铝及铝合金焊接中常见焊接缺陷及其对策

铝及铝合金焊接中常见焊接缺陷及其对策

唐廷芳 许 信

中车青岛四方机车车辆股份有限公司 山东青岛 266000

摘要：铝及铝合金的应用范围随着社会经济的发展在不断扩大，在轨道交通、建筑、桥梁、船舶中都有被应用。又随着近些年来更高效率和更高想能的焊接技术的推广，铝及铝合金被运用得越来越广泛，相应的技术也得到了一定的发展。不过，在铝及铝合金的实际运用过程中，由于其存在着容易氧化、熔点低、导热性高、热容量大以及膨胀系数大的特点，也给其焊接工艺造成了一定的影响，容易出现一些焊接缺陷。本文主要对铝及铝合金焊接中的常见缺陷进行分析，并提出相应的解决措施。希望能够对铝及铝合金的焊接行业有所帮助，提高焊接效率与焊接质量。

关键词：铝及铝合金；焊接缺陷；对策

引言：铝及铝合金耐腐性较好，并且轻度较高，还具有导电性以及导电性好的特点，因此，铝及铝合金在工业中得到了广泛应用。因此，相关焊接人员在进行铝及铝合金焊接时，对其性能、焊接方式、焊接材料、焊接缺陷等都需要有充分的把握。只有对相应的焊接知识熟练掌握之后才能够更好的开展铝及铝合金的焊接工作。

1铝及铝合金的焊接性能

要想充分掌握铝及铝合金的焊接技巧，就需要对其的焊接性能有所掌握。铝及铝合金具有以下焊接性能：1）比热大、导热快。由于铝及铝合金导热较快，其散热速度也相对较快，在进行焊接工作时，一般使用功率较大的焊接热源，有时候焊接热源的热度不够，还需要对热源进行预热。2）膨胀系数大。由于具有膨胀系数大的特点，在焊接之后，金属凝固后的收缩率也较大。因此，在焊接中容易出现变形的情况。3）容易形成气孔。氢气是铝及铝合金焊接时容易出现气孔的主要原因，其中主要来自于焊接材料中含有的水分。

2铝及铝合金中常见焊接缺陷

铝及铝合金在我国工业中被应用得十分广泛，虽具有许多的优势，但是也有一些常见的焊接缺陷，要想提高铝及铝合金的焊接效率和焊接质量，就需要对相应的焊接缺陷进行充分的把握，在把握相应焊接缺陷的基础上，再提出相应的解决措施。铝及铝合金焊接中的常见缺陷主要有裂纹、凹陷、烧穿、气孔凹陷等，以下是对这些缺陷的分点阐述。

2.1裂纹

裂纹主要是在铝及铝合金的焊接凝固过程中，高温金属的性能、形态等随着温度的变化也发生着相应的变化。裂纹形成的原因较多，许多含有较多共晶相和杂志相的金属在进行焊接后，冷却时，常常会产生裂纹。这一现象的造成原因是，铝及铝合金的膨胀系数较大，在焊接缝隙冷却的过程中，容易变形。在铝及铝合金的焊接缝隙处存在裂纹会导致应力集中，从而可能使整个焊接结构的强度达不到相关要求。

2.2凹陷

在铝及铝合金焊接中，凹陷主要是产生在焊接缝隙的表面或者是背面局部比母材低的部位。铝及铝合金焊接过程中产生凹陷的原因主要是，焊接时收弧过程中，焊条没有在焊接处进行短时停留，这时出现的凹陷叫做弧坑。弧坑常常是和弧坑裂纹与弧坑缩孔现象同时存在。其中仰立或者横向进行焊接时，凹陷常常出现在焊接缝隙的背面根部的内部，产生内凹情况。

2.3烧穿

烧穿主要是指在进行铝及铝合金焊接时，溶深较深，工件的厚度和溶深不相适应，其中融化的金属从焊接缝隙的背面又流出来了，没有达到相应的焊接效果。烧穿发生的原因主要有焊接电流过大、焊接速度较慢、焊接电弧在焊接缝隙处停留的时间过久、工件间隙大等。烧穿现象在铝及铝合金焊接过程中，往往是一个较为容易避免的焊接缺陷，因为，只要在焊接过程中，注意焊接工件的间隙，以及严格按照焊接工序进行操作就可以了。

2.4气孔缺陷

在铝及铝合金焊接过程中，还容易出现气孔缺陷，当进行焊接时，溶池中的气体没有及时被排出，留在了焊接部位，这种情况下形成的空穴就叫做气孔缺陷。铝及铝合金焊接过程中产生气孔缺陷的原因主要有气体保护不当、焊丝以及母材吸附水分较多、焊枪喷嘴内有水分或者不干净、空气湿度较大等。铝及铝合金焊接中产生气孔缺陷的原因主要就是水分含量较大，因此，在进行焊接过程中，要对各种焊接器具的水分情况进行充分的把握。

3铝及铝合金常见焊接缺陷的对策

在铝及铝合金焊接中，常常存在一些焊接缺陷，要想提出这些缺陷的解决措施，就需要对缺陷的产生原因有充分的了解。基于以上缺陷，本人主要提出了以下解决对策：

3.1针对裂纹的对策

在铝及铝合金焊接过程中，裂纹主要出现在焊接的接头处、起弧部位、收弧部位等。要想减少焊接中的裂纹，主要需要从控制相关参数、规范焊接步骤入手。具体的操作主要有对焊接缝隙的结构进行合理设计、降低焊接的冷却速度、焊接次序要合理、严格控制焊接修补次数等。值得注意的是，在补焊结束之后，应该让焊接物自然冷却，当温度达到50度以下时，就可以喷渗透剂了。

3.2针对凹陷的对策

要想减少铝及铝合金焊接中的凹陷情况，在焊机选择上，需要选择带有电流衰减作用的，其中较为著名的带有电流衰减作用的电机就是福尼斯焊机。在焊接位置的选择上，尽量采用平焊，并且在进行焊接操作时，还应该要规范操作，在焊接要结束进行收弧时，要让焊丝在熔池中进行短时间的停留，或者进行环形摆动，这样做的目的是为了填满弧坑，避免出现凹陷。

3.3针对烧穿的对策

要减少铝及铝合金焊接中的烧穿现象，在焊机的选择上，尽量选择较小的电流的焊机，并且焊接速度也不要过快，使小电流的焊机和焊接速度相配合，使焊接间隙减小。这种方法能够有效的减少铝及铝合金焊接中的烧穿现象。另外，还可以使用脉冲焊的方式，也可以减少烧穿现象。

3.4针对气孔缺陷的对策

要想减少铝及铝合金焊接中的气孔缺陷的情况，最主要的就是要对焊接过程中的水汽进行严格控制，使气体能够排出焊接部位。控制水汽的措施主要有在焊接过程中，采用合格的保护气体、使供气系统保持干燥、保持焊炬、选择合适的焊接参数等。在铝及铝合金焊接过程中，严格控制水分，就已经能避免大部分的气孔缺陷了。

结语：本文主要对铝及铝合金焊接中的常见缺陷进行分析，常见的铝及铝合金的焊接缺陷主要有裂纹、凹陷、烧穿、气孔缺陷等，通过对相应的缺陷的产生原因进行分析，提出了一些行之有效的解决措施。希望相应的焊接人员能在具体的铝及铝合金的焊接实践中，不断通过焊接实践，寻求更加行之有效的解决这些焊接缺陷的措施。

参考文献：

[1] 魏兆中. 铝合金焊接裂纹产生的原因和预防措施[J].  2022(3).

[2] 杜亮, 闫福旭. 铝合金焊接常见缺陷及预防措施研究[J]. 中国金属通报, 2021(13):2.