消除铝合金MIG焊气孔的方法汇总

1. 概述

铝合金MIG焊时，焊缝容易产生气孔，这由于焊丝是以细小熔滴形式通过弧柱进入熔池，由于弧柱温度高，且熔滴比表面积大，有利于熔敷金属吸收氢；同时，MIG焊时的熔池熔化母材的深度较大，由于铝合金金属的密度小，冷却速度快，不利于熔池中的气泡逸出，导致焊缝产生气孔。 从焊接生产来分析，导致焊缝产生气孔主要有焊接现场湿度的控制；焊接区的水分、脏物和氧化膜；焊接保护气体的纯度；焊丝表面是否受潮和氧化；焊接设备的影响；焊工的操作技能等。为查找现场焊缝产生气孔的原因，我们通过焊接性试验及采取相应的检验方法来验证解决措施的有效性。

2. 现场情况及原因分析

（1）现场的湿度控制 现场采用大型空调进行整体除湿和控温。现场湿度在45%~60%内，符合铝合金焊接生产湿度控制要求。由于下午工作结束后，大型空调会自动关闭，到了次日上班时间再启动。这样，造成在非工作时间段，现场的盘状焊丝的外表层受潮。

（2）焊丝 首先，焊丝储存库房面积45~50m2，高3.2~3.5m，库房空间偏大，且靠窗户部位与其他房间能够形成少量的空气对流。库房内有一台含水箱除湿机，除湿机降湿形成的水仍然存在于库房中。这样，造成库房内的焊丝除湿效果有限。

其次，现场使用的盘状焊丝有三家品牌。三家焊丝焊接出来的焊缝都存在气孔超标的情况。

由于铝合金焊丝易受大气条件的影响，焊丝在海运和陆地的物流过程中，存在包装破损的可能。包装破损将导致盘状焊丝被受潮和氧化。

从盘状铝合金焊丝生产之日算起，铝合金焊丝在外包装不破损的情况下，存储时限有一年和两年的之分。焊丝超过期限后，焊丝在使用前应全面检查：即焊丝是否吸潮或氧化应通过焊接性试验来检测焊缝气孔是否超标，确认超过期限能否用于焊接生产。

存储时限为一年的焊丝，其内包装材料为透明的塑料薄膜；存储时限为两年的焊丝，其内包装材料为铝制压膜。

由于三家品牌焊丝为透明的塑料薄膜包装，存储时限不足一个月时间就将到期，不能完全排除焊丝导致气孔产生这一因素。

（3）保护气体 现场使用的焊接保护气体最初是A生产厂家提供纯度为99.999%Ar，因使用效果不佳，又试用了B生产厂家分别提供纯度为99.999%Ar和99.9995%Ar。由于现场的三种焊接保护气体焊接出来的焊缝都存在气孔超标现象，不能完全确认哪一种保护气体可用于焊接产生。

（4）焊前清理 对于铝合金焊接，焊前清理是十分重要的环节。它分为两个步骤：第一步，使用丙酮对工件清洗，去除油污或其他污渍；第二步，用不锈钢丝去除焊缝区域内的氧化膜。经确认现场操作人员在焊前清理过程中无疏漏项点，排除因焊前清理未执行到位而导致气孔产生的原因。

（5）焊接设备 现场的5台焊机全部是福尼斯TPS—5000数字化焊接电源，采用推拉式焊枪。

经了解：5台焊机是新购设备，半年前全部通过了焊接性检验，且在焊接生产中没发现焊缝有明显的气孔产生。设备经过一段时间的使用后，逐渐发现焊缝有较多的气孔产生。

（6）焊工的焊接操作 在焊丝、气体、焊机相同的情况下，个别焊工因焊枪的操作角度不当，焊接试板焊缝断口的气孔量较其他焊工明显多一些。

3. 解决措施

（1）现场的湿度控制 针对在非工作时间段现场空调的关闭，导致焊丝的外表层最先受潮这一情况，采取提前1~2h启动空调，以降低现场在焊丝外表层的受潮程度。

（2）焊丝 首先，选择相对密闭、空间较小的房间来作为焊丝储存库房，除湿机加装排水管把降湿形成的水引到库房外。

其次，在焊工、气体、焊机相同的情况下，通过焊接性试验最终确认一种相对气孔产生较少的焊丝来作为最终焊接试验的焊丝。

（3）保护气体 在焊工、焊丝、焊机相同的情况下，通过焊接试板的比对，最终确定B生产厂家纯度为99.9995%Ar作为最终焊接试验的焊接保护气体。

（4）焊前清理 现场操作人员需巩固执行焊前清理这一重要环节，避免因清理不彻底而导致焊接气孔问题的出现。

（5）焊接设备 首先，焊接试板时，焊接电弧稳定，不存在电弧不稳定导致焊缝产生气孔的因素。

其次，对焊机送丝机构检查，发现送丝轮表面存在含油脂的铝粉尘。铝粉尘产生原因和对焊缝的影响：由于焊接现场对焊缝打磨时需要涂上油脂性的打磨膏，打磨时形成附带着油脂的粉尘飘散到焊机的送丝机构内，随着时间的延续，导致送丝轮表面存在含油脂的铝粉尘。对于MIG焊而言，焊丝的持续输送是通过送丝轮和导丝软管的来完成的，送丝轮表面存在含油脂的铝粉尘会导致导丝软管和焊丝在输送过程中被污染，最终使焊缝产生气孔。

解决措施：第一步，拆卸导丝轮后，用清洗剂对导丝轮的表面和导丝槽进行清洗，去除油脂。第二步，从焊枪枪缆取出导丝管后，使用氩气吹出导丝软管内的铝粉尘或更换新的导丝软管。

最后，焊机由于使用过纯度较低的焊接保护气体，纯度较低氩气相对纯度高的氩气杂质高。氩气杂质包含H2O、O2、N2、C等化学指标；经过一段时间的焊接，H2O易于积存于焊机的导气管内壁，导致后期焊接时焊缝容易产生气孔。另外，对于长时间没有使用的MIG焊机，其导气管内壁同样易于积存潮湿空气中的水分。

解决措施：第一步，把焊机和送丝小车之间的中继线摆直，以利于气管内壁的水分的排除；第二步，旋下送丝小车后部的导气管与小车连接的螺帽；第三步，把导气管入气端口对准氩气瓶瓶口，打开气阀，把氩气表的气体流量调节至最大，使用氩气将气管内壁积存的少量水分排除，时间控制在8~10min；第四步，清理后重新安装导气管与小车连接的螺帽。

（6）焊接操作 焊工在焊接操作过程中，应降低喷嘴高度，一般控制在10~18mm内；焊枪角度以75°~85°为宜。

4. 焊接性试验方法

（1）焊前准备 采用单面焊双面成形方法，选用福尼斯TPS－5000数字化焊接电源，焊枪为推拉式；纯度为99.9995%Ar；牌号5087，f1.2mm焊丝；规格300mm×100mm×10mm，材质6082，坡口角度为35°；对接横焊，采用3层6道方式施焊。

（2）焊接参数 焊接参数如附表所示

（3）试板检验 通过对以上产生气孔的原因进行分析及采取解决措施后，每台焊机进行焊接性试验。焊后对焊接试板进行X射线拍片及焊缝的断口检查。

5. 结语

对5台焊机产生气孔的原因采取一系列的解决措施后，通过焊接性试验，经外观检查、X射线拍片及断口检查焊缝气孔问题得到有效解决，焊缝达到ISO10042缺陷质量等级的B级要求。焊接设备用于生产后，对产品焊缝进行PT检查，没发现气孔缺陷。