铝合金车体焊接缺陷及控制（二）

    （四）容易形成气孔

    焊接接头中的气孔是铝合金焊接时极易产生的缺陷，氢是熔焊时产生气孔的主要原因，为了防止气孔的产生，以获得良好的焊接接头，对氢的来源要加以严格控制，使用前要对焊接材料进行干燥处理。

    （五）焊接热对基体金属的影响

    焊接可热处理强化的铝合金时，由于焊接热的影响，会使基体金属近缝区某些部位软化，即力学性能变坏。采取的措施主要是控制预热温度和层间温度，焊后热处理等。

    （六）焊接接头的耐腐蚀性低于母材

    铝合金接头的耐蚀性的降低很明显，接头组织越不均匀，耐蚀性越易降低。焊缝金属的纯度和致密性也影响接头耐蚀性能。由于杂质较多、晶粒粗大以及脆性相析出等，耐蚀性就会明显下降，不仅产生局部表面腐蚀而且经常出现晶间腐蚀。

    （七）合金元素的蒸发和烧损

    某些铝合金中含有低沸点的合金元素如镁、锌等，这些元素在高温作用下极易蒸发、烧损，从而改变了焊缝金属的化学成分，同时也降低了焊接接头的性能。

    四、铝合金在车体上的应用

    铝合金车体上承载结构普遍使用的铝合金主要是A5083、6N01、7N01三种材料。A5083因耐蚀性、焊接性好，但挤压性能差，所以只能用在骨架及板状的制件；6N01和7N01铝合金主要用于铝型材结构，6N01主要用在车顶、侧墙、底架地板、端墙等受力不大的部件的制造；7N01主要用在牵引梁、枕梁、车钩座、缓冲梁、高度阀座、抗蛇形扭杆座等受力较大的部件制造。

    五、铝合金焊接当中出现的问题及防止措施

    铝合金焊接当中出现的问题主要有焊接缺陷以及变形、接头强度下降等。

    （一）气孔

    1. 产生气孔机理

    产生气孔气体有H2、CO、N2等。N2不溶于液态铝，而H2是主要来源，主要是弧柱气氛中的水分、焊接材料以及母材所吸收的水分。其中，焊丝及母材表面氧化膜的吸附水分，对焊缝气孔的产生常常占有突出的地位。焊接时，氢在液态铝中的溶解度为0.7ml/100g，而在660℃凝固状态时，氢的溶解度为0.04 ml/100g，使原来溶于液态铝中的氢大量析出，形成气泡，但铝合金本身导热性强，散热快，加上铝合金熔点低，这些气泡来不及逸出，在上浮途中被“搁浅”形成气孔。如图1所示。

    2. 防止措施

    （1）适当控制焊接环境的湿度，提供良好的焊接环境。

    （2）焊前对焊件应认真清理氧化膜、潮气和油污，以防止气孔的形成。特别需要注意的是机械加工后焊件上的油污务必清理好，中小零件最好在配好的清洗溶液里用浸泡的方法彻底清理干净油污。在现场局部地方需要清理的话，可用丙酮或高纯度的酒精。

    （3）操作方面：焊接过程尽可能少中断，在选择工艺参数时选择强参数，使熔池高温存在时间增长，使气泡尽量快速逸出，减少氢气孔的产生。如焊立焊缝时，采用由下向上立焊，由于气泡逸出通道较短，有利于气泡逸出，如图2所示。焊接起弧是由于温度低，散热快，起弧点会产生大量的气孔，故设置引弧板或在焊缝以外的母材上引弧，保证焊缝的质量，如图3所示。

    （4）结构设计：若坡口角度小，则不利于气泡的逸出，所以设计时坡口角度稍大一点，有利于气泡的逸出，减少产生氢气孔的倾向。

    （5）焊接材料方面：Ar气的纯度很重要。纯度越高越好，最好是纯度达到99.99%以上。