铝合金TIG焊气孔缺陷的防止措施分析

摘 要：气孔是铝合金TIG焊工艺中常见缺陷，本文结合TIG焊气孔产生的原因和实践操作经验，提出了防治铝合金TIG焊气孔的一些具体措施，为提高铝合金TIG焊的焊缝质量积累了一定的技术资料。

关键词：铝合金；TIG焊接；气孔缺陷；防止措施

引言

铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入。而气孔是这类材料，在焊接过程中最常见的一种焊接缺陷；气孔的产生不仅影响焊缝质量，而且还会降低接头的承载能力，使焊缝的塑性，冲击强度降低更多，以致于焊缝致密性遭破坏。因此，采取哪些措施，来防止这类材料气孔的生成，是获得高质量焊缝的重要条件之一。

一、影响铝合金TIG焊气孔产生的因素

气孔是焊接时熔池中的气泡在凝固时未能逸出而残留在焊缝金属中所形成的容穴，是铝合金TIG焊接中主要焊接缺陷。焊缝中的气孔主要有氢气孔、氮气孔、CO气孔。由于氮不熔入液态铝，铝也不含碳，故铝及铝合金焊接焊缝中的气孔主要是由氢引起的，氢是产生气孔的根源。此外，工作场地防风措施不当，使空气中有害气体进入电弧空间，破坏了氩气或混合气体的隔离保护作用；焊枪离试件距离过高，焊枪角度和操作方法不正确，空气中有害气体卷入电弧中，使电弧中氢含量增加，导致不能形成良好气体保护，焊缝形成气孔可能性增大；焊接工艺，如焊接电流的大小、焊接速度的快慢、电弧的长短、喷嘴直径的大小、保护气体的影响、焊件与焊枪的夹角都会对气孔的生成产生重要的影响。

如图1所示，即为实际焊件局部截面上的超标气孔分布的位置和特征

二、防止铝合金TIG焊气孔产生的工艺措施

通过分析和焊接实践，防止气孔产生，可采取以下措施：

（1）清除产生气孔的气体来源 - 焊前清理①TIG焊对水分、油污、氧化膜、锈蚀非常敏感。焊前必须对焊丝表面、坡口、坡口附近20-30mm范围进行严格清理，去除其表面氧化膜、油污、水分等杂质；焊丝及工件化学清洗后应在8h内施焊；在气候潮湿的情况下，应保证在4h内施焊；清理后如存放时间过长，应当重新处理；化学清洗后又玷污的工件可用机械方法清理，即用汽油或丙酮擦凈表面油污，随后用0.1—0.15的不锈钢焊丝刷打磨待焊区周围20mm区域直至光亮金属光泽，钝边及坡口面用刮刀刮削至光亮金属光泽。②保护氩气的纯度。氩气中含有氧、氮和少量的其它气体，当含量超过标准规定时，会降低氩气的保护性能，使焊缝产生气孔条件增加，电弧不稳定，对焊接质量影响大。氩气纯度应达99.9%，露点为-50℃。瓶内的压力不能小于2.0MPa，如果小于2.0MPa应停止使用，因为气体中含水量增加，会为形成气孔提供气体来源。

（2）控制外界气流：TIG焊时，氩气保护层极易受到外界气流因素的破坏，使保护效果变差，从而产生气孔。因此，TIG焊不宜在室外進行操作，在室内焊接时，焊接区域通风设施风力不宜太大；对于管道焊接，应封闭管口，防止有穿堂风形成；对于特殊条件不利于保护的接头，可附加挡板，达到保护效果，焊接环境温度及温度应严格控制在温度≥15℃，机对温度≤60%。

（3）提前送气：TIG焊引弧前提前送气3-4s，以驱赶输气管内的空气，保证氩气纯度，防止钨极与熔池在引弧及焊接时氧化产生气孔。

（4）滞后送气：TIG焊接结束时，焊枪暂不离开熔池保护区域。闭合控制开关，电流就会逐渐减小至熄弧，同时氩气滞后3-5s停止，以保护尚未冷却的钨极和熔池；也可在焊接结束时，先停止送丝，同时压低电弧，以稍快的焊接速度沿坡口面方向移动10mm后，抬起断弧，也可达滞后关气，保护熔池缓冷的目的。

（5）熟练的操作技能：TIG焊焊接操作的熟练程度是防止气孔的重要措施。施焊时焊枪、焊丝、工件之间必须保持正确的位置和相对角度，动作要协调，保证电弧的高度均匀一致；送入熔池的填充焊丝不宜过快、过猛或不稳定，影响气体的保护效果，将空气带入熔池进而产生气孔；同时注意观察熔池状态的变化，提高对气孔的排除能力。

（6）实际焊接试样的焊接情况如图2- a/b所示，焊缝表面平滑而且光亮，焊缝成形美观，纹理均匀细密；焊缝X射线检测结果：合格

参考文献

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[4]李艳军等.TIG 焊工艺对LD10 铝合金接头气孔的影响[J].焊接学报，2014.

作者简介

提学超（1983.11—），男，汉族，四川成都，讲师，硕士，主要从事焊接理论和实训教学工作。

（作者单位：四川航天职业技术学院汽车工程系）