鋁合金TIG焊氣孔缺陷的防止措施分析

摘 要：氣孔是鋁合金TIG焊工藝中常見缺陷，本文結合TIG焊氣孔產生的原因和實踐操作經驗，提出了防治鋁合金TIG焊氣孔的一些具體措施，為提高鋁合金TIG焊的焊縫質量積累了一定的技術資料。

關鍵詞：鋁合金；TIG焊接；氣孔缺陷；防止措施

引言

鋁合金是工業中應用最廣泛的一類有色金屬結構材料，在航空、航天、汽車、機械制造、船舶及化學工業中已大量應用。工業經濟的飛速發展，對鋁合金焊接結構件的需求日益增多，使鋁合金的焊接性研究也隨之深入。而氣孔是這類材料，在焊接過程中最常見的一種焊接缺陷；氣孔的產生不僅影響焊縫質量，而且還會降低接頭的承載能力，使焊縫的塑性，沖擊強度降低更多，以致于焊縫致密性遭破壞。因此，采取哪些措施，來防止這類材料氣孔的生成，是獲得高質量焊縫的重要條件之一。

一、影響鋁合金TIG焊氣孔產生的因素

氣孔是焊接時熔池中的氣泡在凝固時未能逸出而殘留在焊縫金屬中所形成的容穴，是鋁合金TIG焊接中主要焊接缺陷。焊縫中的氣孔主要有氫氣孔、氮氣孔、CO氣孔。由于氮不熔入液態鋁，鋁也不含碳，故鋁及鋁合金焊接焊縫中的氣孔主要是由氫引起的，氫是產生氣孔的根源。此外，工作場地防風措施不當，使空氣中有害氣體進入電弧空間，破壞了氬氣或混合氣體的隔離保護作用；焊槍離試件距離過高，焊槍角度和操作方法不正確，空氣中有害氣體卷入電弧中，使電弧中氫含量增加，導致不能形成良好氣體保護，焊縫形成氣孔可能性增大；焊接工藝，如焊接電流的大小、焊接速度的快慢、電弧的長短、噴嘴直徑的大小、保護氣體的影響、焊件與焊槍的夾角都會對氣孔的生成產生重要的影響。

如圖1所示，即為實際焊件局部截面上的超標氣孔分布的位置和特征

二、防止鋁合金TIG焊氣孔產生的工藝措施

通過分析和焊接實踐，防止氣孔產生，可采取以下措施：

（1）清除產生氣孔的氣體來源 - 焊前清理①TIG焊對水分、油污、氧化膜、銹蝕非常敏感。焊前必須對焊絲表面、坡口、坡口附近20-30mm范圍進行嚴格清理，去除其表面氧化膜、油污、水分等雜質；焊絲及工件化學清洗后應在8h內施焊；在氣候潮濕的情況下，應保證在4h內施焊；清理后如存放時間過長，應當重新處理；化學清洗后又玷污的工件可用機械方法清理，即用汽油或丙酮擦凈表面油污，隨后用0.1—0.15的不銹鋼焊絲刷打磨待焊區周圍20mm區域直至光亮金屬光澤，鈍邊及坡口面用刮刀刮削至光亮金屬光澤。②保護氬氣的純度。氬氣中含有氧、氮和少量的其它氣體，當含量超過標準規定時，會降低氬氣的保護性能，使焊縫產生氣孔條件增加，電弧不穩定，對焊接質量影響大。氬氣純度應達99.9%，露點為-50℃。瓶內的壓力不能小于2.0MPa，如果小于2.0MPa應停止使用，因為氣體中含水量增加，會為形成氣孔提供氣體來源。

（2）控制外界氣流：TIG焊時，氬氣保護層極易受到外界氣流因素的破壞，使保護效果變差，從而產生氣孔。因此，TIG焊不宜在室外進行操作，在室內焊接時，焊接區域通風設施風力不宜太大；對于管道焊接，應封閉管口，防止有穿堂風形成；對于特殊條件不利于保護的接頭，可附加擋板，達到保護效果，焊接環境溫度及溫度應嚴格控制在溫度≥15℃，機對溫度≤60%。

（3）提前送氣：TIG焊引弧前提前送氣3-4s，以驅趕輸氣管內的空氣，保證氬氣純度，防止鎢極與熔池在引弧及焊接時氧化產生氣孔。

（4）滯后送氣：TIG焊接結束時，焊槍暫不離開熔池保護區域。閉合控制開關，電流就會逐漸減小至熄弧，同時氬氣滯后3-5s停止，以保護尚未冷卻的鎢極和熔池；也可在焊接結束時，先停止送絲，同時壓低電弧，以稍快的焊接速度沿坡口面方向移動10mm后，抬起斷弧，也可達滯后關氣，保護熔池緩冷的目的。

（5）熟練的操作技能：TIG焊焊接操作的熟練程度是防止氣孔的重要措施。施焊時焊槍、焊絲、工件之間必須保持正確的位置和相對角度，動作要協調，保證電弧的高度均勻一致；送入熔池的填充焊絲不宜過快、過猛或不穩定，影響氣體的保護效果，將空氣帶入熔池進而產生氣孔；同時注意觀察熔池狀態的變化，提高對氣孔的排除能力。

（6）實際焊接試樣的焊接情況如圖2- a/b所示，焊縫表面平滑而且光亮，焊縫成形美觀，紋理均勻細密；焊縫X射線檢測結果：合格

參考文獻

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作者簡介

提學超（1983.11—），男，漢族，四川成都，講師，碩士，主要從事焊接理論和實訓教學工作。

（作者單位：四川航天職業技術學院汽車工程系）