铝及铝合金气焊时常见的焊接缺陷

冰雪婧光

铝及铝合金气焊时，常见的焊接缺陷可分为外部缺陷和内部缺陷两大类。外部缺陷位于焊缝的外表面， 一般用肉眼或低倍放大镜即可以发现。
    常见的外部缺陷包括焊缝尺寸不符合要求、表面气孔、裂纹、咬边、未焊满、焊瘤、烧穿等。内部缺陷位于焊缝内部，需要用破坏性试验或无损探伤等方法才能发现，如内部气孔、裂纹、夹渣、未焊透、未熔合等。
一、焊缝尺寸不符合要求
    焊缝的尺寸与设计上规定的尺寸不符，或者焊缝成形不良。出现高低、宽窄不一、焊波粗劣等现象。焊缝尺寸不符合要求，不仅影响焊缝的美观，还会影响焊缝金属与母材的结合，造成应力集中，影响焊件的安全使用。
    焊缝尺寸不符合要求的原因主要有：接头边缘加工不整齐、坡口角度或装配间隙不均匀：焊接工艺参数不正确，如火焰能率过大或过小、焊丝和焊嘴的倾角配合不当、气焊焊接速度不均匀；操作技术不当，如焊嘴或焊蝗横向摆动不—致等。
    防止焊缝高低、宽窄不一、焊波粗劣的措施有：正确凋整火焰能率：将焊件接头边缘调整齐：气焊过程中焊嘴、焊终的横向摆动要一致；焊接速度要均匀且不要向熔池内填充过多的焊丝。
二、 气孔
    焊接时，熔池中的气泡在凝固时未能逸出而残留下来而形成的空穴称为气孔。处于焊缝表面的气孔称为表面气孔，处于焊缝内部的气孔称为内部气孔。
    产生气孔的原因有：焊丝、焊件表面的油、污、锈、垢及氧化膜没有清除干净；乙炔或氧气的纯度太低；火焰性质选择不当；熔剂受潮或质量不好；焊炬摆幅快而大；焊蝗填充不均匀；焊接现场周围风力较大；焊接速度过快，火焰过早离开熔池；焊丝和母材的化学成分不匹配。
    防止气孔产生的措施有：在焊前应将坡口及两侧20—30mm范围内的油、污、锈、垢及氧化膜清除干净；选用合格的乙炔和氧气， 以保证纯度要求；选择中性焰、微碳化焰：填加焊丝要均匀，焊嘴的摆动不能过快和过大，注意加强火焰对熔池的保护；如有必要，须在焊接场地设置防风装置；根据实际情况，焊前对工件预热，焊接时选用合适的焊接速度，在焊接终了和焊接中途停顿时，应慢慢撤离焊接火焰，使熔池缓慢冷却，从而使气体充分从熔池中逸出，减少气孔的产生；注意要使焊担和母材合理匹配。
三、 咬边
    由于焊接工艺参数选择不当，或操作技术不正确，沿焊趾的母材部位产生的沟槽或凹陷称为咬边。咬边使母材金属的有效截面减小，减弱了焊接接头的强度，并且咬边处引起应力集中，承载后有可能在咬边处产生裂纹，甚至引起结构的破坏。根据JBl580—75规定：在铝及铝合金一般焊接产品中，咬边的连续长度应≤100mm，每条焊缝上咬边总长度(两侧之和)不得超过该焊缝长度的10%。板厚≤10mm时，允许咬边深度≤0．5mm；板厚>10mm时，则为≤0．8mm。然而对于承受载荷的重要的焊接构件，如高压容器、管道等，不允许存在咬边现象。
四、未焊透
    焊接时接头根部未能完全熔透的现象称为未焊透。未焊透不仅降低了焊接接头的机械性能，而且在未焊透的缺口及末端处形成应力集中，进—步产生裂纹。在重要的焊缝中，若发现有未焊透缺陷，必须铲除，重新补焊。
    产生未焊透的原因较多：焊接接头在气焊前未经清理干净，如存在油污、氧化物等；坡口角度过小、接头间隙太小或钝边过厚；焊嘴太小，火焰能率不够或焊接速度过快；焊件的散热速度过快，使得熔池存在的时间短，以致填充金属与母材之间不能充分地熔合；熔剂质量不好或选择不当。
    防止未焊透应采取的措施：选择合理的坡口形式和装配间隙，并在焊前进行清理，彻底消除坡口两侧的氧化物和油污；根据板厚正确选用相应的焊嘴和焊丝直径在焊接时选择合理的火焰能率和焊接速度；对厚大的铝及铝合金焊件，要进行焊前预热和在焊接过程中加热焊件：选用合格的气焊熔剂。
五、未熔合
    焊接时，焊道与母材之间或焊道之间，未完全熔化结合的部分称为未熔合。未熔合减小了焊缝有效工作截面，使焊接接头的承载能力F降。在未熔合处还可以引起应力集中。产生未熔合的主要原因是由于火焰能率过小，并日气焊火焰偏向坡口一侧，使母材或前—层焊缝金属未熔化就被填充金属覆盖；若坡口或前一层焊缝表面有污物或氧化膜时，也会形成未熔合。在气焊时，应注意观察坡口两侧熔化情况，采用稍大的火焰能率，且焊接速度不宜过快，确保母材或前一层焊缝金属熔化。
六、 夹渣
    焊后残留在焊缝中的熔渣称为夹渣。夹渣降低焊接接头的塑性和韧性，还可引起应力集中。
    产生夹渣的原因有焊丝选用不当在坡口边缘有污物存在，焊层和焊道间的熔渣未清除干汛焊接时火焰能率过小，使熔池金属和熔渣所得到的热量不足，流动性降低，使熔渣浮不上来；熔池金属冷却过快，使熔渣来不及上浮就已经固定焊丝和焊嘴角度不正确。
    防止产生夹渣的措施有：选用合格的焊丝：焊前对焊丝进行彻底清现在焊接时对焊层间的熔渣清除干涤选择合理的火焰能率和其他的焊接工艺参数；在焊接时注意熔渣的流动方向，随时调整焊丝和焊嘴的角度，并不断地用焊丝将熔池内的熔渣挑出来，使熔渣能顺利地浮到熔池的表面。
七、 裂纹
    在焊接应力及其他致脆因素共同作用下，焊接接头中局部地区的金属原子结合力遭到破坏而形成的新界面而产生的缝隙称为焊接裂纹。铝及铝合金焊接裂纹属热裂纹。焊接裂纹是最危险的焊接缺陷，严重地影响着焊接结构的使用性能和安全可靠性，而凡是许多焊接结构破坏事故的直接原因。
    焊接裂纹产生的原因有：焊接材料和焊接工艺选择不当；起焊点选择不当；焊缝熔合不良，余高不足，应力过于集中，焊缝金属冷却速度太快，定位焊缝太短：焊缝收尾处没有填满或火焰撤离过快。
    防止裂纹产生的措施：根据匹配关系合理选择铝合金焊接材料和焊接工艺；合理选择起焊点位置；保证余高，使焊接接头处于自由状态以减少应力集中；定位焊缝长度、焊缝熔合要适当，焊缝冷却要缓慢；焊缝收尾处一定要注意填满，火焰应缓慢离开熔池。
八、 焊瘤
    在焊接过程中，熔化金属流淌到焊缝金属之外未熔化的母材上所形成的金属称为焊瘤。焊瘤不仅影响焊缝的外观，而且在焊瘤出现的同时还伴随着未焊透的情况发生。因此，容易引起应力集中，影响焊件质量。管道内部的焊瘤，会使管内流通面积减少，甚至造成堵塞。
    产生焊瘤的主要原因是：火焰能率太大；焊接速度过慢；焊件装配间隙过大；熔池面积过大；焊丝和焊嘴角度不正确等。防止产生焊瘤的措施有：适当选择火焰能率，一般当立焊或仰焊时，应选用比平焊小的火焰能率；适当提高焊接速度；焊件的装配间隙不能太大；适当控制熔池温度，熔池面积不宜过大，防止熔化金属下陷；焊丝和焊嘴的角度要适当。
九、 烧穿
    在气焊过程中，熔化金属自坡口背面流出，形成穿孔的缺陷称为烧穿。
    产生烧穿的原因主要有：接头处间隙过大或钝边太薄；火焰能率过大：焊接速度太慢，焊接火焰在某一处停留时间过长；定位焊间距过大，气焊时产生变形；熔剂质量不好，容易产生氧化，因此不能顺利进行焊接，而使焊接处局部温度过高；焊丝选用不恰当。
    防止烧穿的措施有：选择合理的坡口，坡口角度和间隙不宜过大，钝边不宜过小；火焰能率和焊接速度要适当，在焊接过程中，使焊接火焰作适当上—F跳动，给熔池冷却时间，用外焰保护熔池免受氧化；保证熔剂质量；合理选用焊丝；薄板单面焊时采用垫板形式可防止熔化金属自背面流出，避免造成烧穿。