導(dǎo)語(yǔ)：焊接工藝缺陷分析一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1.概述

目前國(guó)內(nèi)GIS殼體多數(shù)為厚度6~12mm的Al-Mg類板材卷焊后鉚焊法蘭及其他附件的組焊結(jié)構(gòu)，在焊接該類殼體時(shí)離不開(kāi)TIG（氬弧焊）焊，國(guó)內(nèi)許多制造廠家在TIG焊方面是大同小異、各存優(yōu)劣。筆者經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間探索和走訪交流，總結(jié)了一套較為實(shí)用的該類殼體的TIG焊焊接工藝，并在業(yè)內(nèi)取得了較好的效果。與此同時(shí)，還總結(jié)了該類殼體的TIG焊焊接缺陷及成因，對(duì)于其焊接質(zhì)量的提升起到了有力的促進(jìn)作用。現(xiàn)總結(jié)如下，以與同仁互通，攜手并進(jìn)，進(jìn)一步提高我國(guó)GIS殼體的焊接效率和質(zhì)量。

2.TIG焊工藝

（1）焊材的選擇我國(guó)在應(yīng)用TIG焊焊接鋁合金時(shí)多采用鈰鎢作電極，其發(fā)射X射線劑量較小，抗氧化性較釷鎢有明顯改善；易于引弧，最低引弧電流為8A，引弧長(zhǎng)度為10mm；化學(xué)穩(wěn)定性好，且允許的電流密度大，燒損率低。焊接保護(hù)氣體為純度99.99%的氬氣。交流TIG焊時(shí)，鎢極端部應(yīng)呈半球形（制法：先將鎢極端部磨成圓錐形，然后垂直夾持鎢極，用大于使用電流20A的電流進(jìn)行焊接幾秒鐘即可獲得）；直流正接TIG焊時(shí)，鎢極端部應(yīng)磨成60°~120°的圓錐，以便在焊接過(guò)程中獲得最大的熔深。（2）焊前對(duì)母材和焊絲的制備焊前必須對(duì)母材焊道及其周圍50mm內(nèi)進(jìn)行清理，一般用f0.15mm的不銹鋼絲刷或刮刀清理其上的油污和氧化膜，必須使母材露出原始金屬光澤。另外，對(duì)焊絲也要進(jìn)行清理。其清洗方法參照鋁及鋁合金化學(xué)清洗法（見(jiàn)表4）進(jìn)行。必須注意焊件和焊絲在清洗后到焊接前的存放時(shí)間盡量縮短，在氣候潮濕的環(huán)境里不得超過(guò)4~8h，在氣候干燥的環(huán)境里也不得超過(guò)24h否則需要重新清洗。對(duì)于表面拋光的焊材無(wú)需進(jìn)行焊前清理或清洗。在用砂輪或砂布對(duì)焊材打磨后必須再用不銹鋼絲刷或化學(xué)法進(jìn)行清理其表面，防止沙粒導(dǎo)致焊縫出現(xiàn)夾渣的缺陷。（3）殼體焊件的裝配殼體鉚接件的接頭形式和裝配間隙參照表2執(zhí)行，為增加焊縫強(qiáng)度和確保焊縫熔合及焊透，坡口角度只能加大而不能減小。其夾持力以一般以100mm長(zhǎng)度有35kg左右的均勻夾緊力為好，這樣既克服焊接過(guò)程中焊件的位移，又能防止焊件因拘束度過(guò)大而導(dǎo)致焊縫的開(kāi)裂。需注意：在焊接筒體對(duì)接的縱縫時(shí)，可適當(dāng)增大預(yù)留的對(duì)接間隙，以便縱縫有較適宜的橫向收縮的余地，防止筒體焊后在焊縫側(cè)因收縮而引起的“急彎”變形現(xiàn)象；裝配法蘭時(shí)須留好一定的反變形余量，以防止焊成品的機(jī)械加工余量的不足；縱縫鉚點(diǎn)必須牢固，且不得間距過(guò)大（特別是在琴鍵式焊機(jī)上焊接），防止焊接過(guò)程中因焊接區(qū)域溫度較高引起母材的塌陷而造成焊縫的錯(cuò)邊；對(duì)于擴(kuò)孔和拔口部位的鉚點(diǎn)更需注意加密，以防止焊接過(guò)程中母材受熱變軟而導(dǎo)致殘余應(yīng)力誘發(fā)收縮變形（焊接鉚接法蘭及擴(kuò)孔和拔口部位的焊縫時(shí)須先焊接內(nèi)焊縫），對(duì)于確實(shí)無(wú)法消除的變形必須在裝配時(shí)增加撐筋。（4）裝配后的焊接首先，鎢極交直流手工氬弧焊參數(shù)（見(jiàn)表3、表4）：焊前須檢查焊接設(shè)備、供氣、供水、噴嘴、鎢極的狀態(tài)，引弧前需提前5~10s送氣，且引弧和熄弧必須在引弧板和熄弧板上進(jìn)行。定位焊的部位通常置于雙面焊正面坡口的背面，單面焊在坡口內(nèi)進(jìn)行，但須去除定位焊縫的多余部分。定位焊必須焊透，且無(wú)氣孔、裂紋、未熔合等缺陷，否則需鏟除重焊。為保證焊透，電弧在引弧點(diǎn)須稍作停留，待母材熔化并形成熔池后再填絲運(yùn)行。環(huán)形定位焊應(yīng)先從定位間隙最大處始焊，然后對(duì)稱焊接其他部位。焊接對(duì)接焊縫時(shí)焊槍須后傾，并與已焊縫夾角呈70°~85°狀態(tài)，焊絲與未焊縫呈10°~15°狀態(tài)，鎢極伸出長(zhǎng)度為5~6mm。焊接角焊縫時(shí)，焊槍在保持上述狀態(tài)的前提下還需與底板的夾角呈45°~60°的狀態(tài)，鎢極伸出長(zhǎng)度為7~8mm，噴嘴距離工件8~12mm。注意：送絲時(shí)防止焊絲與鎢極接觸，以免焊絲污染鎢極；填絲位置一般在熔池前緣；送絲回撤時(shí)不要使焊絲熱端退出氣體保護(hù)區(qū)，以免焊絲熱端氧化。焊接過(guò)程中應(yīng)保持穩(wěn)定的短弧，以便獲得較大的熔深和防止咬邊。雙面焊時(shí)，打底焊必須焊透，可不填絲，隨后需填絲時(shí)并可增大焊接熱輸入進(jìn)行焊接，焊接反面封底焊前必須對(duì)打底焊縫根部進(jìn)行清根，開(kāi)坡口或不開(kāi)坡口；對(duì)接焊的焊縫須高于母材且與母材圓滑過(guò)渡；熄弧時(shí)不要留弧坑，防止發(fā)生弧坑裂紋，通常采用衰減熄弧法和堆高熄弧法，且在熄弧后應(yīng)繼續(xù)對(duì)焊縫送氣5~15s。其次，鎢極交流自動(dòng)氬弧焊參數(shù)（見(jiàn)表5）：焊前檢查同上，裝配質(zhì)量要求較高。焊接時(shí)，鎢極尖端與工件之間的距離保持在0.8~2mm。

3.常見(jiàn)焊接缺陷及成因

（1）氣孔成因：焊件和焊絲焊前清理不徹底或清理后待焊時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或重新污染；供氣系統(tǒng)不干燥或漏氣；厚大焊件未預(yù)熱；焊件速度過(guò)高；多層多道焊件的層間清理不徹底；焊接時(shí)氣體保護(hù)不良；母材或焊絲的材質(zhì)含氫量過(guò)高；焊接區(qū)域有較大的側(cè)風(fēng)；焊接環(huán)境濕度偏大；保護(hù)氣體純度低；坡口夾角偏小導(dǎo)致焊縫未焊透而存在空隙，致使后續(xù)焊接過(guò)程中空隙內(nèi)的氣體發(fā)生膨脹而引發(fā)熔池含氣；噴嘴規(guī)格偏大或距離熔池太遠(yuǎn)；鎢極與噴嘴不同心；電弧不穩(wěn)、過(guò)長(zhǎng)，鎢極伸出過(guò)長(zhǎng)；截面積較大焊縫的焊道單一，熔池偏大導(dǎo)致氣體未完全排出；保護(hù)氣體流量過(guò)大。（2）裂紋成因：母材的焊接性不良；焊絲抗熱裂性差；拘束度過(guò)大；熱輸入過(guò)大；焊接速度過(guò)高；定位焊點(diǎn)存在裂紋；焊件間隙過(guò)大；焊縫中的鎂含量小于3%，或鐵、硅雜質(zhì)含量超出規(guī)定時(shí)，裂紋傾向增大；焊絲的熔化溫度偏高引起熱影響區(qū)液化裂紋；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，焊縫過(guò)于集中或受熱區(qū)溫度過(guò)高，造成接頭拘束應(yīng)力過(guò)大；電極停留時(shí)間長(zhǎng)，組織過(guò)熱；弧坑沒(méi)填滿而出現(xiàn)弧坑裂紋。（3）咬邊成因：弧長(zhǎng)過(guò)大；電流過(guò)大；焊槍傾角不合適；電弧橫向擺動(dòng)時(shí)在坡口邊緣停留時(shí)間短；電弧電壓太高；焊炬擺幅不均勻；填絲太少；焊接速度太快。（4）未焊透成因：坡口夾角偏??；背面清根不徹底；電流偏?。换￠L(zhǎng)過(guò)大；焊接速度過(guò)高；焊接時(shí)焊槍擺動(dòng)過(guò)急；電極被鋁污染；坡口焊時(shí)鎢極尖角過(guò)大；鈍邊偏大；焊件間隙、坡口角度、焊接電流均過(guò)??；焊件邊緣的毛刺、底邊的污垢焊前沒(méi)有除凈；焊槍與焊絲傾角不正確；點(diǎn)焊點(diǎn)存在未焊透隱患。（5）未熔合成因：母材表面氧化層未清理徹底；坡口夾角偏?。换￠L(zhǎng)過(guò)大或焊槍傾角不合適；焊件或焊絲表面不清潔；焊接電流過(guò)??；焊接速度過(guò)高；下坡焊。（6）焊道尺寸不合格成因：焊接參數(shù)不合適；人員操作不當(dāng)；焊接方式不合理；送絲速度和焊接速度與焊件間隙不匹配；電弧不穩(wěn)定；MIG焊時(shí)焊材清理不徹底引起的弧長(zhǎng)瞬間過(guò)大；焊接速度過(guò)大易導(dǎo)致焊縫表面出現(xiàn)駝峰現(xiàn)象；保護(hù)氣體流量過(guò)大導(dǎo)致鋁液翻騰引起焊縫起皺。（7）焊縫夾鎢成因：鎢極過(guò)熱熔合化；鎢極接觸熔池或母材；焊接參數(shù)不合適；電極材料選用不當(dāng)；鎢極尖端燒損后未及時(shí)做好修磨；鎢極直徑偏?。绘u極末端形狀與焊接電流選擇不合理，使尖端脫落；填絲觸及到熱鎢極尖端和錯(cuò)用氧化性氣體。（8）焊縫向母材急劇過(guò)渡成因：焊縫反面墊板凹槽形狀及尺寸不正確（不得采用矩形凹槽）；操作人員操作不當(dāng)。（9）焊縫夾渣成因：焊件或焊絲表面清理不徹底或清理后待焊時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或發(fā)生新的污染；噴嘴不清潔致使焊接過(guò)程中渣子脫落到熔池中。（10）焊件塌陷或錯(cuò)邊成因：點(diǎn)焊點(diǎn)開(kāi)裂或點(diǎn)焊點(diǎn)距離過(guò)大；存在內(nèi)應(yīng)力的焊縫未添加撐筋；焊接溫度過(guò)高；焊接速度偏低；電極發(fā)生偏移導(dǎo)致焊縫兩側(cè)母材受熱不均度誤差較大。（11）淌瘤成因：下坡焊；焊接電流過(guò)大；焊接速度偏低；操作方式不當(dāng)。（12）焊縫發(fā)黑成因：鎢極與焊件接觸；保護(hù)氣體保護(hù)效果不良。（13）焊縫直線度較差成因：操作者操作不穩(wěn)；自動(dòng)焊的焊絲排出時(shí)發(fā)生旋擰現(xiàn)象（焊絲盤旋時(shí)因旋擰而導(dǎo)致焊絲存在內(nèi)應(yīng)力）；噴嘴內(nèi)有干擾焊絲的渣子；焊件在焊接過(guò)程中發(fā)生了移動(dòng)。（14）焊縫被劃傷成因：噴嘴與熔池接觸。（15）焊縫表面魚鱗紋臺(tái)階距離較大且落差嚴(yán)重成因：送絲較慢，不夠頻繁合理；焊接手法不合適，未做好電極對(duì)焊接區(qū)域的“回?zé)帷碧幚?。?6）焊件變形較大成因：焊接順序不合理；焊件接頭形式不合理；焊接電流偏高；未采取反變形和防止變形的措施。

4.結(jié)語(yǔ)

該文詳細(xì)論述了GIS殼體在應(yīng)用TIG焊焊接過(guò)程中的工藝步驟和相關(guān)參數(shù)，并總結(jié)了該類焊接所發(fā)生過(guò)的缺陷及成因，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)具有一定的指導(dǎo)意義，值得推廣參考。

作者:趙忠剛 郭玉明 張鳳英 單位:泰安鑫杰機(jī)械有限公司