手工钨极氩弧焊焊接铝及铝合金焊缝气孔的探讨

2017年05月25日

 

 

一、手工钨极氩弧焊焊接铝及铝合金焊缝气孔产生的原因

  在手工钨极氩弧焊焊接铝及铝合金的过程中,木材、焊丝、工件、气体等吸附的水分会存在氢的成分。在焊缝当中,氢和水形成一定的比例,会转入到焊缝当中,在靠近焊缝的位置,母材中的氢会基于扩散作用,在融合线、焊缝金属等位置就会有气孔产生。铝镁合金熔点比较低,在氩弧焊焊接加热的过程中,如果达到了500摄氏度,在热影响区域当中,镁铝合金成分将会转变为熔融状态,并且会由十分强烈的氧化反应发生,因此在水分的作用之下,会生成氧化镁、氧化铝、氢气等成分。如果熔融之后的凝固速度过快,生成的氢气无法及时逸出,就会在焊接件中产生气孔。洗涤之后,焊丝和材料中有残留物存在,或是在喷嘴、工件之间存在着较大的距离,也会在不同的程度上产生气孔。 

  在安装现场,水平固定的仰焊缝、垂直固定的横焊缝在进行焊接的过程中,也会有较大的可能性产生气孔,并且较难避免。发生这种情况的主要原因在于,在对垂直固定的横焊缝进行焊接的过程中,氩气的重量要比空气重。在0摄氏度、一个大气压的条件下,空气的重量约为每立方米1.2929千克,而相同条件下氩气的重量能够达到空气重量的1.4倍。氩气保护层是一种柔性保护层,因此在进行焊接的时候,氩气保护层可能会向熔池下部下沉,使得下部熔池能够得到较为良好的氩气保护层保护。但是在熔池上部的边缘位置,保护层可能会发生薄弱、偏离等情况,这样在熔池上部边缘的位置就容易受到空气的侵蚀,因而在融合线、横焊缝等位置上,链状气孔、断续气孔等问题也比较容易发生。 

  在水平固定的仰焊缝焊接过程中,氩气比空气重,因此在仰缝部位,氩气形成的保护层往往不具有足够的挺度,容易发生气体流层倒流的情况。同时,在仰焊位置上,焊工的操作难度较大,在喷嘴和工件之间可能会由于操作原因导致距离不稳定,因而整个熔池的氩气保护层难以完全覆盖,导致空气入侵出现气孔的现象。 

 

二、手工钨极氩弧焊焊接铝及铝合金焊缝气孔的避免方法

  为了有效地避免手工钨极氩弧焊焊接铝及铝合金焊缝气孔的产生,铝及铝合金的焊接应采用的氩气要达到99.99%的纯度。如果是对重要的工件进行焊接,工人应注意焊接环境,要在80%以下的环境湿度、晴朗的天气中进行焊接操作。如果焊件的厚度较大,焊接之前要采用100摄氏度到150摄氏度的温度进行预热,从而将焊件坡口内测的水分进行有效清除,使工件的焊接速度、原始温度得到提升,同时降低熔池冷却速度,对于气体逸出较为有利。 

  焊接过程中应当保持较快的速度将液体状态的熔池时间进行缩短,在结晶之前降低熔池的气体含量,从而降低产生气孔的概率。焊接当中应当保持较大的焊接电流,并将热输入量加以提升,使融化金属的速度得到降低,确保气体更好地逸出。铝镁合金的焊接应当采用较快的焊接速度和较大的焊接电流,使热影响区的宽度降低,避免在该区域中出现气孔。在安装现场,工人若发现有横缝和立缝焊接的情况,除了使用上述方法以外,在焊接施工条件允许的情况下,应当尽量对双面双人焊接方式进行选择和应用,这样能够利用氩气保护层更好地对焊缝熔池内外提供保护,避免发生气孔。 

三、结论

  焊接作为当前诸多工业领域中一项十分重要的技术,发挥着至关重要的作用。目前,手工钨极氩弧焊作为一种常用的焊接技术,尤其是在焊接铝及铝合金的过程中应用更为广泛。而在实际焊接过程中很容易产生气孔,影响焊接件的质量,因此要采取有效的措施,对气孔的产生加以避免,确保焊接质量。 

来源:河南省获嘉明星机械有限公司
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李法根
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