今天我們聊一下在鋁合金焊接中容易發(fā)生的質(zhì)量問題：氣孔。在鋁合金焊接時(shí)為什么容易產(chǎn)生氣孔？

首先，我們先來看上面這張圖片。這張圖片是鋁與鐵的一些物理性能對(duì)比。大家可以看到，這個(gè)鋁的熔點(diǎn)是比較低的，只有660度。那么鐵大概是1539度。

我們知道，像我們常見的一些碳素結(jié)構(gòu)鋼，它主要就是一些鐵碳合金，再加上一些微量的鐵合金元素，還有一些雜質(zhì)元素。所以鐵元素的這個(gè)性能就比較能代表碳素結(jié)構(gòu)鋼它的一些物理性能。

我們接著往后面看，后面是關(guān)于線膨脹系數(shù)。線膨脹系數(shù)，鋁元素大概是鐵元素的兩倍，然后導(dǎo)熱系數(shù)大概是鐵的3倍。

因?yàn)殇X的這些特性，所以會(huì)導(dǎo)致鋁合金在焊接的時(shí)候，氣體相對(duì)于碳素鋼來說，就不容易溢出，也更容易產(chǎn)生氣孔。

它的線膨脹系數(shù)比較大，導(dǎo)熱系數(shù)比較快，氣體在焊縫熔池里面就會(huì)來不及溢出，這樣的話就容易產(chǎn)生氣孔。

另外一個(gè)鋁的物理性能，這張表里面并沒有體現(xiàn)出來。因?yàn)殇X本身具有很強(qiáng)的脫氧能力，在鋁合金焊接的時(shí)候，幾乎不會(huì)產(chǎn)生一氧化碳?xì)饪?、二氧化碳?xì)饪祝饕獨(dú)饪锥际且恍錃饪住?/span>

下面我們就來聊一下，鋁合金焊接時(shí)的氫氣孔到底是如何產(chǎn)生的？

大家可以看上面這張圖片，這張圖片是氫在鋁中的溶解度曲線。我們可以來看一下這張曲線，這個(gè)曲線里面有兩個(gè)信息。

大家可以看上面，CR代表的是冷卻速度，這個(gè)圖的橫坐標(biāo)是溫度，縱坐標(biāo)是氫在鋁中的溶解度曲線，單位是毫升每100克。

這個(gè)圖里面有兩個(gè)信息。首先，我們來看一下第一個(gè)信息：隨著冷卻速度的加快，溶解氫的能力實(shí)際上是變強(qiáng)的。那個(gè)CR大和CR小，大家可以看到那個(gè)CR大，溶解氫的能力要比CR小要高一塊。

所以，像一些我們用TIG焊來焊鋁合金的時(shí)候，為什么熱輸入要小一些呢，因?yàn)檫@樣的話，焊縫在冷卻的時(shí)候，冷卻速度會(huì)比較快，那么氫在焊縫的液態(tài)的時(shí)候，溶解度就會(huì)更多，就不容易產(chǎn)生氣孔。

第二個(gè)信息我們來看一下：在這個(gè)圖片的中間有一個(gè)0.69這樣一個(gè)數(shù)值，這個(gè)是什么值？

大家可以看一下，對(duì)應(yīng)的下面的溫度大概是在600度左右，實(shí)際上準(zhǔn)確來說，應(yīng)該是660度，這個(gè)溫度就是剛才我們提到的純鋁它的凝固點(diǎn)。

那么當(dāng)液態(tài)金屬冷卻到這個(gè)溫度的時(shí)候，大家可以看到，這個(gè)溶解度是從0.69驟降到0.036，下降幅度非常大，所以從這里面我們就可以看出來。在凝固點(diǎn)以下，與溶解氫的能力會(huì)驟然下降。

然后隨著冷卻溫度的降低，它的溶解氫的能力降的就會(huì)更低，一般情況下，在固態(tài)常溫下，氫就不會(huì)被溶解了，所以這種情況下就容易產(chǎn)生一些氫氣孔。

我們再看下一張圖片。下張圖片是鋁鋅鎂合金，我們又叫超硬鋁合金，這是一個(gè)7系的，那么在凝固的時(shí)候，它產(chǎn)生了大量的，大家可以看到分布比較均勻的這種氫氣孔。

原因就是因?yàn)閯偛耪f的：冷卻速度比較小，那么在凝固點(diǎn)以下，氫在鋁中的密度會(huì)大幅下降。氫來不及溢出就會(huì)殘留在焊縫里形成氫氣孔，就是圖片這個(gè)樣子。

這種氫氣孔一般是在焊縫的結(jié)晶層產(chǎn)生的，分布是非常均勻的，它是很密集。

最后我們總結(jié)一下：為什么在鋁合金焊接的時(shí)候容易產(chǎn)生氫氣孔呢？

其實(shí)原因主要有兩點(diǎn)：

第一點(diǎn)是因?yàn)殇X合金的線膨脹系數(shù)和熱導(dǎo)率比鋼要大很多，所以焊縫在凝固的時(shí)候，氫氣來不及溢出，會(huì)殘留在焊縫中，就會(huì)產(chǎn)生氫氣孔。

那么第二個(gè)原因是鋁在660度，它在凝固點(diǎn)的時(shí)候，溶解氫的能力會(huì)大幅下降，所以焊縫中的氫來不及溢出就會(huì)存留在焊縫里，也會(huì)產(chǎn)生氫氣孔。

如何避免在鋁合金焊接的時(shí)候產(chǎn)生氫氣孔呢？

其實(shí)主要有四個(gè)方面，第一個(gè)方面就是焊接方法的影響，第二個(gè)方面是電源極性的影響，第三個(gè)方面是工藝參數(shù)的影響，最后一個(gè)方面是材料本的狀態(tài)的影響。