常见铝合金焊接缺陷及检验方法

常见铝合金焊接缺陷及检验方法

摘 要：本文通过研究铝合金缺陷产生的原因、预防措施，来发现解决缺陷的最佳方法，进一步提高焊接质量。

关键词：焊接，缺陷，检验

随着高速动车轻量化、高速化发展，铝合金以其良好的性能得到越来越广泛的应用。铝合金车体具有耐腐蚀性强、质量轻、造型美观等特点，是今后高速列车车体的主要发展方向。铝合金焊接时最容易产生气孔、裂纹、夹渣等缺陷，下面将分类介绍缺陷的产生原因和预防措施。

1 缺陷类别

1.1 气孔

1.1.1 气孔的根源

铝合金在焊接时会产生气孔等缺陷，而产生气孔的气体主要是氢气、一氧化碳、氮气。氮不溶于液态铝，而且铝合金材质中不含碳，所以铝合金在焊接时不会出现氮气和一氧化碳，只会产生氢气孔。产生气孔的原因一是因为氢在焊缝液态铝中的溶解度为7ml/kg，而在660℃焊缝凝固时，氢的溶解度为0.4ml/kg，使原氢在液态铝中大量析出，会产生气泡。另一方面是铝合金密度小、导热性很强，焊接时冷却速度快，不利于气泡的逸出。为此，在焊接铝合金时，为了减少氢的来源，应限制氢溶入母材金属和填充金属，且应该使用纯度较高的保护气体；焊前对铝合金表面、焊材等要认真清除表面氧化膜、水分和油污；焊接过程尽可能连续焊接，以防止产生气孔。另外在焊接时要选择合理的焊接工艺参数，TIG焊时选择大的焊接电流和较快的焊接速度。MIG焊时选择大的焊接电流和较慢的焊接速度，以提高熔池的形成时间，有利于氢从过饱和固溶状态铝合金焊接金属中逸出，减少焊接缺陷。

氢的来源主要有：（1）在金属表面和焊接材料中溶解的氢；（2）在金属表面和焊接材料表面附着的水分、有机物和其他杂物；（3）焊接保护气体纯度到不到要求；（4）在焊接区域保护不到位时来自空气中的氢和水分。

1.1.2 预防措施

（1）焊前清理。保证铝合金焊接质量的工艺措施是焊前清理。由于铝合金在存放和焊接过程中及易被氧化，母材表面易生成致密而坚硬的氧化膜，该薄膜很容易吸收水分，它不但妨碍焊缝与母材的良好熔合，也是产生气孔和夹渣的主要来源。此外，如工件表面不清洁也会产生气孔等缺陷。为保证焊接质量，焊前要采取清除焊件表面的氧化膜和油污等。