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34;备工作少,熔池窄而深,易实现厚板一次焊接成型；低热输入,热影响区很窄,焊后变形和残余应力小；容易实现自动焊；利用光纤输送YAG激光器发射的短波,使得焊接设备的灵活性更强,适应性更广.YAG激光焊焊接铝合金的缺陷是易产生气孔和热裂纹.故在焊接中高强度铝合金应选择正确的焊接参数和填充焊丝.

5.常见焊缝缺陷产生的原因及预防措施

铝及铝合金焊接接头常见缺陷有焊缝成型不良,基体金属咬边、裂纹、气孔、未焊透、烧穿、夹渣等.笔者在实践中体会到这些缺陷中最难解决的是气孔,造成返修及废品的原因大多为气孔超标,故本文将着重分析气孔的成因以及应采取的对策.

5.1焊缝成型不良

焊缝成型不良表现在熔宽尺寸不一,成型粗糙且不光亮,接头经常出现焊缝中心突起,两边平坦或凹陷,焊缝满溢等.这些缺陷的成因主要是焊工操作不够熟练,焊接规范选择不当,焊炬角度不正确以及焊接材料品质不良等因素.相应的对策是：先调整好工艺参数,并对焊工作适应性的模拟练习,达到一定的熟练程度后再上产品焊接,并对所用焊丝及氩气等严格把关.

5.2裂纹

铝及铝合金焊缝中的裂纹是在焊缝金属结晶过程中产生的,称热裂纹,又称结晶裂纹.裂纹的形式有纵向和横向的裂纹（往往扩展到基体金属）,还有根部裂纹、弧坑裂纹等.裂纹导致结构强度降低,甚至引起整个结构的突然破坏,因此是完全不允许存在的.铝合金液态熔池冷却、凝固结晶到完全形成固态是在某一温度范围内进行的.在这温度范围内同时存在着液态和固态金属,其强度、塑性都很低,所以将这个温度范围称脆性温度区间.另一方面,由于铝合金的线膨胀系数大,在焊缝金属冷却收缩过程中产生很大的拉伸变形.当溶池金属处在脆性温度区间的时刻,与产生最大拉伸变形的时刻一致时立即引起裂纹.一般情况下,纯铝、锰铝、镁铝合金热裂纹倾向很小,但结构刚度较大、杂质含量较多或工艺规范选择不当时,也会引起裂纹.防止热裂纹的措施如下：

（1）控制基体金属及焊丝成分,纯铝及铝锰合金及焊丝中的铁、硅含量比应大于1（即Fe/Si>1）,以减少焊缝金属中低熔点硅共晶的数量,使铁、硅、铝的多元化合物呈断续分布；

（2）通过填充焊丝向焊缝金属加入少量细化晶粒的变质剂（如钛、锆、钒等）有利防止热裂纹的产生；

（3）应尽量采用加热集中的焊接方法（如熔化极自动氩弧焊）及选择大电流、高焊速的规范.熔化极脉冲氩弧焊与一般的熔化极氩弧焊法相比具有较好的抗裂性；

（4）在铝结构装配、施焊时不使焊缝承受很大的刚性,在工艺上可采取分段焊、预热或适当降低焊接速度等措施；

（5）尽量采用开坡口和留小间隙的对接焊,并避免采用十字形的接头及不适当的点固、焊接顺序；f.焊接结束或中断时,应及时填满弧坑,然后再移去热源,否则易引起弧坑裂纹.

5.3咬边

咬边是由于不正确地选择焊接规范造成的,如氩弧焊时,电压过高、焊速过快及电焊工操作不当等,咬边缺陷会引起工作截面的减弱,以致产生应力集中现象.其对策是严格执行工艺纪律,对经焊接工艺评定或焊接工艺试验而制定的焊接规范,在现场施焊时不得随意变动,使用电源应相对稳定,以免电压有过大的波动,提高焊工操作水平.

5.4夹渣

夹渣主要是由氧化膜、熔渣、钨极微粒、铜质点（导电嘴烧熔产生的）等构成.防止夹渣的措施其侧重点是清除坡口处及焊丝的氧化物及污垢,可采用机械法及化学清洗法,或两种方法结合使用.

5.5气孔

与其他金属材料相比,铝合金在焊接过程中极容易产生气孔,这是铝合金焊接的难点之一.气孔断面呈圆形,内壁光滑并带有亮白色.气孔的形成不但会降低焊缝的致密性,减少接头的承载面积,而且使接头的强度、塑性降低,特别是冷弯角和冲击韧性降低很多,所以,深入了解气孔的成因,并在此基础上制定相应对策,提高焊接质量,就显得十分必要了.控制气孔产生的措施如下：（1）正确选择工艺规范参数,如尽量采用高的输入热量,延长熔池存在时间,为气泡逸出提供条件；

（2）增大焊接电流以改善根部的焊透程度,增强熔池的搅动,使根部的气泡容易逸出；

（3）焊接厚板（10mm以上）时采用钨极双面同步氩弧焊法,有利加强氩气保护效果和熔池搅拌作用减少空气侵入熔池,有利于氢气从熔池中分离出去；

（4）对工件进行预热,不但可减少接头坡口表面上的水分,同时也可以降低熔池的冷却速度,改善气体逸出条件；

（5）对焊件坡口两侧及坡口根部、焊丝进行仔细清洗,并烘干.清洗后到使用的时间间隔不得超过8小时,焊丝表面应洁白光亮,不得有腐蚀斑点；

（6）必须采用高纯度（纯度≥99.96%以上）氩气,氩气管路系统要经常检查,保持干燥,不得有泄漏现象,以免混入潮湿空气.

6.结论与展望

近年来,改进创新的TIG和MIG焊、激光焊、激光-电弧焊及FSW就是比较先进的铝合金焊接新方法,在国内外高新领域的应用越来越多.随着铝合金焊接方法与技术的不断成熟,铝合金材料在制造业领域中的应用会更加深入.反过来,制造业的需求也必将促进铝合金焊接技术的进一步发展.现在,传统的TIG、MIG焊设备随着计算机技术进步不断改进和创新.高能密度焊接设备在高科技铝合金产品制造业中的应用也越来越广泛.焊接技术发展逐步向高质量、高效率、低成本、低劳动强度、低能耗方向发展.焊接过程自动化、智能化是提高焊接质量稳定性,解决恶劣劳动条件的重要方向.

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