提问：我在使用钨极氩弧焊和气保护焊进行碳钢和低合金钢的焊接时都没有问题，但是为什么焊接铝合金的时候就*出现问题，您能给我一些铝合金焊接的建议么？尤其是如何解决铝合金焊接时的气孔、未熔合以及气保焊下接头质量不佳的问题？

回答：正如你所说，与钢相比铝合金的焊接确实要难的多。那么到底如何才能实现铝合金焊接的良好效果？答案听起来似乎有些老生常谈，即“铝合金焊接并不难，难的只是材料的种类不同而已”。一旦我们了解了这种材料，我们就可以很*地进行铝合金焊接。采用焊接钢的方法去焊接铝合金是常见的错误操作。在确定铝合金的焊接方法和工艺之前，我们有必要先对钢和铝之间的差异进行了解。

从你陈述的问题中，你已经抓住了铝合金焊接时较常见的两个焊接问题。这两个问题也主要是由于铝和钢材料的差异造成的。铝与钢相比较大的一个特点就是铝的表面有一层氧化铝，氧化铝的存在是焊接过程中形成气孔和未熔合的主要原因。

铝合金表面的氧化铝（Al2O3）质地坚韧，是铝在大气中快速氧化形成的产物，具有很高的熔点（2060℃），是纯铝（660℃）的三倍。氧化铝不导电，硬度很高，易吸潮并形成含水化合物，为获得高质量的焊接，在焊前必须去除。

气孔问题

铝焊接中产生的气孔主要是氢气孔，由于氢在铝合金熔融状态下溶解度较高，而在固态下溶解度很低，因此导致焊缝凝固后易出现大量气孔，如图1所示。

在焊接区域内，较*因周边的污染物而引入氢气。在焊接铝合金遇到气孔问题时，就说明在焊接区域周边存在产生氢的物质。有效解决铝合金焊接气孔问题的关键就在于识别产生氢的根源并将其去除。铝焊接过程中较常见的两个产氢的根源是碳氢化合物和水。

碳氢化合物

碳氢化合物有时存在于母材表面或焊丝表面。焊前应彻底清洗试板表面，去除母材表面的切割液及油类等污物，以消除母材表面的碳氢化合物。

铝焊丝也应正确的处理和存放，以防止损坏或污染。如果焊丝本身质量较差，那么获得的焊缝也不会太好。

当对焊接气孔率有较高的要求时，不建议在焊接喷嘴或试板表面使用防飞溅剂。焊前使用刮刀刮削坡口会减少焊接过程中的缺陷问题，但是也要注意避免刮刀碎渣掉入坡口造成焊接气孔问题。焊前要确保所有的工具及工件清洁，没有碳氢化合物的污染。

水

水也是焊接过程中氢的主要来源。焊接过程中水可能来自于焊接水冷系统的泄露或不纯的保护气体。保护气体不纯也可能与自身无关，而是在输送过程中造成，如气路发生损坏。同时外界环境及温度的变化也会造成母材或焊丝表面出现水汽的凝结。在高湿度焊接环境下，较小的温度波动就会导致水汽卷入熔池。另外铝合金母材及焊丝表面的多孔氧化层由于较易吸收水分，在焊接过程中也会产生气孔问题。焊接过程周围的空气气氛也可能导致气孔产生，这主要是由于焊接过程气体保护不当造成。焊接过程中气保护流量及喷嘴距母材的距离都是焊接的关键因素，采用合理的气保护流量和喷嘴距离，保证保护气体能够对熔池进行保护的同时又不会对熔池产生紊乱可以有效地避免此类问题的发生。

采用Ar/He混合气体进行保护可以减少焊接气孔，有时为较大减少焊接气孔率，He气比例甚至达到75%。但无论如何，降低气孔率较好的方法还是消除焊接周边环境的氢来源。

未熔合问题

铝的导热系数较高（约为钢的5倍），这是铝合金焊接过程中易出现未熔合的主要原因（如图2所示）

未熔合是较常见的焊缝不连续问题，在教学生涯中我发现，铝合金的焊接未熔合常出现在角焊缝的焊接。我曾经亲眼目睹许多优秀的学员在T形接头2F焊接位置焊接出良好的角焊缝，表面看上去成形良好，焊缝美观，但当我遵循AWS D.1.2-铝结构焊接规范进行破坏性检查时发现，在内部焊趾部位或一侧焊脚处常常存在未熔合问题，这些缺陷在外侧根本看不出来，只有在断裂之后才能发现。因此对于铝合金的焊接未熔合问题，需要针对铝合金的高热导系数，采取适当的焊接工艺和措施来解决。

 “铝焊接要快而热”是铝合金焊接时约定俗成的规则。在抑制铝合金焊接未熔合问题上，新设计的较成功的气保焊技术都具备高电流密度和快速焊接的特点。除较少数的情况，铝合金的气保焊通常采用正手焊，方向上进行的，有时也被称为前进焊，这种方式能够确保焊丝和熔池在焊接方向连续形成电弧，同时电弧热量也能够较大程度供给母材，来缓解铝合金高热导率带来的热量损耗，从而形成良好的焊接熔合。

另外，千万不要想当然地认为高温预热会防止未熔合问题，也不要以为采用高温预热后就可以使用不当的焊接工艺进行焊接。首先，过度预热会造成冶金不良，减弱铝合金接头的力学性能，损伤和/或严重减少许多铝合金的力学性能，其次，即使采用焊前预热，如果焊接工艺不当，未熔合问题也不能有效解决。

我曾经见别人焊过1英寸的铝合金T形接头的角焊缝，焊缝由多道厚度为0.03英寸的焊缝组成。焊趾两侧和接头边缘均熔合良好，焊前并没有进行预热，焊接过程中采用正手焊，焊接电流也较大，为保证较高的焊接速度，焊接时采用自动化设备进行。在铝合金的焊接中即使不预热也能获得良好的焊缝，这主要取决于正确的焊接工艺和训练有素的焊接操作工人。

铝合金焊接的未熔合问题也可以通过选用带有“热启动特性”的气保焊机来解决。许多气保焊机系统配备了一个热启动特性，允许操作者在开始焊接时使用更高的电流，从而减轻铝合金在较初焊接时热量的流损。

结论

综上所述，为避免铝合金焊接时气孔和未熔合问题，应遵循以下原则：

1. 

焊接前正确清洗铝合金部件（脱脂、去油，然后用干净的不锈钢丝刷除去水化的氧化铝）

使用经过验证的焊接

维护良好的焊接设备

合适的焊接环境

高质量的保护气体

不受污染高质量的铝焊丝

了解质量要求的训练有素的焊接操作人员。

2.