铝合金焊接缺陷分析及预防

铝合金焊接缺陷分析及预防

1、焊缝尺寸不符合要求

主要是指焊缝宽窄不一、高低不平、余高不足或过高等。焊缝尺寸过小会降低焊接接头的强度；尺寸过大将增加结构的应力和变形，造成应力集中，还增加焊接工作量。焊接坡口角度不当或装配间隙不均匀，焊接电流过大或过小，运条方式或速度及焊角角度不当等均会造成焊缝尺寸不符合要求。

2、咬边

由于焊接参数选择不当，或操作工艺不正确，沿焊趾的母材部位产生的沟槽或凹陷即为咬边。咬边使母材金属的有效截面减小，减弱了焊接接头的强度，而且在咬边处易引起应力集中，承载后有可能造成在咬边处产生裂纹，甚至引起结构的破坏。产生咬边的原因主要有操作方式不当，焊接规范选择不正确，如焊接电流过大、电弧过长、焊条角度不当等。咬边超过允许值应予以补焊。

3、焊瘤

焊接过程中，熔化的金属流淌到焊缝之外未熔化的母材上，所形成的金属瘤即为焊瘤。焊瘤不仅影响焊缝外表的美观，而且焊瘤下面常有未焊透缺陷，易造成应力集中。对于管道接头来说，管道内部的焊瘤还会使管内的有效面积减小，严重时使管内产生堵塞。焊瘤常在立焊和仰焊时产生，焊缝间隙过大，焊条角度和运条方法不正确、焊条质量不好、焊接电流过大或焊接速度太慢等均可引起焊瘤的产生。

4、烧穿

焊接过程中，熔化的金属自坡口背面流出，形成穿孔的缺陷称为烧穿。烧穿常发生于打底焊道的焊接过程中。发生烧穿，焊接过程不能继续进行，是一种不能允许存在的焊接缺陷。造成烧穿的主要原因是焊接电流太大焊接速度过低、坡口和间隙太大或钝边太薄以及操作不当等。为了防止烧穿，要正确设计焊接坡口尺寸，确保装配质量，选用适当的焊接工艺参数。单面焊接可采用加铜板或焊剂垫等办法防止熔化金属下塌及烧穿。手工电弧焊接薄板时，可采用跳弧焊接法或续灭弧焊接法。

5、未焊透

焊接时接头根部未完全熔透的现象称为未焊透，未焊透常出现在单面焊的根部和双面焊的中部。未焊透不仅使焊接接头的机械性能降低，而且在未焊透处的缺口和端部形成应力集中点，承载后会引起裂纹。未焊透的原因是焊接电流过小，焊接速度太快、焊条角度不当或电弧发生偏吹、坡口角度或对口间隙太小、焊件散热太快、氧化物或焊渣等阻碍了金属间充分的熔合等。凡是造成焊条金属和基本金属不能充分熔合的因素都会引起未焊透的发生。

防止未焊透的措施包括：1）正确选择坡口形式和装配间隙，并清除掉坡口两侧和焊层间的污物及熔渣；2）选用适当的焊接电流和焊接速度；3）运条时应随时注意调整焊条的角度，特别是遇到磁偏吹和焊条偏心时，更要调整焊条角度，以使焊缝金属和母材金属得到充分熔合；4）对导热快、散热面积大的焊件，应采取焊前预热或焊接过程中加热的措施。

6、未熔合

未熔合指焊接时，焊道与母材之间或焊道之间未完全熔化结合的部分；或指点焊时母材与母材之间未完全熔化结合的部分。

未熔合的最大危害大致与未焊透相同。产生未熔合的原因有：焊接线能量太低、电弧发生偏吹、坡口侧壁有锈垢和污物、焊层间清渣不彻底等。

7、凹坑、塌陷及未焊满

凹坑指在焊缝表面或焊缝背面形成的低于母材表面的局部低洼部分。塌陷：单面熔化焊时，由于焊接工艺不当，造成焊缝金属过量透过背面，使焊缝正面塌陷、背面凸起的现象。

8、夹钨

形成原因：

1）在焊接过程中焊接操作不当而使钨极接触工件熔入焊缝金属中；

2）钨极直径小而焊接电流大；

3）焊丝触及了钨极尖端；

4）钨极烧损严重,钨极夹过热；

5）保护气体保护不良,钨极氧化严重。

防止措施：

1）采用高频电压引弧，防止接触引弧法引弧；

2）根据实际所需焊接电流,选择钨极直径；

3）加强操作技能培训,勿使填丝与钨极相触；

4）钨极端部出现裂纹烧损严重后应立即修磨钨极,更换钨极夹；

5）钨极伸出长度要合适,加大气体流量和增加滞后停气时间防止钨极氧化。

9、气孔

气孔的形成及危害：

焊接时，熔池中的气泡在凝固时未能逸出，而残留下来形成的空穴称为气孔。气孔可分为密集气孔、针状气孔等。焊缝中形成气孔的气体主要是氢气。焊接区的氢可来自于各个方面，弧柱气氛中水分、焊接材料及母材表面氧化膜吸附的水分都是主要来源。这些水分在电弧高温作用下形成气泡于熔池中，来不及浮出便形成气孔。气孔对焊缝的性能有较大影响，它不仅使焊缝的有效工作截面减小，使焊缝机械性能下降，而且破坏了焊缝的致密性，容易造成泄漏。气孔的边缘有可能发生应力集中，致使焊缝的塑性降低。因此在重要的焊件中，对气孔应严格地控制。

气孔产生的原因：

1）氩气纯度低，杂质太多或氩气管路内有水分以及氩气管路漏气；

2）焊丝或母材坡口附近焊前未清理干净，或清理后又被污物、水分等污染；

3）氩弧焊时氩气保护不良，电弧不稳、电弧过长、钨极伸出长度过长；

4）焊接参数选择不当，焊接速度过快或过慢；

5）周围环境潮湿，风速较大。

防止措施：

1）保证保护气体纯度；

2）焊丝及母材坡口处要清理干净；

3）正确选择焊接参数；

4）焊前采用预热；

5）工作环境不要潮湿，有防风装置。

10、裂纹

在焊接应力及其他致脆因素共同作用下，焊接接头中局部地区的金属原子结合力遭到破坏而形成新界面，由此产生的缝隙称为焊接裂纹。铝及铝合金焊接裂纹属于热裂纹，裂纹是最危险的焊接缺陷，严重地影响着焊接结构的使用性能和安全可靠性，而且是许多焊接结构破坏事故的主要原因。

裂纹产生的主要原因：

1）焊丝选择不当。当焊缝中的Mg含量小于3%时或Fe,Si杂质含量超出规定时，

裂纹倾向就增大，当焊接温度偏高时，引起热影响区液化裂纹。

2）焊接顺序选择不当。

3）焊接结束或是中断时，如果热源撤离过快，或是弧坑未填好，常常容易出现弧坑裂纹。

4）焊缝过于集中或是受热区温度过高，变形应力过大。

5）溶剂、焊丝保护气体含杂质过多。

6）结构设计不合理，焊缝过于集中造成焊接接头拘束应力过大。

防止措施：

1）正确选择焊丝，控制焊缝成分与母材成分良好匹配；

2）选择正确的焊接顺序；

3）焊接结束或中断时，收弧电流应调小，衰减时间稍长，并在收弧处填加焊丝，或是在焊缝终端处装收弧板，在收弧板上收弧；

4）控制好受热区的温度以及变形，必要时采取预热措施；

5）注意减小焊接结构的刚性，焊缝应尽量设在避免应力集中处。