工业技术 柬工案技术 １９ 常见铝合金焊接缺陷及检验方法 闻瑞利 （河北机车技师学院，河北唐山０６４０００） 摘要：本文通过研究铝合金缺陷产生的原因、预防措施，来发现解决缺陷的最佳方法，进一步提高焊接质量 关键词：焊接，缺陷．检验 随荇高速动车轻Ｉ ｝化、高速化发展，铝合金以其良好的性能得到 越来越广泛的应用。铝合金车体具有耐腐蚀性强、质ｆＪ｝轻、造型美观 等特点，是今后高速列车车体的主要发展方向。铝合金焊接时最容易 产生气孔、裂纹、夹清等缺陷，下面将分类介绍缺陷的产生原因和预 防措施。 铝及铝合金焊接过程中容易ｍ现的其他缺陷有：炎渣、未熔合、咬边、 错边等，这些缺陷郜会影响铝合金的焊接强度，所以需要我们在实际 生产过程『十ｌ通过调整焊角度。焊接Ｉ：艺规范以及装配质ｈ｛来控制这 类缺陷的发生。 ２检测方法 Ｆｉ ｆｊ１＝『铝合金检测方法有无损检测和破坏性试验。其中无损检测主 要有外观检测、射线探伤以及渗透检测；破坏性榆测主要有金相、断裂、 拉伸、弯曲等。 ２．１ 外观榆测 外观检测主要是以肉眼观察为主，电可以借助低倍放大镜进行检 测。它主要以发现焊瘤、咬边、焊缝表呵气扎、焊缝表面裂纹、焊穿、 弧坑等缺陷以及焊缝几何尺寸等。＿ｊ手日贯穿整个焊接工程。 ２ ２射线探伤 射线探伤主要是检测铝合会焊缝内部，它能检测到焊缝内部的气 孔、夹渣、未焊透、未溶合、焊缝内郭裂纹的位 和内部夹渣等焊接 缺陷。 １ 缺陷类别 １．１气孑Ｌ １．１．１ 气 Ｌ的根源 锅台金 焊接时会产生气孔等缺陷，而产生气孔的气体主要是氢 气、一氧化碳、氮气。氮不溶于液态铝，而且铝合会材质中不含碳， 所以铝合金在焊接时不会出现氨气和一氧化碳，只会产生氧气 Ｌ。产 生气孔的原因一是因为氯在焊缝液态铝中的溶解度为７ｍｌ／ｋｇ，而在 ６６０℃焊缝凝同时，氧的溶解度为０．４ｍｌ／ｋｇ，使原氢在液态铝中大 析 叶ｌＩ，会产生气泡。另一方面是铝合金密度小、导热性很强，焊接时冷 却速度快，不利于气泡的逸出。为此，在焊接铝合金时，为了减少氯 的来源，应 制氧溶入母材金属和填充金属，且应该使用纯度较高的 保护气体；焊前对铝合金表面、焊材等要认真清除表面氧化膜、水分 卡¨油污；焊接过程尽可能连续焊接，以防止产生气孔。另外在焊接时 要选择合理的焊接工艺参数，Ｔ１Ｇ焊时选择大的焊接电流和较快的焊 接速度。Ｍ１Ｇ焊时选择大的焊接电流和较慢的焊接速度，以提高熔池 的形成时间，有利于氯从过饱和固溶状态铝合金焊接金属中逸出，减 少焊接缺陷。 氡的米源主要有： （１）在金属表面和焊接材料中溶解的氯； （２） 往金属表面币ｕ焊接材料表面附着的水分、有机物和其他杂物； （３） 焊接保护气体纯度到不到要求； （４）在焊接区域保护不到位时来自 — ■● ■ 空气中的氧秆】水分。 １．１．２预防措施 （１）焊前清理。保证铝合金焊接质｝矗的工艺措施是焊前清理。 由于铝合金存存放和焊接过程中及易被氧化，母材表面易生成致密而 坚硬的氧化膜，该薄膜很容易吸收水分，它不但妨碍焊缝与母材的良 图１密集气子Ｌ 图２单个气孔 好熔合，也是产生气孔和夹渣的主要来源。此外，如工件表面不清沽 ２．３渗透检测 也会产生气孔等缺陷。为保证焊接质 ，焊前要采取清除焊件表面的 渗透检测是利用毛细作用将带有颜色的渗透液喷涂存焊缝表面 氧化腆和油污等。 上，使其深入缺陷内，清洗后施加现象利显示缺陷彩色痕迹的一种检 目前清理方法主要有脱脂去油清理、化学清理和机械清理三种：１） 测方法。 脱脂清理即将焊丝、焊件待焊处的油污用汽油、乙雕、丙酮等溶液进 ２．４金相、断裂试验 行撩洗。２）化学清洗，是使用碱和酸等化学溶液清洗焊件、焊丝表 常用ｒ对＿［作试件、焊接试板进行检测。例如对焊工考试试板来 使其 油污、锈、钮化膜产生化学反应，生成易溶的物质，使待焊 说，对接试板一般进行外观检测后要进行射线探伤和断裂试验，而交 表面露出金属光泽。３）机械清理，主要是用不锈钢钢丝刷或刮刀把 接试板通常要进干ｆ金桕和断裂试验。 焊件坡口两侧５０ｍｍ范围内的氧化膜刷除或刮除干净，直至露出金属 表面光泽。 ３评定方法 （２）预热及调整焊接规范，预热可以消除焊接区金属表面的湿气， 按照ＩＳＯ１００４２标准进行ｉ；Ｆ定。标准中分为Ｂ、Ｃ、Ｄ ３个砰定等级， 可以降低冷速度，从而减少气孔的产生。一般要求板后超过８ｍｍ时 除焊缝宽度、余高可按照Ｃ级柃测，其余严格按照Ｂ级评定。例如通 进行预热。 常将单个气孔大小控制存０．２ｓ，最大４ｒａｍ（ｓ指板 ）；链状气孔和 １．２裂纹 ２ｓ以内，最 铝的线膨胀系数比钢的大将近一倍，凝固时的收缩率又比钢人一 是不允许的；裂纹、未熔合也是 允许的；灾淤控制在０．ａｍ。 俯，因此铝焊什的焊接应力大， 此容易出现裂纹。焊接裂纹常出 大３ｒ现 起弧、收弧、突然断弧、定位焊、补焊处，因此在焊接铝及铝合 ４结论 金时需要添加引弧板秆］收弧板，将引弧和弧坑置于引弧板和收弧板 为提高铝合金焊接质：Ｉｆ，仍需要 断研究缺陷产生的原因、预 内； Ｉｉｔ．减少焊接应力，正确选择焊接方法和焊接１二艺参数。按照 防措旌和解决方法，通过试验、调整 艺规范米发现解决缺陷的最 ＩＳＯ１００４２Ｂ级要求裂纹是 允许ＨＪ现的。 １．３其他缺陷 佳方法。
