1. 概述

鋁合金MIG焊時，焊縫容易產(chǎn)生氣孔，這由于焊絲是以細小熔滴形式通過弧柱進入熔池，由于弧柱溫度高，且熔滴比表面積大，有利于熔敷金屬吸收氫；同時，MIG焊時的熔池熔化母材的深度較大，由于鋁合金金屬的密度小，冷卻速度快，不利于熔池中的氣泡逸出，導(dǎo)致焊縫產(chǎn)生氣孔。 從焊接生產(chǎn)來分析，導(dǎo)致焊縫產(chǎn)生氣孔主要有焊接現(xiàn)場濕度的控制；焊接區(qū)的水分、臟物和氧化膜；焊接保護氣體的純度；焊絲表面是否受潮和氧化；焊接設(shè)備的影響；焊工的操作技能等。為查找現(xiàn)場焊縫產(chǎn)生氣孔的原因，我們通過焊接性試驗及采取相應(yīng)的檢驗方法來驗證解決措施的有效性。

2. 現(xiàn)場情況及原因分析

（1）現(xiàn)場的濕度控制 現(xiàn)場采用大型空調(diào)進行整體除濕和控溫。現(xiàn)場濕度在45%~60%內(nèi)，符合鋁合金焊接生產(chǎn)濕度控制要求。由于下午工作結(jié)束后，大型空調(diào)會自動關(guān)閉，到了次日上班時間再啟動。這樣，造成在非工作時間段，現(xiàn)場的盤狀焊絲的外表層受潮。

（2）焊絲 首先，焊絲儲存庫房面積45~50m2，高3.2~3.5m，庫房空間偏大，且靠窗戶部位與其他房間能夠形成少量的空氣對流。庫房內(nèi)有一臺含水箱除濕機，除濕機降濕形成的水仍然存在于庫房中。這樣，造成庫房內(nèi)的焊絲除濕效果有限。

其次，現(xiàn)場使用的盤狀焊絲有三家品牌。三家焊絲焊接出來的焊縫都存在氣孔超標(biāo)的情況。

由于鋁合金焊絲易受大氣條件的影響，焊絲在海運和陸地的物流過程中，存在包裝破損的可能。包裝破損將導(dǎo)致盤狀焊絲被受潮和氧化。

從盤狀鋁合金焊絲生產(chǎn)之日算起，鋁合金焊絲在外包裝不破損的情況下，存儲時限有一年和兩年的之分。焊絲超過期限后，焊絲在使用前應(yīng)全面檢查：即焊絲是否吸潮或氧化應(yīng)通過焊接性試驗來檢測焊縫氣孔是否超標(biāo)，確認超過期限能否用于焊接生產(chǎn)。

存儲時限為一年的焊絲，其內(nèi)包裝材料為透明的塑料薄膜；存儲時限為兩年的焊絲，其內(nèi)包裝材料為鋁制壓膜。

由于三家品牌焊絲為透明的塑料薄膜包裝，存儲時限不足一個月時間就將到期，不能完全排除焊絲導(dǎo)致氣孔產(chǎn)生這一因素。

（3）保護氣體 現(xiàn)場使用的焊接保護氣體最初是A生產(chǎn)廠家提供純度為99.999%Ar，因使用效果不佳，又試用了B生產(chǎn)廠家分別提供純度為99.999%Ar和99.9995%Ar。由于現(xiàn)場的三種焊接保護氣體焊接出來的焊縫都存在氣孔超標(biāo)現(xiàn)象，不能完全確認哪一種保護氣體可用于焊接產(chǎn)生。

（4）焊前清理 對于鋁合金焊接，焊前清理是十分重要的環(huán)節(jié)。它分為兩個步驟：第一步，使用丙酮對工件清洗，去除油污或其他污漬；第二步，用不銹鋼絲去除焊縫區(qū)域內(nèi)的氧化膜。經(jīng)確認現(xiàn)場操作人員在焊前清理過程中無疏漏項點，排除因焊前清理未執(zhí)行到位而導(dǎo)致氣孔產(chǎn)生的原因。

（5）焊接設(shè)備 現(xiàn)場的5臺焊機全部是福尼斯TPS—5000數(shù)字化焊接電源，采用推拉式焊槍。

經(jīng)了解：5臺焊機是新購設(shè)備，半年前全部通過了焊接性檢驗，且在焊接生產(chǎn)中沒發(fā)現(xiàn)焊縫有明顯的氣孔產(chǎn)生。設(shè)備經(jīng)過一段時間的使用后，逐漸發(fā)現(xiàn)焊縫有較多的氣孔產(chǎn)生。

（6）焊工的焊接操作 在焊絲、氣體、焊機相同的情況下，個別焊工因焊槍的操作角度不當(dāng)，焊接試板焊縫斷口的氣孔量較其他焊工明顯多一些。

3. 解決措施

（1）現(xiàn)場的濕度控制 針對在非工作時間段現(xiàn)場空調(diào)的關(guān)閉，導(dǎo)致焊絲的外表層最先受潮這一情況，采取提前1~2h啟動空調(diào)，以降低現(xiàn)場在焊絲外表層的受潮程度。

（2）焊絲 首先，選擇相對密閉、空間較小的房間來作為焊絲儲存庫房，除濕機加裝排水管把降濕形成的水引到庫房外。

其次，在焊工、氣體、焊機相同的情況下，通過焊接性試驗最終確認一種相對氣孔產(chǎn)生較少的焊絲來作為最終焊接試驗的焊絲。

（3）保護氣體 在焊工、焊絲、焊機相同的情況下，通過焊接試板的比對，最終確定B生產(chǎn)廠家純度為99.9995%Ar作為最終焊接試驗的焊接保護氣體。

（4）焊前清理 現(xiàn)場操作人員需鞏固執(zhí)行焊前清理這一重要環(huán)節(jié)，避免因清理不徹底而導(dǎo)致焊接氣孔問題的出現(xiàn)。

（5）焊接設(shè)備 首先，焊接試板時，焊接電弧穩(wěn)定，不存在電弧不穩(wěn)定導(dǎo)致焊縫產(chǎn)生氣孔的因素。

其次，對焊機送絲機構(gòu)檢查，發(fā)現(xiàn)送絲輪表面存在含油脂的鋁粉塵。鋁粉塵產(chǎn)生原因和對焊縫的影響：由于焊接現(xiàn)場對焊縫打磨時需要涂上油脂性的打磨膏，打磨時形成附帶著油脂的粉塵飄散到焊機的送絲機構(gòu)內(nèi)，隨著時間的延續(xù)，導(dǎo)致送絲輪表面存在含油脂的鋁粉塵。對于MIG焊而言，焊絲的持續(xù)輸送是通過送絲輪和導(dǎo)絲軟管的來完成的，送絲輪表面存在含油脂的鋁粉塵會導(dǎo)致導(dǎo)絲軟管和焊絲在輸送過程中被污染，最終使焊縫產(chǎn)生氣孔。

解決措施：第一步，拆卸導(dǎo)絲輪后，用清洗劑對導(dǎo)絲輪的表面和導(dǎo)絲槽進行清洗，去除油脂。第二步，從焊槍槍纜取出導(dǎo)絲管后，使用氬氣吹出導(dǎo)絲軟管內(nèi)的鋁粉塵或更換新的導(dǎo)絲軟管。

最后，焊機由于使用過純度較低的焊接保護氣體，純度較低氬氣相對純度高的氬氣雜質(zhì)高。氬氣雜質(zhì)包含H2O、O2、N2、C等化學(xué)指標(biāo)；經(jīng)過一段時間的焊接，H2O易于積存于焊機的導(dǎo)氣管內(nèi)壁，導(dǎo)致后期焊接時焊縫容易產(chǎn)生氣孔。另外，對于長時間沒有使用的MIG焊機，其導(dǎo)氣管內(nèi)壁同樣易于積存潮濕空氣中的水分。

解決措施：第一步，把焊機和送絲小車之間的中繼線擺直，以利于氣管內(nèi)壁的水分的排除；第二步，旋下送絲小車后部的導(dǎo)氣管與小車連接的螺帽；第三步，把導(dǎo)氣管入氣端口對準(zhǔn)氬氣瓶瓶口，打開氣閥，把氬氣表的氣體流量調(diào)節(jié)至最大，使用氬氣將氣管內(nèi)壁積存的少量水分排除，時間控制在8~10min；第四步，清理后重新安裝導(dǎo)氣管與小車連接的螺帽。

（6）焊接操作 焊工在焊接操作過程中，應(yīng)降低噴嘴高度，一般控制在10~18mm內(nèi)；焊槍角度以75°~85°為宜。

4. 焊接性試驗方法

（1）焊前準(zhǔn)備 采用單面焊雙面成形方法，選用福尼斯TPS－5000數(shù)字化焊接電源，焊槍為推拉式；純度為99.9995%Ar；牌號5087，f1.2mm焊絲；規(guī)格300mm×100mm×10mm，材質(zhì)6082，坡口角度為35°；對接橫焊，采用3層6道方式施焊。

（2）焊接參數(shù) 焊接參數(shù)如附表所示

（3）試板檢驗 通過對以上產(chǎn)生氣孔的原因進行分析及采取解決措施后，每臺焊機進行焊接性試驗。焊后對焊接試板進行X射線拍片及焊縫的斷口檢查。

5. 結(jié)語

對5臺焊機產(chǎn)生氣孔的原因采取一系列的解決措施后，通過焊接性試驗，經(jīng)外觀檢查、X射線拍片及斷口檢查焊縫氣孔問題得到有效解決，焊縫達到ISO10042缺陷質(zhì)量等級的B級要求。焊接設(shè)備用于生產(chǎn)后，對產(chǎn)品焊縫進行PT檢查，沒發(fā)現(xiàn)氣孔缺陷。