围；尽量

选择较粗的焊丝，同时增加工件坡口的钝边厚度，一方面可以允许允许使用大电流，也使焊缝金属中焊丝比例下降，这对降低孔率是行之有效的；尽量不要在同一部位重复起弧，重复起弧时要对起弧处进行打磨或刮除清理；一道焊缝一旦起弧后要尽量焊长些，不要随意断弧，以减少接头量，在接头处需要有一定的焊缝重叠区域。

解决气孔的难题焊接接头中的气孔是铝及铝合金焊接时极易产生的缺陷，尤其是纯铝和防锈铝的焊接。氢是铝及铝合金焊接时产生气孔的主要原因，这已为实践所证明。氢的来源，主要是弧柱气氛中的水分、焊接材料及母材所吸附的水分，其中焊丝及母材表面氧化膜的吸附水分，以焊缝气孔的产生，常常占有突出的地位。

铝及铝合金的液体熔池很容易吸收气体，在高温下溶入的大量气体，在由液态凝固时，溶解度急剧下降，在焊后冷却凝固过程中来不及析出，而聚集在焊缝中形成气孔。为了防止气孔的产生，以获得良好的焊接接头，对氢的来源要加以严格控制，焊前必须严格限制所使用焊接材料（包括焊丝、焊条、熔剂、保护气体）的含水量，使用前要进行干燥处理。清理后的母材及焊丝最好在2－3小时内焊接完毕，最多不超过24小时。TIG焊时，选用大的焊接电流配合较高的焊接速度。MIG焊时，选用大的焊接电流慢的焊接速度，以提高熔池的存在时间。Al－Li合金焊接时，加强正、背面保护，配合坡口刮削，清除概况氧化膜，可有效地防止气孔。

4、烧穿的防止措施 适当减小焊接电流、电弧电压，提高焊接速度；加大钝边尺寸，减小根部间隙；适当减小点固焊时焊点间距；

焊接过程中，手握焊枪姿势要正确，操作要熟练。

5、未焊透的防止措施 适当减慢焊接速度，压低电弧；适当减小钝边或增加要部间隙；使焊枪角度保证焊接时获得最大熔深，电弧始终保持在焊接熔池的前沿，要有正确的姿势；增加焊接电流及电弧电压，保证母材足够的热输入获得量；增加稳压电源装置或避开用电高峰。

6、未熔合的防止措施 焊前仔细清理待焊处表面；提高焊提高电流、电弧电压，减速小焊接速度；焊接时要稍微采用运条方式，在坡口面上有瞬间停歇，焊丝在熔池的前沿，提高焊工技术。

解决未熔合的难题：铝合金出现未熔合缺陷主要是由于焊工操作不正确，焊接参数选择过低造成的。首先焊接前需清理全部坡口和焊缝区的氧化皮及杂质；提高焊接热输入量（提高焊接电流或电弧电压，降低焊接速度），焊接时候要保证焊丝始终走在熔池前段1/3处，用焊丝带动熔池前进而不是熔池拖着焊丝前进。在打磨接头时将V形坡口打磨成U形坡口，这样可以减小焊丝伸出长度以提高焊接电流，避免出现接头未熔合，保证接头质量。

7、夹渣的防止措施 加强焊接前的清理工作，多道焊时，每焊完一道同样要进行焊缝清理；在保证熔透的情况下，适当减少焊接电流，大电流焊接时，导电嘴不要压得太低；适当降低速度，采用含脱氧剂较高的焊丝，提高电弧电压。

解决夹渣的难题：针对夹渣主要出现在多层多道焊的情况，可以采取在焊接下一道焊道之前用钢丝刷或钢丝球清理焊道表面的熔渣

和氧化物（推荐使用钢丝球，清理效果更好）；提高电弧电压，降低焊接速度也能够有效减少夹渣的形成。夹渣在生产中是比较容易控制的，一般情况下只要保持焊道表面清洁，保持一定的热输入量就能有效避免夹渣的出现

8.解决咬边的措施 咬边是由于焊接参数过大，焊接速度过快造成的，所以应该降低焊接电流或电弧电压，降低焊接速度和在熔池边缘的停留时间，使得焊接时候能够把焊道填满。

解决咬边的难题：在焊接FWPD位置时焊丝摆动需到位，正确的摆动位置，而咬边时焊丝摆动的位置，当焊丝运动到A点位置时，焊丝还未将母材熔化后的坑填满便往前运动，因此出现咬边。在焊接BWPC、BWPF薄厚板位置时焊丝与板材的夹角一定要保持90度;否则板材坡口处会出现咬边。降低焊接电压，可以防止咬边，因为电压大的时候焊缝铺得很开，焊丝熔化速度跟不上大的熔池面的时候也会出现咬边。另外采用强制成形方法，当焊接工装的焊缝槽深度过大时，焊丝无法填满焊缝亦会出现咬边。

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