《铝合金TIGMIG焊接缺陷与解决措施》
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摘 要：因为铝合金本身所具有的特性,在焊接过程中,非常容易出现气孔、裂纹、未熔合等缺陷,能够其他程度上影响焊接接头的性能和效果.目前,TIG和MIG是最常见的铝合金焊接方法,同样非常容易出现上述缺陷.因此,本文将会简要分析TIG和MIG的焊接缺陷及解決措施.
关键词：TIG;MIG;焊接;缺陷
目前,很多需要用到铝合金材料的设备或工具等,都在追求轻量化,例如轨道列车就需要低密度、高强度,具备良好工艺等特点的铝合金.而在使用铝合金时,焊接是必不可少的,焊接接头又是较为薄弱的部分,最容易出现结构失效,所以必须保证焊接没有缺陷,提高焊接质量.铝合金由于具备很多特性,导致在使用TIG或MIG焊接技术时非常容易出现气孔、裂纹等缺陷,因此在下文中,笔者将会重点介绍各种缺陷及出现原因,并提出相应的解决措施.
一、气孔
气孔是指在进行焊接时,熔池中的气体没有在铝合金凝固时散出,导致出现气泡.一般情况下,气孔为氢气孔.导致出现气孔的原因较为复杂,大体可以分为八种：保护气体覆盖不足;保护气体不纯;焊丝污染;焊件污染;焊接速度过快或电弧电压太高;焊件距离大;环境湿度大;环境风速过快.想要避免气孔缺陷的出现,需要根据不同的原因采取不同的解决措施.
针对保护气体覆盖不足的问题,可以选择：（1）增加保护气体的流量,将焊接区域内的空气排净;（2）减小保护气体流量,防止过多空气卷入其中;（3）避免气体喷嘴内壁出现飞溅情况;（4）焊接时选择在封闭区域内进行,避免周遭环境空气流动大,破坏保护气体覆盖;（5）降低焊接速度;（6）减小喷嘴到焊件的距离,防止空气卷入;（7）如果焊接结束,要等到熔池凝固之后再移开喷嘴[1].
针对保护气体不纯的问题,只能提高气体纯度或者使用压力达标的气体;如果焊丝污染,则要选择使用比较洁净干燥的焊丝,或者消除焊丝在送丝装置或导管上粘附的润滑剂;如果焊件污染,则要去除焊件上粘着的油脂、油漆、灰尘等杂质,保持焊件的洁净和干燥.对于电弧电压、焊接速度、焊接距离、环境速度、风速等问题,只需要采取针对性措施――减小电弧电压、降低焊接速度、减小焊接距离、做好湿度防护以及备好挡风装置即可.
二、裂纹
裂纹的出现,通常是受到焊接应力及其他因素共同作用,使焊接接头内部的金属原子结合力遭到不可抗力的破坏,出现新的截面,从而产生裂纹、缝隙.裂纹发生的位置包括接头、起弧、收弧和拐弯位置,如果厚板是多层焊接,层间也容易出现裂纹.
裂纹的出现一般是由于以下几个原因：（1）焊缝深度比过大;（2）焊道太窄;（3）焊道末端弧坑冷却过快;（4）焊丝化学成分与工件不匹配[2].
如果焊缝深度比太大,可以使用增大电弧或减小焊接电流的方法,达到加宽焊道、减小熔深的目的.
当焊道太窄时,尤其是角焊缝和底层焊道太窄,可以通过减慢焊接速度以加大焊道宽度和横截面来解决.
当弧坑冷却速度过快时,可以进行衰减控制来减小弧坑的冷却速度,或者对弧坑进行适当的填充,也可以在完成焊缝顶部焊道时,使用分段退焊技术来解决.
对于焊丝化学成分与工件不匹配的问题,选择与线材匹配的焊丝即可.
三、未熔合
未熔合问题是指在焊接时,焊缝金属和母材、焊缝金属和焊道金属之间存在没有完全熔化结合的问题.未熔合部分的承载面积较小,难以承受较大的荷载,如果承受的应力较为集中,就很容易出现脆性断裂.
导致未熔合问题出现的原因有以下六点：（1）焊缝区表面有氧化膜,导致未完全熔化;（2）焊接输入的热量不足;（3）焊接熔池大,无法充分熔合;（4）焊接操作技术不恰当;（5）焊接电流低;（6）焊接接头选择不合理.
当焊缝区表面有氧化膜时,要在焊接之前清理表面上的氧化层和杂质;热量输入不足时,可以提高电弧电压或者送丝速度,也可以选择降低焊接速度;焊接熔池大时,适当减小电弧摆;针对焊接操作技术不合适的问题,如果是采用的摆动技术,要注意在坡口面的熔池边缘进行短暂的停留,同时要保证焊丝指向熔池前沿;为了避免焊接接头的不合理选择,在设计焊接接头时,要保证坡口的角度足够大,方便减小焊丝的伸出长度以及焊接电流的增大,能够方便对熔池底部及坡口侧面直接加热;焊接电流偏低时,适当增大焊接电流即可.
四、未焊透
未焊透,是指焊接接头根部没有完全熔化,从而使凝固的接头较脆弱的问题.未焊透的原因包括坡口形式不合适、焊接操作不合适或是热输入不足等原因.
针对坡口形式不合适的问题,要在进行焊接接头设计时,适当的加大坡口的角度,保证焊能够直接对熔池底部进行作用,同时还要保证焊件和喷嘴的距离较为合适.
为了避免焊接操作不合适,一定要在焊接时保持适当的焊丝行走角度,从而达到足够的熔深,并且要使电弧始终处在熔池的前沿.
热输入不足时,要适当提高焊接电流强度.
结语
本文中,笔者重点分析了四项铝合金在进行TIG或MIG时容易出现的缺陷——气孔、裂纹、未熔合、未焊透,这四类缺陷也是最为常见的缺陷,并且针对缺陷出现的原因提出了合适的解决措施.
参考文献：
[1] 尹景.5083铝合金获得良好焊缝质量的焊接及要求浅析[J].军民两用技术与产品,2018,（24）：132.
[2]闫华.A6N01铝合金激光-MIG复合焊接接头工艺研究[J].机械,2019,46（4）：53-57.
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焊接缺陷和铝合金焊接引用文献:
[1] 焊接缺陷和铝合金焊接毕业论文范文 焊接缺陷和铝合金焊接相关论文范本2万字
[2] 焊接缺陷类论文选题 焊接缺陷专业论文题目怎么拟
[3] 铝合金焊接专业论文题目 铝合金焊接毕业论文题目怎么定
