铝合金真空电子束焊接性能及缺陷分析
真空电子束焊接气孔缺陷诱发及平衡机制分析
第38卷第8期焊接学报Vol. 38 No. 8 2 0 1 7 年 8 月TRANSACTIONS OF THE CHINA WELDING INSTITUTION August20 17真空电子束焊接气孔缺陷诱发及平衡机制分析罗怡1’2，韩静韬I2，朱亮1’2，张成洋U(1.重庆理工大学材料科学与工程学院，重庆400054 ; 2.重庆市特种焊接材料与技术高校工程研究中心，重庆400054)摘要：针对真空电子束焊接试验焊缝出现的气孔缺陷，从受力平衡的角度分析了气孔的诱发机制及热力学平衡 机理，提出了熔池中气孔的最小半径生存条件.结果表明，由气泡动力学的观点，加热面气化核心是诱发气泡的重 要因素.不满足最小半径生存条件的气泡不具备热力学平衡条件，因此是无法生存的，最终不能发展成为气孔.对 于产生于焊缝中部壁面的气泡的大小主要取决于气泡内的气体密度、表面张力以及气泡中气相成分的过热度.其 中，过热度不但是气泡稳定性的推动力，也是决定气泡大小的主要因素.关键词：真空电子束焊接；气泡；气孔；平衡机制；生存条件中图分类号：TG442 文献标识码：A doi：10.12073/j.hjxb.201508M002〇序言熔化焊接工艺中较为棘手的问题即为焊接中的 气孔问题，针对中碳钢、铝合金的激光焊接[1_2]、钛 合金、铝合金的真空电子束焊接[3_4]、镁合金、不锈 钢的鹤极氩弧焊[5_6]等焊接工艺，均暴露出大量的 气孔问题，这也是熔化焊接较为常见的一类焊接缺 陷，其产生机理存在一定差异，进而所采取的防治措 施也有所不同.对于真空电子束焊、激光焊等高能 束流焊接方法，虽然在实际应用中能够缓解传统钨 极氩弧焊和熔化极惰性气体保护焊所产生的较大残 余应力及热变形等问题，但其气孔等孔洞缺陷问题 却较为突出.Liu等人[7]研究了激光-T IG电弧复合焊接过 程中焊缝气孔的产生机制，发现产生的气孔主要为 宏观气孔，其产生原因主要与激光束作用区没有被 惰性气体良好保护有关，而滞后的激光束作用去保 护气体有利于消除这一类气孔.Chi等人[8]研究了 真空电子束焊接工艺参数与焊缝气孔形成之间的关 系，从焊接工艺参数设计的角度探索预防焊接气孔 的途径.单际国等人[9]研究了激光焊接气孔形成机 理，认为以高压形式存在的分子氢以及以过饱和固 溶形式存在的原子氢是导致压铸镁合金激光焊产生 大量气孔的原因.电子束焊接工艺在高能量密度的焊接热源作用收稿日期：2015 -08 -04基金项目：重庆市基础科学与前沿研究计划资助项目(cstc2015jcyjA60 009)下，材料中的低熔点元素将产生强烈的匙孔蒸发现 象，熔池及匙孔的瞬态热力学效应具有密切联系. 研究从受力平衡角度分析真空电子束焊接过程中的 气孔缺陷的形成机理，并提出深熔熔池中气泡的最 小半径生存条件，为研究真空电子束焊接气孔缺陷 的预防奠定理论基础.1气孔缺陷的诱发匙孔效应产生的强烈蒸发使熔池液态金属产生 强迫对流，焊接工艺为非完全穿透，在强迫对流下，液态金属中的气孔并不能在浮力作用下自由浮升，被迫与液态金属一起流动.这样，匙孔中产生的蒸 发金属气相、熔池液态金属、气孔将组成复杂的气- 液两相流动系统.真空电子束焊接熔池液态金属靠近加热面，即匙孔壁面的液层处于过热状态，其温度高于液态材料的沸点温度7；，从而产生低沸点元素的蒸发现 象.这里，将匙孔壁面附近液层的过热度定义为A T =TL-Tb(1)则匙孔壁面的过热度为7； - '，7；为匙孔壁面温 度，因匙孔壁面在匙孔周围的液层中具有最接近匙 孔中的高温金属蒸气的温度，因此过热度最大.真 空电子束焊接过程中，除匙孔壁面附近的一薄层液 态金属外，熔池中的大部分液态金属过热度很小或 处于非过热状态.显然，在匙孔前沿，由于电子束热 源的直接作用，匙孔壁面过热度较高，这种蒸发更为 显著.从起始蒸发点开始，在熔池匙孔壁面或熔池 壁面的某些特定点更容易由元素蒸发而诱发气孔，108焊接学报第38卷称这些特定点为产生气孔的气化核心.图1为试验中得到的AZ91D镁合金真空电子 束焊缝中典型的气孔缺陷.其中，图l a为分布于焊 缝中部的气孔，由于气泡在熔池液态金属对流作用 下自由浮升，该气孔已充分发育，具有较大的尺寸以 及较为圆润的形貌.在图l b所示的气孔壁面上均 能看到若干尺寸在1IJim左右或数微米左右的微气⑷焊缝中部分充分发育气孔孔，这种微气孔是熔池中气泡所依附的气化核心. 由气泡动力学的观点，加热面气化核心更容易产生 于匙孔壁面或熔池壁面的凹坑处.另外，疏松的组 织结构或铸造工艺产生的显微裂纹也为气化核心的 形核提供了条件，容易在熔池中附着气化核心诱发 产生微气孔，并在满足其它必要的生存条件下最终 发展成为气孔缺陷.(b)气孔壁面上分布的微气孔图1真空电子束焊缝中的气孔及其中分布的微气孔Fig. 1Pore and micro-pores distributed in vacuum electron beam weld图2为非完全穿透的电子束焊接熔池中产生气 孔的示意图，其产生于焊缝中部靠近匙孔加热壁面 的液相熔池.对于这种类型的气孔，其初生气泡在 焊接熔池的气-液两相系统中平衡存在，充分发展 并最终形成气孔，必须同时满足热学平衡和力学平 衡.以下分别分析这种类型气孔的平衡机制.电子束丨图2真空电子束焊接熔池中的气孔示意图Fig. 2 Schematic diagram of pores in molten pool of VE- BW2气孔缺陷的平衡机制对于焊缝中部靠近匙孔加热壁面的液相熔池中 产生的气孔，假设其为半径^的球形气泡.气泡的受力如图3所示，影响熔池中气泡内外稳定性的平 衡力可分为三项，包括熔池金属的液相静压力心，其产生的压强为/\;气泡内包括金属蒸气在内的各 种气相分压的总和 '，其产生的压强为PB;以及气 泡周围气液界面的表面张力其附加压强为图3靠近匙孔加热壁面液态熔池中的气泡力学平衡Fig. 3 Mechanical balance around pores near heated liquid pool wall in keyhole按照在半径为K的气泡等效作用面积上的力 学效应，各项压力可分别采用式（2)〜式（4)计算，即F L:=⑵f b:~-^R2p,(3)K:=2tt R c t(4)根据气泡的力学稳定性条件，气泡内的蒸气压 力与气泡外界液相静压力之压差，应与作用在气- 液界面上的表面张力达成平衡，即jt R2(P b -P l) =2^Ra(5)可化简为第8期罗怡，等：真空电子束焊接气孔缺陷诱发及平衡机制分析109P^~PL=Y⑻式中:〇■为气-液界面的表面张力.位于匙孔后沿熔池部分由于电子束热源的作 用，靠近加热壁面上的极薄液相金属层处在高于材 料沸点的过热状态，容易形成该类型气孔的气化核 心.气泡周围气-液两相流系统的压力与温度具有 对应关系，即金属液相温度八与液相静压'对应，气泡内的蒸气温度:rB与气泡内的蒸气压p B对应. 在气泡周围的熔池液相金属凝固形成焊缝前，由于 表面张力的存在，气泡内的蒸气压力应大于周围液 体的静压，即P B>/V因此，r B >7\成立，即气泡内 的蒸气相将向周围液相环境传热.因此，气泡内的 蒸气相组成如为高温金属蒸气，由于热损失,部分金 属蒸气将重新凝结为液相金属，并伴随着气泡体积 的缩小.由此推断，对于某些高温金属蒸气形成的 初生气泡，体积微小，在气-液两相流系统的对流传 热过程中将趋于消逝，并不会最终发展成为焊缝中 的气孔.同样，可以推断，在靠近匙孔加热面的过热 金属液相层，若^ < 7\成立，过热液相将向气泡内 部传热，使气泡内部气-液界面上处于过热的金属 成分继续蒸发，气泡体积不断增大.可见，气泡体积 维持不变的热平衡条件是:rB = 7V—旦气泡周围液 相凝固形成焊缝，气泡即形成焊缝内的气孔.从以上讨论可以看出，对于该类型气泡，压差 p b -/\是克服表面张力，在有利条件下形成气化核 心，维持初生气泡稳定，并最终发展成为气孔的关键 因素.而足够压差的获得必须依靠匙孔周围过热液 态金属来实现.因此，过热度A71是诱发气孔及平衡 气泡稳定性的推动力.假设这里讨论的初生气泡及 其平衡状态处于过热的液态金属层，即7Y >r b，用 来表示过热液态金属层的临界点.相应地，由于 压力与温度的对应关系，压差PB的临界点为P B-'，这里'为沸点金属的饱和蒸气压.两个压力项，即气泡内的蒸气压力和沸点金属饱和蒸气压 力均与温度相关.因此，式(6)可以表示为P(TB) -P(Tb)(7)将该式左端用泰勒公式展开，可得~Pb=p'(Tb)(T-T b) +P^-(T-T b)2+ p卜）（71 )-+n\ (T-T b) +R d(T)(8)式中为余项.若略去式（8)右端的高阶项，根据过热度的定义，式(8)可以简化为Ap=P'(Tb)AT(9)这里的/(7；)具有实际的物理意义，即金属沸 点处的蒸气压对温度的一阶导数.根据Clausius-Clapeyron方程的推导结果为(1〇)dp ^v P l P bd T^(P l-P b)式中:为气化潜热;p为密度；角标分别表示液相和气泡内的气相.由于如果将金属蒸气相看作是理想气体，则近似有dp _Lypg因此，由式（i i)可得(ID\P=L^\T(12)由式(7)与式（12)可推得R(13)2<rTbL v P b( 丁 - T b)由此可见，能够在液态金属熔池中存在，并最终 发展成为气孔的气泡的大小主要取决于气泡内的气 体密度、表面张力以及气泡中气相成分的过热度.其中，过热度不但是气泡稳定性的推动力，也是决定 气泡大小的主要因素.对于匙孔壁面，由于受到电 子束热源的直接作用，因此在液相层中具有最高温 度，该区域的过热度也最大，等于7；- 7；.将其带入 式（13)，可以得到在匙孔壁面附近生存的气泡尺寸最小为(14)2<rTb[v P b(T w- T b)满足最小尺寸要求的初生气泡总是首先出现在 匙孔的加热壁面上，半径小于的气泡由于不具备热力学平衡条件，因此是无法生存的，最终不能发 展成为气孔.从气泡的最小半径生存条件可以看 出，当材料一定的前提下，增大匙孔加热壁面过热度 以及减小熔融金属表面张力的工艺行为，均可能使 U咸小，从而使蒸发过程中的气化核心增加，增大气孔倾向.为了验证上述结论，针对AZ91D镁合金设计了 焊接试验.试验参数如表1所示.保持加速电压不 变，对1号试验减小聚焦电流，使电子束处于离焦状表1真空电子束焊接参数表Table 1Welding parameters编号加速电压U/kV电子束流I/mA聚焦电流/{/mA焊接速度v/ ( mm • s _ 1 ) 16012.63295 26018.33405 36012.6340 3.4110焊接学报第38卷态，同时加大焊接速度;对2号试验增大电子束流和 聚焦电流，在增大焊接输入能量的同时使电子束处 于表面聚焦状态;对3号试验使电子束处于表面聚 焦状态，同时减小焊接速度.当聚焦状态为表面聚 焦时，电子束作用在材料表面的束斑直径最小，作用 在材料上的能量密度最大，而焊接速度减小可以增 大焊接热输入.这样增加2，3号试验中匙孔加热壁面过热度.图4为试验得到的焊缝成形的宏观形貌，由图4可以看出，增大匙孔加热壁面过热度对焊缝气孔倾向的影响.在较小的匙孔加热壁面过热度下，图4a 中无气孔缺陷；而增大匙孔壁面过热度后，图4b ，c 中在非穿透型焊缝的中部和完全穿透型焊 缝的底部均出现气孔缺陷.因此，增大匙孔加热壁 面过热度，使匙孔内的蒸发效应增强，气化核心增加，使其满足最小半径生存条件，从而使气孔倾向增加.(a ) 1号焊缝 （b ) 2号焊缝 （c ) 3号焊缝图4增大匙孔加热壁面过热度对气孔倾向的影响 Fig. 4 Influence of improving superheat degree on porestendency3结 论(1) 由气泡动力学观点，加热面气化核心是诱 发气泡的重要因素.针对产生于真空电子束焊缝中 部的气孔，提出了熔池中气泡的最小半径生存条件.不满足最小半径生存条件的气泡不具备热力学平衡条件，因此是无法生存的，最终不能发展成为气孔.(2) 对于产生于焊缝中部壁面的气泡的大小主要取决于气泡内的气体密度、表面张力以及气泡中 气相成分的过热度.其中，过热度不但是气泡稳定性的推动力，也是决定气泡大小的主要因素.(3) 当材料|定的前提下，增大加热壁面过热 度以及减小熔融金属表面张力的工艺行为，均可能使U 小，从而使气化核心增加，进而增大焊缝中的气孔倾向.参考文献：[1] 壬文权，马凯，孙大千，等.Nd: YAG 激光焊接800 MPTRIP 钢的接头组织~性能[J ].焊接学报，2010 , 31(6): 29 - 32. Wang Wenquan, Ma Kai, Sun Daqian, et al. Microstructure and properties of Nd ： YAG laser welded 800 MPa TRIP steel [ J ]. Transactions of the China Welding Institution, 2010, 31(6) ： 29 - 32.[2] 张伟华，邱小明，孙大千，等.ZL109铝硅合金C02激光焊接义组织。
铝真空钎焊缺陷分析和解决方案（可编辑）
铝真空钎焊缺陷分析和解决方案铝真空钎焊缺陷分析和解决方案铝合金换热器的生产是在真空状态下,对换热器结构件进行加热和保温,使钎料在适宜的温度和时间范围内熔化,在毛细力作用下与固态金属充分浸润、溶解、扩散、焊合,从而达到焊接目的的一种先进焊接方法。
换热器真空钎焊的突出优点是可连接不同的金属、实现复杂结构的同时焊接,换热器钎焊后的产品焊接头光洁致密、变形小且具有优良的力学性能和抗腐蚀性能。
然而真空钎焊下对换热器的结构设计、装配质量,铝合金复合板以下简称复合板的化学成分、钎料层厚度,换热器真空钎焊工艺制度、换热器装配环境的温度、相对湿度等的要求甚为严格,否则极易出现换热器翅片弯曲倒伏、钎缝不连续、虚焊、熔蚀、直至泄漏等其他质量缺陷。
其中:换热器泄漏属重大真空钎焊质量缺陷。
换热器产品生产工艺的流程1产品领料:按生产计划填写领料单到零件库领零件,并仔细核对换热器零件名称数量。
搬运过程中不准磕碰以免损伤零件。
对复合板、翅片、封条等进行定型、按照尺寸加工。
翅片成形工序内容1.准备根据图纸或油冷器用《铝翅片成型参数附表》选择正确宽度和厚度的铝带,装夹在翅片成形机料架上,检查电源确保正常。
2.调整1)根据图纸或附表调整所需高度,打开电源,轧制3段翅片,检查高度是否在附表规定的尺寸公差范围5 ,且开窗清晰, 表面平整,无-0.05毛刺。
否则要调整设备直至达到要求。
3.加工首件合格后开启自动电源按钮,批量轧制。
注:要不间断滴翅片专用油于铝带上以保证其润滑,防止翅片沾在刀具上。
4 检验 1)高度尺寸每小时自检3件,作《高度尺寸折线图》 2)翅片长度尺寸必须完全自检,对于自动切断尺寸大于长度公差上限的,用剪刀修剪至长度要求,并连同长度合格的翅片一同整齐排放翅片机右侧的合格零部件的料筐里。
对于长度尺寸小于公差下限的翅片则放入翅片机左侧的红色料筐里(标识清楚,以备长度尺寸较小规格产品修剪后使用)。
3)要求所有翅片的开窗对称度、毛刺全部自检,出现毛刺过高,开窗不对称的翅片时,需调整或修理刀具。
铝及铝合金焊接的缺陷与检验(doc 7页)
第五节：铝及铝合金焊接缺陷与检验铝及铝合金焊接时，由于其特殊的物理和化学特性以及焊接过程操作的难度，容易出现焊接缺陷。
作为焊工，必须了解焊接缺陷产生的原因，掌握防止和消除焊接缺陷的对策和方法，才能实现保证焊接质量、制造优良焊件的目的。
相比钢铁的焊接，铝及铝合金焊接缺陷也存在同样多的种类，导致缺陷产生的原因也更复杂。
铝及铝合金焊接缺陷主要为未熔合、气孔、下塌、热裂纹、夹杂等。
一、未熔合1.导致产生未熔合的原因未熔合通常表现为焊丝熔化、母材未熔化或是同一焊缝上一侧母材熔化、另一侧母材未熔化而形成的焊接接头。
铝及铝合金的导热系数大，约是钢的2～3倍；其比热也很大。
这样，要使铝及铝合金接头熔化后焊到一起，必须使用能量集中、功率大的热源。
在焊接方法确定的条件下，结构的形状、尺寸、位置、表面状态的差异，以及焊工操作的熟练程度都可以产生未熔合的缺陷。
未熔合的产生与焊件的坡口形状和焊接规范有很大关系。
尤其当采用MIG 焊进行厚板多层焊时，常常会在图2-5-1所示的部位产生未熔合，即：图2-5-1 MIG多层焊时易产生未熔合的典型情况a一坡口侧面的未熔合b一清根后的焊道根部未熔合（1）在焊根或第二层焊道以下的坡口面上，由于焊接规范的变化而产生未熔合。
（2）清根处理后在封底焊的根部焊道金属中产生未熔合。
焊接规范对产生未熔合的影响，首先取决于焊件的坡口根部形状和尺寸，焊接电流的影响也很大。
通过对厚度为50 mm的板材在不同大小坡口根部半径和焊接电流下产生未熔合的影响的研究可知：未熔合随坡口根部半径和焊接电流的增大而减小。
U形坡口比V形坡口产生未熔合的可能性要小，横焊时的实测结果是这样，立焊时也可以得到同样的结果。
电弧电压对产生未熔合的影响没有焊接电流和坡口根部半径变化对其的影响那么明显。
焊接电流对焊缝熔深的影响非常直接，熔深随坡口根部半径和焊接电流的增大而增大。
通过用断面检验法我们掌握了未熔合与熔深的关系。
当熔深小于1 mm时，很容易产生未熔合；当熔深大于l mm时，则不产生未熔合。
电子束焊接焊接质量不良报告
电子束焊接工位焊接质量不良报告一、电子束焊焊接质量不良的基本情况电子束焊接工位焊接时，有较多NG不合格品出现,即电子束焊接后产生焊缝探伤值超差，大于技术要求的0-12%，同时焊缝上产生飞溅较多。
对探伤值超差的工件焊缝进行切割检查发现焊缝深度不够，焊接偏心，偏宽，影响焊接强度；焊缝周围产生的飞溅，有的在后续的热处理工序中很难去除，该问题对后工序加工、定位以及装配有直接的影响，同时在热后磨削加工中容易造成与砂轮干涉，飞溅容易在开始磨削接触时打坏砂轮，存在较严重的安全隐患，为了搞清楚不合格品产生的原因，从影响产品质量的各个因素着手进行了调查和对操作者作业前、中、后的行为规范进行了观察，通过全面调查、分析、试验，并予以解决，较好地解决了这一质量问题。
二、电子束焊简介电子束焊接与普通的焊接原理存在较大的差异，它是通过电子枪产生电子束聚焦成束使工件结合处表面的金属熔化而连接在一起，焊接位置非常精确。
电子束通过无数的电子的复合作用，产生强烈的局部加热，每一个电子本身都各自穿透很短的距离，并以热的形式释放出它的能量，从而熔化材料。
电子束有四个基本参数——加速电压，电子束焦点，焊接速度和电子束电流。
通过对所有的焊接参数采用高灵敏度闭环回路，如伺服控制系统就能高质量的控制熔深。
真空工作室提供了高质量的焊接环境，避免了杂质和污染。
电子束焊可以有很高的焊接速度，而且一般不需要填充金属，焊剂或保护气体。
电子束的线能量小，因此大大减小了焊接变形和收缩，可以焊接精加工后的工件。
电子束焊一般在高真空（压强为3*10-5Torr或更低以下）中进行，但也能在低真空（0.13-13Torr）或者大气压中进行，但随着气体压强的增高，熔深和深宽比都将缩小。
根据电子束焊的原理可知,电子束焊几乎可以焊接任何金属。
电子束焊机的基本结构（见下图）1.电子枪为阴极方式，电子束焊机为电子冲击棒状阴极，最大电子束加速电压60KV，额定电子束功率6KW，电子束电流5-100mA，2.聚束极对电子束进行聚束，使之成为电子细束。
铝合金焊接常见缺陷的产生原因及质量控制分析
铝合金焊接常见缺陷的产生原因及质量控制分析摘要：铝合金材料在现代装备制造业中应用广泛，铝合金材料的可焊性较差，焊接过程中会出现很多缺陷，主要是气孔和裂纹较多。
分析了铝合金焊接过程中造成气孔和裂纹的因素，提出减少气孔和裂纹的质量控制措施。
关键词：铝合金；焊缝；缺陷；措施1 焊接性能简介（1）氧化能力强。
Al与O2在空气中结合生成致密的Al2O3薄膜，厚度约为0.1μm，熔点高达2050℃，密度大，在焊接过程中氧化膜会阻碍金属之间的良好结合，并且容易造成夹渣，氧化膜还会吸附水分，焊接时易生成焊缝气孔。
（2）铝的比热大，导热速度快。
因导热快，散热也快，焊接一般采用能量集中功率大的焊接热源，有时还需预热，才能获得高质量的焊接接头。
（3）线膨胀系数大。
铝及铝合金线膨胀系数大，金属凝固时体积收缩率也大，易产生焊接变形。
（4）容易形成气孔。
H2是铝及铝合金焊接时产生气孔的主要原因，H2主要来源于焊接材料（母材、焊丝、保护气体）吸附的水分。
（5）合金元素蒸发和烧损。
铝合金的某些合金元素，在高温下容易蒸发烧损，从而改变了焊缝金属的化学成份，降低了焊接接头的性能。
（6）铝及铝合金熔化时无色泽变化。
铝及铝合金焊接时，由固态转变为液态时，没有明显的颜色变化，给焊接操作带来一定困难。
2 TIG焊常见缺陷及防止措施铝及铝合金TIG焊的各种缺陷，既有与其他电弧焊相同的，也有一些是其特有的。
铝及铝合金TIG焊的焊接质量与焊前准备情况、保护气体纯度、焊接参数的正确性、电极材料的质量、操作技术的熟练程度、焊接电源等因素有关。
其常见缺陷产生原因及对策阐述如下。
2.1气孔在焊接过程中，熔池中的气体未在金属凝固前逸出，残存于焊缝中的空穴被称为气孔。
气孔是比较多见的焊接缺陷，在焊缝的各个位置都可能发现气孔。
铝合金焊接时生成气孔的气体主要是氢气，氢气主要来自电弧周围的空气，母材和焊丝表面的杂质，如油污，水分等的分解燃烧。
气孔是铝合金焊接时最容易出现的一种体积型缺陷，气孔的存在减少了焊缝的受力截面，有些针形气孔会使焊缝疏松，从而降低了接头的强度，还有就是降低了焊缝的力学性能。
铝合金焊接缺陷的分析与研究
铝合金焊接缺陷的分析与研究铝合金焊接具有密度低、耐腐蚀以及良好的导热性和导电性等特点，在机械、航空以及电子产业中都有广泛的应用。
但是，铝合金焊接也存在着裂纹和气孔等多种缺陷。
本文针对这些缺陷产生的原因进行了分析和探讨，并针对特定的缺陷提出了具体的防止对策。
在机械制造行业中，焊接加工是一种应用广泛的加工方式，它不仅强度可靠，节省材料，还能加工出其它加工方式难以完成的产品。
在焊接中，铝合金焊接具有耐腐蚀、比强度高以及良好的导热性和导电性。
这些特点使铝合金焊接在机械、电力以及轨道车辆等多个领域中得到了广泛的应用。
但是在铝合金焊接中也存在着裂纹、气孔以及咬边等各种缺陷，这对焊接产品的质量产生了严重的威胁。
本文从铝合金的性能和焊接特性出发，对铝合金焊接存在的缺陷进行分析和介绍，并针对性的提出防止对策。
铝合金的性能及其焊接特性铝合金中的铝是一种轻金属，它的密度非常小，利用它来焊接成的产品重量低，这在航天航空以及交通轨道等领域具有重要的意义。
铝合金的耐腐蚀非常好，不容易受到环境的侵蚀，同时它的比强度也高，焊接成的产品质量好。
铝合金的导电导热性能好，在低温下也能保持良好的机械性能。
目前焊接所用铝合金用的比较多的是铝锰合金和铝镁合金两类。
在航天航空等重要领域也会用到比强度和比刚度高的铝铜合金和铝锂合金。
这些铝合金主要具有以下一些焊接特性。
第一，铝合金的氧化能力特别强，在焊接过程中会生成氧化薄膜。
第二，铝合金具有高导电性和导热率，不会因局部过热产生内应力，但也因此所需能量更多。
第三，线膨胀系数和凝固体积收缩率比较大，容易形成热裂纹。
第四，焊接时铝合金没有具体的颜色变化，这给焊接者的观察工作带来困难。
第五，铝合金在高温中容易吸入气体，在焊接过程中会形成气孔。
铝合金焊接常见缺陷分析及研究因为铝合金自身存在的一些焊接特性，以及其它各种原因，在铝合金焊接中容易出现裂纹、气孔、焊缝成型不良以及咬边等多种缺陷。
下面本文将针对各个缺陷产生的原因进行分析，再提出具体的防止对策。
铝合金焊接缺陷分析及预防
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。
铝合金电子束焊接工艺分析
铝合金电子束焊接工艺分析摘要6082-T6铝合金属于AI-Mg-Si系可热处理强化铝合金，由于具有轻质高强、良好的挤压成型性和耐腐蚀性等特点，近年米在轨道交通行业尤其是在高速列车车体上得到了广泛应用。
由于该铝合金在实际生产中大多作为焊接结构使用，采纳传统的焊接方法如TIG、MIG等进行焊接时，易造成接头焊缝组织粗大、焊缝气孔率高以及产生热裂纹等缺陷，导致难以获得高质量的焊接接头，在一定程度上限制了其使用。
相比较而言，真空电子束焊(EBW)具有能量密度高、热输入小、焊接变形小等特点，用于6082-T6等铝合金的焊接具有较大优势。
基于此，本文对厚度分别为8mm和15mm的6082-T6铝合金的EBW焊接工艺及其接头的组织与性能进行研究，并与厚度为8mm的MIG焊接头的组织与性能进行对比,分析研究在不同焊接工艺条件下获得接头的微观组织、力学性能及耐蚀性能的差别及其原因。
接头显微组织观察表明，EBW接头焊缝组织为细小的等轴晶和树枝晶，具有明显的二次枝品，在晶界和枝晶界分布着大量的共晶组织，且分布均匀:电子束焊接时采纳圆形扫描方式能够明显细化晶粒，这是由于圆形扫描对熔池金属具有猛烈的搅拌作用，可提高熔池金属中溶质元素的流动性，减少合金元素的偏析:MIG焊接头焊缝组织为较粗大的等轴晶和树枝晶，二次枝晶不明显。
对接头焊缝进行XRD物相分析，所获接头焊縫金属主要为a-Al基体相,同时含有少量的β(Mg2Si强化相及单质Si,在相结构组成上EBW接头和MIG焊接头基本相同。
进一步通过TEM观察分析，证明了接头焊缝中的强化相主要为β(MgzSi)相。
接头显微硬度分布测试表明，EBW接头焊缝的硬度值低于热影响区和母材本身，热影响区的宽度较窄，其软化程度较轻，并且采纳圆形扫描方式获得接头焊缝区的硬度值最高，直线扫描的次之，未添加扫描方式获得接头焊缝的硬度值最低。
而MIG焊接头的热影响区宽度相对较大，存在一个明显的软化区域，是焊接接头最薄弱的区域。