【正文】 參數(shù)的影響可歸結(jié)為對(duì)熔池高溫存在時(shí)間的影響，也就是對(duì)氫溶入時(shí)間和氫析出時(shí)間的影響。焊接參數(shù)不當(dāng)時(shí)，如造成氫的融入量多而又不利于逸出時(shí)，氣孔傾向勢(shì)必增大。因此希望增大熔池時(shí)間以利氣泡逸出。如圖52所示為TIG焊時(shí)焊接參數(shù)對(duì)焊縫中擴(kuò)散氫[H]的影響。如圖53 所示為MIG焊焊接參數(shù)對(duì)焊縫氣孔的影響。而硬鋁及大部分熱處理強(qiáng)化鋁合金，產(chǎn)生裂紋的傾向較大。2A12鋁合金屬于硬鋁，在焊接時(shí)，常見的熱裂紋主要是焊縫凝固裂紋（圖34）和近焊縫液化裂紋（圖35）。圖35 鋁合金接頭熱影響區(qū)中的液化裂紋圖34 鋁合金接頭中的結(jié)晶裂紋2A12鋁合金屬于共晶型合金。但是，由平衡狀態(tài)圖得出的結(jié)論與實(shí)際情況有較大的出入。若合金存在其他元素或雜質(zhì)時(shí)，還可能形成三元共晶，其熔點(diǎn)比二元共晶更低一些，凝固溫度區(qū)間也更大一些。鋁的線膨脹系數(shù)比鋼約大一倍，而凝固時(shí)的收縮率又比鐵大兩倍，當(dāng)成分中的雜質(zhì)超過規(guī)定范圍時(shí)，在熔池中將形成較多的低熔點(diǎn)共晶。在鋁的線膨脹系數(shù)比鋼約大一倍時(shí)，并且拘束條件下焊接時(shí)易產(chǎn)生較大的焊接應(yīng)力，也是促使鋁合金具有較大裂紋傾向的原因之一。易熔共晶成薄膜狀展開于境界上時(shí)，促使晶體易于分離，而增大合金的熱裂傾向；若成球狀聚集在晶粒間時(shí)，合金的熱烈傾向小。圖36 鋁合金組織轉(zhuǎn)變圖 （1）液化裂紋產(chǎn)生原因。在焊接快速加熱條件下，在t2 b來不及溶解，達(dá)不到平衡，到t3時(shí)仍可能為a+b兩相狀態(tài)，t4時(shí)已超過共晶溫度，b中的組元還未完全溶入a固溶體，則在a和b兩相界面出現(xiàn)共晶液相，這種局部液化在焊接應(yīng)力下沿晶界液膜形成“液化裂紋”。1）拘束度的影響；2）液固相距離寬，生成柱狀晶，柱狀晶之間產(chǎn)生成分偏析，導(dǎo)致容易產(chǎn)生裂紋；3）材料因素的影響：a）鋁合金為共晶合金，裂紋傾向與合金結(jié)晶溫度區(qū)間大小有關(guān)系；2A12鋁合金熱裂傾向最大時(shí)的合金組元濃度(xm)：AlCu： xm=2%Cub) 線膨脹系數(shù)大，是鋼的1倍，在拘束條件下焊接，容易產(chǎn)生較大的焊接應(yīng)力，增大裂紋傾向；c) 鋁合金焊接過程中無相變，柱狀晶粗大，容易偏析。在焊接中獲得無裂紋的鋁合金接頭并同時(shí)保證各項(xiàng)使用性能要求是很困難的。即使對(duì)于純鋁、鋁鎂合金等，有時(shí)也會(huì)遇到裂紋問題。（1）合金系的影響。生產(chǎn)中不得不采用ωSi=5%的AlSi合金焊絲（4A01）來解決抗裂紋問題。圖37 母材與焊絲組合的抗熱裂性試驗(yàn)（括號(hào)中數(shù)字為母材代號(hào)，無括號(hào)的數(shù)字為焊絲代號(hào)）（2）焊絲成分的影響。如果采用成分與母材相同的焊絲時(shí)，具有較大的裂紋傾向，不如改用其他合金組成的焊絲。 AlZnMg合金專用焊絲X5180（Al4%Mg2%%Zr）也具有相當(dāng)高的抗裂性能。（3）焊接參數(shù)的影響。熱能集中的焊接方法，可防止形成方向性強(qiáng)的粗大柱狀晶，因而可以改善抗裂性。焊接速度的提高，促使增大焊接接頭的應(yīng)力，增大熱裂的傾向。大部分鋁合金的裂紋傾向都較大，所以，即使是采用合理的焊絲，在融合比大時(shí)，裂紋傾向也必然大。（4）變質(zhì)劑的影響?！暗葟?qiáng)性”時(shí)效強(qiáng)化：固溶度變化大的合金，加熱至高溫后急冷，都可形成過飽和固溶體SS，即固溶處理。圖38 熱處理強(qiáng)化鋁合金焊接接頭組織示意圖時(shí)效過程：時(shí)效初期，SS中發(fā)生溶質(zhì)原子偏聚形成局部富集GP區(qū)，隨溫度或時(shí)間延長(zhǎng)，發(fā)展為一種共格過渡相q，其成分與平衡非共格相q相同，但點(diǎn)陣不同而且未脫溶，隨溫度或時(shí)間延長(zhǎng)， q，轉(zhuǎn)化為q而脫溶析出。熱處理強(qiáng)化鋁合金焊接接頭組織如圖38所示，焊接過程中，焊接溫度超過過時(shí)效溫度，產(chǎn)生過時(shí)效和脫溶，所以導(dǎo)致強(qiáng)度損失。表明在冷作狀態(tài)下焊接時(shí)接頭有軟化現(xiàn)象。特別是在時(shí)效狀態(tài)下焊接的硬鋁，即使焊后經(jīng)人工時(shí)效處理，接頭強(qiáng)度系數(shù)（即接頭強(qiáng)度與母材強(qiáng)度之比的百分?jǐn)?shù)）也未超過60%。經(jīng)冷作硬化的鋁合金，熱影響區(qū)峰值溫度超過再結(jié)晶溫度（200～300℃）的區(qū)域時(shí)就產(chǎn)生明顯的軟化現(xiàn)象。由于軟化后的硬度實(shí)際已低到退火狀態(tài)的硬度水平，因此，焊前冷作硬化程度越高，焊后軟化的程度越大。冷作硬化薄板鋁合金的強(qiáng)化效果，焊后可能全部喪失。軟化程度決定于合金第二相的性質(zhì)，也是焊接熱循環(huán)有一定關(guān)系。AlCuMg硬鋁的時(shí)效過程是很快的，而AlZnMg合金的時(shí)效過程是很慢的，說明前者比后者的第二相易于脫溶，所以在焊后強(qiáng)度損失大。圖39 AlCuMg（2A12）合金焊接熱影響區(qū)的強(qiáng)度變化此次焊接為退火狀態(tài)下得2A12硬鋁鋁合金，熱影響區(qū)的強(qiáng)度變化如圖39所示，由于時(shí)效過程很快等原因，使焊接接頭的強(qiáng)度和母材的強(qiáng)度相差很大，基本上最高也只能達(dá)到母材強(qiáng)度的50%～60%。接頭組織越不均勻，越易降低耐蝕性。雜質(zhì)較多、晶粒粗大以及脆性相（如FeAl3）析出等，耐蝕性會(huì)明顯下降，不僅產(chǎn)生局部表面腐蝕，而且會(huì)出現(xiàn)晶間腐蝕。對(duì)于鋁合金焊接接頭的耐蝕性下降的主要原因有（1）接頭的組織不均勻 由于焊接熱過程的影響，使得焊縫和熱影響區(qū)組織不均勻，并且還存在著偏析，會(huì)使接頭各部位產(chǎn)生電極電位差，在腐蝕介質(zhì)中形成微電池，產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕，從而破壞了氧化膜的完整性和致密性，使腐蝕過程加速。這些缺陷破壞了接頭表面氧化膜的連續(xù)性。另外，焊縫為鑄造組織，具有明顯的枝狀晶特點(diǎn)。 （4）焊接應(yīng)力的影響 焊接應(yīng)力的存在，容易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕。（1）改善接頭組織成分的不均勻性 主要是通過焊接材料使焊縫合金化，細(xì)化晶粒并防止缺陷；同時(shí)通過限制焊接熱輸入以減少熱影響區(qū)，并防止過熱。（3）調(diào)節(jié)工藝條件 改善焊縫柱狀晶成長(zhǎng)方向。(1)易氧化 鋁和氧的親和力很大，生成的氧化鋁薄膜會(huì)阻礙金屬之間的良好組合，焊接時(shí)易造成熔合不良與夾渣，焊接過程中合金元素易被氧化和蒸發(fā)。另外溫度升高時(shí)，鋁合金的強(qiáng)度降低，因此焊接時(shí)常因溫度過高無法察覺而導(dǎo)致燒穿。為了防止塌陷，可在焊件坡口下面放置墊板，并控制好焊接工藝參數(shù)。第四章 2A12鋁合金平板對(duì)接焊接工藝由于2A12鋁合金的焊接性比較差，因此各個(gè)細(xì)節(jié)部分都應(yīng)當(dāng)有所注意?？偹苤?，由于鋁及鋁合金極易氧化，表面生成一層致密而堅(jiān)硬的氧化物薄膜，該薄膜很容易吸收水分，它不僅妨礙焊縫的良好熔合，而且是生成氣孔和夾渣的根源之一。為了保證鋁及鋁合金的焊接質(zhì)量，焊前要采取嚴(yán)格的清理措施，徹底清除焊絲和焊接接頭上的氧化膜和油污。清理主要有脫脂去油清理、化學(xué)清理和機(jī)械清理三種。先用汽油、酒精、丙酮等有機(jī)溶劑擦拭表面以除油，然后用不銹鋼絲刷或刮刀把坡口及兩側(cè)50mm范圍內(nèi)的氧化膜刷除或刮除干凈，露出金屬光澤。為了減少吸附水分所產(chǎn)生的焊縫氣孔缺陷，化學(xué)處理后最好將焊絲放置在溫度為200℃～480℃的惰性氣體中預(yù)熱30～80分鐘，焊絲在氬氣中加熱，可使吸附的水分含量減少到不足五分之一。鋁和鋁合金在高溫時(shí)的強(qiáng)度很低，這樣在焊接時(shí)容易使焊縫塌陷或燒穿。墊板可用石墨、不銹鋼或銅制造。墊塊應(yīng)該設(shè)計(jì)成能提供對(duì)底部焊縫的激冷作用，這樣就減小了熱影響區(qū)，對(duì)提高焊接接頭的性能很有好處。各種熔焊方法以氬弧焊的應(yīng)用最為廣泛。鋁合金氬弧焊時(shí)，%以上，其中限制雜質(zhì)：%以下，%以下。%則使鎢極燒損加劇，%氧則使焊縫表面無光澤或發(fā)黑。熔池的流動(dòng)性變壞，焊縫表面成型不良。過大的電流會(huì)使鎢極燒損，并可造成焊縫夾鎢。所以，TIG焊接時(shí)一般都采用交流電源。主要是利用其熔深大的特點(diǎn)，同時(shí)焊縫截面成形好且氣孔傾向相對(duì)較小，因此可降低對(duì)陰極清理的要求。MIG焊接時(shí)，為了獲得噴射過