双面对称氩弧焊对消除铝合金焊接缺陷的作用

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1、双面对称氩弧焊对消除铝合金焊接缺陷的作用摘要：对常见的铝合金焊接缺陷进行了分析，介绍了双面氩弧焊对降低焊接缺陷，保证焊接质量的重要作用关键词：铝合金气孔双面对称氩弧焊铝合金耐腐蚀性好、低温强度高、密度低，在各行各业发挥着愈来愈重要的作用。随着国民经济的飞速发展，铝合金在石油化工和低温工程等方面的需求量猛增，广泛用于管道、存储料仓制造，而且由于比重小，制造同等容积的仓储空问，比用其它材料要节约。但铝合金焊接操作难度大，容易出现焊接缺陷如气孑L、热裂纹、夹渣等。以某聚苯乙烯(Ps)装置铝料仓的焊接为例，介绍获得优质焊接接头的焊接工艺措施和

2、双面对称氩弧焊操作方法，对铝合金容器的制造成型有一定的应用价值。1、铝合金焊接中常见的焊接缺陷1．1气孔常见的气孑L有两种：集中型大气孑L和分散型小气孔。集中型大气孔大多分布在熔合线附近或沿坡口根部的表面上，断面呈圆形，尺寸较大，数量不多；散布的小型气孑L常布满整个焊缝的截面，断面呈圆形，尺寸小，数量多。铝合金焊接时产生的气孑L主要是氢气孑L，而不是氮气或一氧化碳气孑L，因为氮不溶于铝中，铝中又不含有碳或碳化物，因此不具有产生氮气孑L和一氧化碳气孔的条件。1．1．1氢气孔产生机理氢在高温下的铝液中溶解度较大，当温度急剧下降时，溶解度也

3、会降低，尤其在液态转化成固态时，溶解度会急剧降低，从0．69L／(1OOg)降到0．036L／(1OOg)，相差近20倍。因此，如果高温时在熔池中溶解了较多的氢，在熔池凝固结晶时就要大量析出，但是如果熔池结晶的速度很快，氢来不及析集成气泡逸出，就会残留在焊缝里形成气孑L。由于铝液态转变为固态时氢的溶解度突变比其它金属强烈，固态铝中氢的溶解度又比较小，加之铝的密度小，气泡上浮速度慢；铝的导热性强，熔池存在时问短，这些都使得铝及铝合金焊接时产生气孔的倾向增大。由于铝镁合金的液体熔池很容易吸收气体，高温下溶人大量气体，在焊后冷却凝固过程中来

4、不及析出，而聚集在焊缝中形成气孑L。熔池中氢的来源主要有两个方面：一是电弧气氛中的氢，即来自保护气体中的水分和侵入电弧空间的空气中的水分，在电弧高温作用下分解出氢原子，向熔池中溶解；二是氧化膜中的水分，即母材和焊丝表面的氧化膜(尤其是较厚而且疏松的氧化膜)极容易吸附水分，当母材和焊丝熔化时，这些水分有一部分来不及蒸发，随氧化膜进入熔池，并分解出氢。通常，来自电弧气氛中的氢容易产生分解型小气孑L，而来自氧化膜中水分的氢容易产生集中型大气孑L，这是因为电弧气氛中的氢被高温熔池作。吸收后，在熔池冷却过程中，过饱和的氢在焊缝的多树枝晶粒边界析

5、集，首先要形成气泡核，然后才形成小气泡。当结晶速度快、小气泡来不及长大时，就会形成数量多而分散的小气孔。而氧化膜中的水分可以随氧化膜进入熔池，氧化膜不仅提供氢的来源，而且可以作为气泡核心，氢依附在氧化膜上萌生小气泡的时间比较早，比较容易聚集长大，因此能形成集中型的大气孔。当焊接过程中氩气流量小，喷嘴内不干净或有水气；焊速过快，氩气不纯，钨极伸出过长等都会引起水分在熔池的侵入，从而产生气孔。1．1．2氢气孔的防治措施1)为了减少电弧气氛中的氢，要尽可能减少由焊接材料(如氩气、焊丝、焊剂等)带人的水分。氩弧焊时，要严格限制氩气中的水分，氩

6、气纯度要求在99．9％以上，通气管路、焊嘴要保持清洁干燥，不要在焊前长时间通冷却水，以免凝结水汽。为了减少氧化膜中水分带来的氢，对母材和焊丝表面的氧化膜要求严格清理。清理有机械消除法和化学清洗法两种，规范中已经作出了明确的要求。2)焊接参数的选择。钨极氩弧焊时，由于焊丝表面的氧化膜对气孔的影响比较突出，此时，减少熔池存在时间，难以有效地防止焊丝氧化膜分解出来的氢向熔池侵入，因此宜采用大的焊接电流和较慢的焊接速度焊接，以延长熔池存在的时间，使气泡逸出。而且保护气流量的大小也同时影响到气孔的产生，氩气流量小，氩气挺度不够，排除周围空气能力

7、弱，熔池保护效果差。但是流量过大，不仅浪费氩气，增加成本，而且会引起喷出气流层流区缩短，紊流区扩大，将空气卷入保护区，反而降低了保护效果，使焊缝易产生气孔。因此，必须选择合适的氩气流量。氩气流量与喷嘴直径大小有关。氩气的纯度对焊接质量也有较大的影响。氩气纯度低、杂质多，可增加弧柱气氛中氢的含量，同时也降低“阴极雾化”效果。1．2热裂纹焊接铝及铝合金时有可能产生两种热裂纹：焊缝中的结晶裂纹和近缝区中的液化裂纹。1．2．1焊缝结晶裂纹铝及铝合金焊缝中产生结晶裂纹，如同其它金属一样，也是由于焊缝在结晶过程中晶间产生液态薄膜和接头承受较大的应

8、力共同作用的结果。但对于铝及铝合金，这两个作用更加强烈。铝合金都存在一个较大的结晶温度区间，而且，如果铝合金中存在其它元素或杂质的时候，还可能产生低熔点共结晶物，使有效的结晶温度区间进一步增大，这使得焊缝金属在结晶时，在