鋁合金壓鑄在焊接時(shí)，焊接接頭產(chǎn)生的氣孔種類主要是氫氣孔。氫氣孔產(chǎn)生的原因是焊接時(shí)，焊接材料和焊接接頭處母材在高溫下熔化形成熔池，由于這些熔化金屬形成的熔池溫度極高，氫的溶解度隨溫度急劇升高，從而熔池內(nèi)會(huì)溶入大量的氫。當(dāng)電弧離去時(shí)，熔池溫度迅速下降，這時(shí)氫的溶解度隨溫度下降急劇減小，就會(huì)有大量的氫溢出，但由于鋁結(jié)晶速度較塊，并且鋁合金密度小，形成的氣泡在熔池中受到的浮力較小，上浮速度慢，熔池結(jié)晶結(jié)束后，還會(huì)有許多氣泡來不及浮出，滯留在焊縫中形成氣孔。
在鋁合金焊接時(shí)氫氣主要可通過焊接環(huán)境、保護(hù)氣體純度、焊接母材、焊絲選擇和焊接工藝參數(shù)制定等途徑進(jìn)入焊縫，通過分析壓鑄鋁合金在采用多組焊接工藝參數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)后均存在氣孔缺陷，可排除焊接工藝參數(shù)影響。因此將針對(duì)其它因素開展以下相關(guān)試驗(yàn)，具體如下。
1 焊前母材表面打磨量
為了確定焊前母材表面打磨量是否是導(dǎo)致焊縫產(chǎn)生氣孔的原因，對(duì)壓鑄鋁合金按表3打磨量進(jìn)行焊接，工藝參數(shù)為，MIG 焊接，填充材料EＲ5356，焊接電流80A ～ 100A，焊接速度8mm/s ～ 12mm/s，保護(hù)氣體流量18L /min～22L /min。對(duì)焊縫進(jìn)行目視、滲透和低倍檢測，如圖3所示，壓鑄鋁合金不同打磨量焊后均存在氣孔缺陷，說明焊前母材表面打磨量對(duì)壓鑄鋁合金焊接氣孔的影響不大。
2 不同焊絲
采用EＲ4043 和EＲ5183 焊絲進(jìn)行試驗(yàn)，選擇不同工藝參數(shù)進(jìn)行焊接，MIG 焊接，填充材料分別為EＲ4043 和EＲ5183，焊接電流60A ～ 80A，焊接速度8mm/s～ 12mm/s，保護(hù)氣體流量18L /min ～ 22L /min。經(jīng)過目視、滲透、焊縫余高打磨后內(nèi)部檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果如圖4所示，發(fā)現(xiàn)兩種焊絲在不同工藝參數(shù)下，與采用EＲ5356 焊絲一樣，壓鑄鋁合金焊縫均存在氣孔缺陷，結(jié)果說明不同焊絲不會(huì)避免焊縫氣孔產(chǎn)生。
為進(jìn)一步確認(rèn)焊絲是否是導(dǎo)致焊縫產(chǎn)生氣孔的原因，進(jìn)行了壓鑄鋁合金TIG 自熔焊接試驗(yàn)，工藝參數(shù)如表4所示，焊后質(zhì)量如圖5所示，發(fā)現(xiàn)采用不同焊接電流進(jìn)行焊接，焊縫均存在大量氣孔，因此說明否使用焊絲對(duì)壓鑄鋁合金焊接氣孔影響也不大。
3 焊接母材試驗(yàn)
為確定焊接母材是否是焊接氣孔產(chǎn)生的原因，選擇擠壓型材6005A 和重力鑄造鋁合金進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，在相同的焊接環(huán)境，使用相同的焊接設(shè)備和焊接方式，進(jìn)行焊接試驗(yàn)，具體如下: 進(jìn)行6005A 型材對(duì)接焊接、6005A 型材+壓鑄鋁合金對(duì)接焊和重力鑄造鋁合金對(duì)接焊，與壓鑄鋁合金對(duì)接焊進(jìn)行對(duì)比; 工藝參數(shù)為，MIG 焊接，焊絲EＲ5356，焊接電流70A ～ 100A，焊接速度8mm/s ～ 12mm/s，保護(hù)氣體流量18L /min ～22L /min。
進(jìn)行目視和余高打磨后的內(nèi)部檢驗(yàn)，壓鑄鋁合金對(duì)接焊縫存在大量氣孔; 型材對(duì)接無氣孔; 壓鑄鋁合金與型材對(duì)接存在氣孔，但氣孔均偏向壓鑄鋁合金一側(cè)。
進(jìn)行目視、滲透、射線和低倍檢測，重力鑄造鋁合金的焊縫雖存在氣孔，但尺寸較小可判定為合格氣孔。由此說明壓鑄鋁合金母材可焊性較差，是產(chǎn)生焊接氣孔的主要原因。
4 氫含量檢測
由于鋁的焊縫氣孔主要成分是氫氣，焊接過程中氫氣的主要三大載體為保護(hù)氣體、母材及焊絲。根據(jù)上述試驗(yàn)結(jié)果表明，焊接試驗(yàn)均采用相同的保護(hù)氣體，同時(shí)選擇不同的焊絲，但焊接氣孔仍存在，因此影響本次試驗(yàn)焊接氣孔的氫氣主要來源于壓鑄鋁合金母材氫含量。
為了明確壓鑄鋁合金氫含量，選擇本次試驗(yàn)用料壓鑄鋁合金、擠壓型材、重力鑄造鋁合金進(jìn)行了氫含量檢測，檢測標(biāo)準(zhǔn)按照Q/6S 2453－2010 執(zhí)行，檢測結(jié)果如表5所示，表明壓鑄鋁合金氫含量遠(yuǎn)高于擠壓型材與重力鑄造鋁合金。
結(jié)論
( 1) 在相同的焊接環(huán)境下，改變焊接工藝參數(shù)、焊前母材表面打磨量、焊絲選擇等其它焊接因素不是壓鑄鋁合金產(chǎn)生焊接氣孔的主要原因，主要取決于壓鑄鋁合金母材。
( 2) 壓鑄鋁合金母材本身氫含量高于重力鑄造鋁合金和擠壓鋁合金，其焊接氣孔傾向遠(yuǎn)大于重力鑄造鋁合金及擠壓鋁合金，是焊接氣孔形成的主要原因。
( 3) 鋁合金焊接氣孔傾向程度主要取決于母材氫含量，隨著母材氫含量的增大，氣孔傾向增大。
