铝合金电阻点焊所存在的主要问题

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铁道车辆铝合金车体电阻点焊缺陷分析及预防措施

ＥｑｕｉｐｍｅｎｔＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＮｏ．４，２０１３
铁道车辆铝合金车体电阻点焊缺陷分析及预防措施
张铁浩，李振江
（南车青岛四方机车车辆股份有限公司，山东青岛２６６１１１）
收稿日期：２０１３－０１ — １０
基金项目： “ 十一五” 国家科技支撑计划高速列车车体技术项目（编４￣－：２００９ＢＡＧ１２Ａ０４－Ｂ０４）作者简介：￣（１９７７－），男，工程师，本科，主要从事动车组、地铁车辆制造工艺及新技术开发工作。
Ｑ＝Ｉ２Ｒｔ（１）
式中，Ｑ为产生的热量，Ｊ；
，为焊接电流，Ａ；
为电极间电阻，Ｑ；
ｔ为焊接时间，ｓ。在忽略电极自身电阻的情况下，以双层板的工件点焊为例，电阻由５部分组成：
摘要：介绍了电阻点焊的基本原理及铁道车辆用Ａ５０８３、Ａ６Ｎ０１、Ａ７Ｎ０１等铝合金材料的焊接特性和点焊工艺。分析了气孔、熔核偏移、熔核不足、飞溅、电极粘附、表面凹坑等常见焊接缺陷产生的原因。针对具体情况，从控制焊接电流、电极形状、压力、许用间隙和焊前清理等方面，制定了铝合金电阻点焊缺陷的预防措施。
ＭＩＧ焊中常见的焊接缺陷，但在电阻点焊试验和生
铝及铝合金合金化学性质活泼，表面在空气中产中几乎没有出现过裂纹、烧穿缺陷。本文主要针对极易生成氧化铝薄膜（Ａ１２０３），这层氧化膜的熔点达铝合金电阻点焊生产中常见的气孔、熔核偏移、熔核到２０５０℃，远远超过铝合金的熔点（约６６０℃ ）。氧不足、飞溅、电极粘附、表面凹坑等缺陷产生的原因化膜会吸附水分，容易产生焊接气孔。铝合金导热系进行分析，并提出解决措施。数比热容比钢材约大２倍，导热性比钢约大３倍，凝３．１气孔固收缩率大（约６％一７％），焊接残余应力大。气孔是铝合金熔焊中最容易产生的空穴型缺陷，铝合金车体常用材料有Ａ５０８３一Ｏ板材、电阻点焊也不例外。大量试验发现，铝合金点焊气孔Ａ６ＮＯ１一Ｔ５和Ａ７Ｎ０１一Ｔ５型材等，其主要成分见表ｌ。几乎全部发生在工件界面附近，熔核上部、下部及焊Ａ５０８３一Ｏ为Ａｌ — Ｍｇ系合金，为非热处理强化铝合金，点表面一般没有气孔，这与电弧焊气孔多发生在焊缝焊接性好。Ａ６Ｎ０１一Ｔ５为Ａｌ — Ｓｉ — Ｍｇ系的热处理强化上部及表面有明显的区别。图２为Ａ６Ｎ０１＋Ａ５０８３材合金，电阻点焊的焊接性较差。Ａ７Ｎ０１一Ｔ５为料在氧化膜未清理干净的情况下点焊产生的气孔。 “ Ａｌ — Ｚｎ — Ｍｇ ” 系的热处理强化合金，电阻点焊的焊接

电阻焊常见问题解决方法

电阻焊常见问题解决方法一、车身点粘电极及炸枪1、前言粘电极是点焊时电极与零件形成非正常焊接而产生的电极与零件的粘连现象。

严重时造成电极被拔出，冷却水外流使零件生锈。

炸枪是点焊时电极与零件之间产生瞬时强电弧并发出爆炸声的异常现象。

这种现象造成电极与零件的烧损，造成浪费。

2.1粘电极的原因（1）两电极工作面不平行。

此情况造成电极工作面与零件局部接触，电极与零件的接触电阻增大，这会使焊接回路的电流有所下降。

但是电流集中于局部接触点，使接触点的电流密度大于正常焊接时电极工作面的电流密度，造成接触点的温度升高到电极与零件的可焊接温度，形成电极与零件的熔合。

（2）电极工作面粗糙。

电极工作面与零件不能完全贴合，只有凸出的一些部位与零件接触。

此情况同样会造成（1）中的情况。

（3）电极压力不足。

接触电阻与压力成反比。

电极压力不足造成电极与零件之间接触电阻增大，接触部位电阻热增加，使电极与零件接触面的温度升高到可焊温度，形成电极与零件熔合连接。

（4）焊枪冷却水出口的水管接反或冷却水循环受阻，电极温度升高，在连续点焊时可造成电极与零件的熔合连接。

2.2粘电极的解决方法（1）修锉电极头，使两电极的工作面平行、表面无粗糙缺陷。

将焊接程序选择为修磨程序（无电流输出），通过空打焊枪来观察两电极工作面是否平行。

（2）在修磨状态下，将焊枪空打5~10次。

目的为锻压两电极的工作面，使其在规定的电极头直径范围内增大接触面积，同时提高表面硬度。

（3）用氧乙炔火焰加热电极的工作面，使电极工作面形成氧化层（氧化铜），氧化铜的热稳定性好，熔点可达1300ºC。

可以提高电极工作面的熔点，同时破坏电极与零件之间的焊接性。

（4）在电极工作面涂以钳工配制的红丹，以破坏电极与零件之间的焊接性。

（5）调整电极压力，使用高压力、大电流、短通电时间的焊接参数。

（6）定期清理冷却水管。

保证冷却水流量。

3.1炸枪的原因（1）电极长度不足。

这种情况下气缸不能将电极推到位，使两电极工作面之间存在间隙。

铝合金电阻点焊技术研究

车身制造工程BODY ENGINEERING46 ・2021年第03期铝合金电阻点焊技术研究基于轻量化的诉求，蔚来ES8车身铝材的使用率高达95%以上，这是全球量产的全铝车身中最高比例的铝材应用量。

同时为了确保车身强度刚性，ES8车身综合使用了3系、5系、6系和7系铝材成分的板材、挤出型材、高精密压铸件以及碳纤维复合材料，针对车身不同部位的强度和外观要求，突破传统钢车身单一材料的焊接工艺，实现了异性异种材料的连接。

ES8车身的连接工艺以结构胶粘接为核心，以SPR 自冲铆接和FDS 热熔直钻两种冷连接为主，辅助以铝点焊、激光焊和CMT 等热连接工艺。

铝点焊工艺规划1.铝点焊概念及特点铝点焊是电阻焊的一种，利用电流通过焊件及附近区域产生的电阻热作为热源将工件局部加热，同时加压使工件形成金属结合的一种方法。

由于铝合金材料有导热性好、导电率高、易与铜发生合金反应等特点，电阻点焊在铝合金材料结构件的连接中遇到能耗大、电极易失效、点焊质量不稳定等困难。

钢铝性能对比见表1。

基于车身轻量化连接技术的发展，本文重点介绍铝点焊工艺规划、质量评价及优化。

其中，工艺规划主要包含焊枪选择、电极帽选择和工装要求等。

质量评价及优化包含铝点焊检测标准及几种常见质量缺陷处理方法。

□ 安徽江淮集团汽车股份有限公司吴卫枫鲁厚国鉴于铝合金与碳钢性能的差异，铝点焊的主要特点如下：①铝材的电阻率是钢材的1/3，焊接相同厚度的铝材需要3～5倍的电流，铝合金分流损失比钢材分流严重；②铝合金具有高导热性（是钢材的4～5倍），焊接过程中热损失率较高，铝材焊接需要大电流和短时间；③铝合金焊核形成温度范围窄，铝点焊需要短焊接时间和快速的电流上升时间；④铝合金热膨胀系数高，在脆性温度区间内易产生热裂纹，铝点焊需要大的焊接压力和大的平面电极来控制焊接变形；⑤铝合金易氧化及合金化，氧化层焊接过程中易产生焊点气孔、泡群缺陷，铝点焊中铝、铜易生成合金，电极帽腐蚀快，需要频繁修磨，保持电极清洁，确保点焊质量；⑥连接强度相对低，常与结构胶配合使用；⑦不能连接异种材料，尤其是钢和铝；⑧无法做类似钢点焊的凿检，目视检查为主。

铝及铝合金在焊接时容易出现哪些问题

铝及铝合金在焊接时容易出现哪些问题？1、极易敏化铝不论是固态或液态都极易氧化，生成三氧化二铝薄膜。

氧化膜熔点很高，为2050℃，而铝的熔点仅为658℃。

A1203具有很高的电阻，在电弧焊中，相当于电弧与工件之间有一层绝缘层，使电弧燃烧不稳定。

氧化膜妨碍焊接过程的顺利进行，而且氧化铝的密度大于铝，因此造成焊缝夹渣和成形不良。

2、熔化时无颜色变化铝从固体到液体的升温过程中没有颜色变化，温度稍高就会造成金属塌陷和熔池烧穿。

再者，由于高熔点的氧化膜覆盖在熔池表面，给观察母材的熔化、熔合情况带来困难。

这样就增加了焊接工艺上控制温度的难度，稍不注意，整个接头就会塌落，所以铝的焊接比钢材焊接要困难得多。

3、易变形由于铝的导热系数是铁的2倍，凝固时的收缩率比铁大2倍，所以铝焊件变形大，如果措施不当就会产生裂纹；并且在焊接时，因导热性好，需要较大的焊接热量才能熔化接头。

因此，一般要求对焊件预热，并采用强规范，由此也恶化了焊接工艺条件。

4、易产生气孔铝及铝合金在焊接时，在空气中马上氧化生成A1203，不但阻碍金属熔合，还会吸收一定的水分。

焊丝表面和母材表面氧化膜吸收的水分，在电弧作用下分解出来的氢被液态金属铝吸收。

此外，焊条药皮中的潮气、空气中的水分也都是氢的来源。

铝合金的一个特征是，氢在液态金属中的溶解度随温度变化的幅度大，又由于铝导热性能好，焊缝凝固快，因此来不及逸出的氢气便形成很多气孔。

铝的纯度愈高，产生气孔的倾向就愈大。

5、易开裂铝合金的凝固不是在某一温度下进行，而是在一温度区间进行。

在开始凝固时温度较高，焊缝呈液-固状态，液态金属比较多，此时的收缩量可由未凝固的液态金属补充；在最后凝固之前，焊缝呈固液状态，液态金属已很少，以间层状存在，由于此时温度处于凝固温度区间的下限，已产生很大的收缩，这样就会在液态的层间处拉开，若无液体补充，便形成裂纹。

一般说，纯铝不易产生凝固裂纹，防锈铝合金裂纹倾向也很小，但硬铝、超硬铝等经热处理强化的铝合金的热裂纹倾向较大。

电阻焊常见缺陷和产生原因

项目常见缺陷分析
缺陷描述漏焊
错焊（焊错位置、方向、标准件型号）与工件焊接接触不良，间隙＞0.1mm
偏孔：工件凸焊螺母过孔中心与螺母孔中心偏差虚焊：螺母/螺栓脱落焊接接头不能单点连接焊接接头不能存在裂纹焊渣、滑丝板材变形、表面麻点
目录
三、与工件焊接接触不良,间隙＞0.1mm
直接原因：焊接时间短；焊接压力低；焊接电流低；板材金属特性；间接原因：预压压力大；存在焊接分流列举生产中实例并讨论
点焊八大缺陷及产生原因
压痕过深
• 直接原因：焊接时间长；电极使用时间过长 • 间接原因：预压时间短；焊接压力低；焊接压力高；焊接电流高；电
极头部面积小；冷却不通畅；板材金属特性；焊接角度不垂直 • 列举生产中实例并讨论
点焊八大缺陷及产生原因
多余焊点
焊点数目不能超过规定的数目,除非是返修需要.
目录
厚度,三层板或三层以上的选择次薄厚度板材要
求的熔核直径作为规定的尺寸.
T=2mm熔核尺寸过小
BUTTON DIAMETER 即为板材接合面处熔核的尺寸
凸点平均直径是由长轴测
量数值加上与长轴垂直轴的测量数值,再除以2而得.测量数要在接触面上测得.
点焊八大缺陷及产生原因
虚焊
理论焊核直径计算标准：
间接原因：标准件螺纹质量问题；调用错误规范；绝缘套磨损列举生产中实例并讨论
目录
九、板材变形、表面麻点
直接原因：焊接压力高；焊接电流高；冷却不通畅；电极面磨损等间接原因：未按时修磨电极；调用参数错误列举生产中实例并讨论
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目录

铝焊常见缺陷及原因

精心整理铝焊常见缺陷原因及措施(一)焊接缺陷种类常见的缺陷主要有焊缝成形差、裂纹、气孔、烧穿，未焊透、未熔合、夹渣等。

1、焊缝成形差产生原因：焊接规范选择不当；焊枪角度不正确；焊工操作不熟练；导电嘴孔径太大；焊接电弧没有严格对准坡口中心；焊丝、焊件及保护气体中含有水分。

焊缝成形差主要表现在焊缝波纹不美观，且不光亮；焊缝弯曲不直，宽窄不一，接头太多；焊缝中心突起，两边平坦或凹陷；焊缝满溢等。

2、气孔产生原因：氩气纯度低或氩气管路内有水分、漏气等；焊丝或母材坡口附近焊前未清理干净或清理后又被污物、水分等沾污；焊接电流和焊速过大或过小；熔池保护欠佳，电弧不稳，电弧过长，钨极伸出过长等。

焊接时熔池中的气孔在凝固时未能逸出而留下来所形成的空穴称为气孔。

在MIG焊接过程中，气孔是不可避免的，只能尽量减少它的存在。

在培训的过程中，仰角焊、立向上焊气孔倾向尤为明显，根据DIN30042标准规定，单个气孔的直径最大不能超过0.25α（α为板厚），密集气孔的单个直径最大不超过0.25+0.01α（α为板厚）。

氢是铝及铝合金熔化焊产生气孔的主要原因。

氮不溶于液态铝，铝又不含碳，因此铝合金中不会产生氮气孔和一氧化碳气孔；氧和铝有很大的亲和力，总是以氧化铝的形式存在，所以也不会产生氧气孔；氢在高温时大量的溶于液态铝，但几乎不溶于固态铝，所以在凝固点溶于液体中的氢几乎全部析出，形成气泡。

但铝和铝合金的比重轻，气泡在熔池中的上升的速度较慢，加上铝的导热能力强凝固，不利于气泡的浮出，故铝和铝合金易产生气孔，氢气孔在焊缝内部一般呈白亮光洁状。

氢的来源比较多，主要来自弧柱气氛中的水、焊丝以及母材所吸附水分对焊缝气孔的产生常常占有突出的地位。

厂房空气中的湿度也影响弧柱气氛。

MIG焊接时，焊是以细小熔滴形式通过弧柱而落入熔池的，由于弧柱温度最高，熔滴比表面积很大，故有利于熔滴金属吸收氢，产生气孔的倾向也更大些。

弧柱中的氢之所以能够形成气，与它在铝合金中的溶解度变化有。

电阻焊(点焊)产品质量缺陷及解决方法

电阻焊的特点
.4.
电阻焊的工作程序
电阻焊三要素
➢ 焊接电流 ➢ 加压力 ➢ 通电时间
.5.
二、电阻焊的主要过程参数与控制
焊接电流
由热量公式Q = I2Rt，可见电流对产热的影响比电阻R和时间 t两者都大。因此焊接时必须保证焊接电流的适宜和稳定。
焊接时电流选用应接近C点处，抗剪强度增加缓慢，越过C后，由于飞溅或工件表面压痕过深，抗剪强度会明显降低
.22.
铝合金的点焊
电导率和热导率较高：必须采用较大电流和较短时间，才能做到既有足够的热量形成熔核；又能减少表面过热、避免电极粘附和电极铜离子向纯铝包复层扩散、降低接头的抗腐蚀性。塑性温度范围窄、线膨胀系数大：必须采用较大的电极压力，电极随动性好，才能避免熔核凝固时，因过大的内部拉应力而引起的裂纹。也可以采用在焊接脉冲之后加缓冷脉冲的方法避免裂纹。表面易生成氧化膜：焊前必须严格清理，否则极易引起飞溅和熔核成形不良，使焊点强度降低。铝合金点焊时，由于电流密度大和氧化膜的存在，很容易产生电极粘着,不仅影响外观质量，还会因电流减小而降低接头强度,为此需经常修整电极。
将给、排水用的橡胶管牢固连接在焊机本体侧面的给水口和进水口处。请使用不含杂质尤其是盐份的优质水。（电阻率大于5K.cm）
压缩空气系统的装配
清除金属切管上的切削、灰尘后将进气胶管牢固连接在焊机本体的进气口上。气压应确保为5 ~ 7 kgf / cm2,胶管耐压大于7 kgf / cm2。为延长焊机使用寿命，请使用干燥雾气小的优质空气。
4500 5000 5500 6500 7200 7700 9100 10300 11300 12900
3.2 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.3 7.0

铝及铝合金在焊接过程中出现的问题

铝及铝合金在焊接过程中出现的问题铝及铝合金由于具有独特的物理化学性能，因此在焊接过程中会产生一系列的困难，具体来说，主要有以下几点：一、强的氧化能力铝与氧的亲和力很强，在空气中极易与氧结合生成致密而结实的AL2O3薄膜，厚度约为0．1μm，熔点高达2050℃，远远超过铝及铝合金的熔点，而且密度很大，约为铝的1．4倍。

在焊接过程中，氧化铝薄膜会阻碍金属之间的良好结合，并易造成夹渣。

氧化膜还会吸附水分，焊接时会促使焊缝生成气孔。

这些缺陷，都会降低焊接接头的性能。

为了保证焊接质量，焊前必须严格清理焊件表面的氧化物，并防止在焊接过程中再氧化，对熔化金属和处于高温下的金属进行有效的保护，这是铝及铝合金焊接的一个重要特点。

具体的保护措施是：1、焊前用机械或化学方法清除工件坡口及周围部分和表面的氧化物；2、焊接过程中要采用合格的保护气体进行保护；3、在气焊时，采用熔剂，在焊接过程中不断用焊丝挑破熔池表面的氧化膜。

二、铝的热导率和比热大，导热快尽管铝及铝合金的熔点远比钢低，但是铝及铝合金的导热系数、比热容都很大，比钢大一倍多，在焊接过程中大量的热能被迅速传导到基体金属内部，为了获得高质量的焊接接头，必须采用能量集中、功率大的热源，有时需采用预热等工艺措施，才能实现熔焊过程。

三、线膨胀系数大铝及铝合金的线膨胀系数约为钢的2倍，凝固时体积收缩率达6．5%－6．6%，因此易产生焊接变形。

防止变形的有效措施是除了选择合理的工艺参数和焊接顺序外，采用适宜的焊接工装也是非常重要的，焊接薄板时尤其如此。

另外，某些铝及铝合金焊接时，在焊缝金属中形成结晶裂纹的倾向性和在热影响区形成液化裂纹的倾向性均较大，往往由于过大的内应力而在脆性温度区间内产生热裂纹。

这是铝合金，尤其是高强铝合金焊接时最常见的严重缺陷之一。

在实际焊接现场中防止这类裂纹的措施主要是改进接头设计，选择合理的焊接工艺参数和焊接顺序，采用适应母材特点的焊接填充材料等。

铝及铝合金焊接中常见焊接缺陷及其对策

铝及铝合金焊接中常见焊接缺陷及其对策摘要：铝及铝合金的应用范围随着社会经济的发展在不断扩大，在轨道交通、建筑、桥梁、船舶中都有被应用。

又随着近些年来更高效率和更高想能的焊接技术的推广，铝及铝合金被运用得越来越广泛，相应的技术也得到了一定的发展。

不过，在铝及铝合金的实际运用过程中，由于其存在着容易氧化、熔点低、导热性高、热容量大以及膨胀系数大的特点，也给其焊接工艺造成了一定的影响，容易出现一些焊接缺陷。

本文主要对铝及铝合金焊接中的常见缺陷进行分析，并提出相应的解决措施。

希望能够对铝及铝合金的焊接行业有所帮助，提高焊接效率与焊接质量。

关键词：铝及铝合金；焊接缺陷；对策引言：铝及铝合金耐腐性较好，并且轻度较高，还具有导电性以及导电性好的特点，因此，铝及铝合金在工业中得到了广泛应用。

因此，相关焊接人员在进行铝及铝合金焊接时，对其性能、焊接方式、焊接材料、焊接缺陷等都需要有充分的把握。

只有对相应的焊接知识熟练掌握之后才能够更好的开展铝及铝合金的焊接工作。

1铝及铝合金的焊接性能要想充分掌握铝及铝合金的焊接技巧，就需要对其的焊接性能有所掌握。

铝及铝合金具有以下焊接性能：1）比热大、导热快。

由于铝及铝合金导热较快，其散热速度也相对较快，在进行焊接工作时，一般使用功率较大的焊接热源，有时候焊接热源的热度不够，还需要对热源进行预热。

2）膨胀系数大。

由于具有膨胀系数大的特点，在焊接之后，金属凝固后的收缩率也较大。

因此，在焊接中容易出现变形的情况。

3）容易形成气孔。

氢气是铝及铝合金焊接时容易出现气孔的主要原因，其中主要来自于焊接材料中含有的水分。

2铝及铝合金中常见焊接缺陷铝及铝合金在我国工业中被应用得十分广泛，虽具有许多的优势，但是也有一些常见的焊接缺陷，要想提高铝及铝合金的焊接效率和焊接质量，就需要对相应的焊接缺陷进行充分的把握，在把握相应焊接缺陷的基础上，再提出相应的解决措施。

铝及铝合金焊接中的常见缺陷主要有裂纹、凹陷、烧穿、气孔凹陷等，以下是对这些缺陷的分点阐述。

铝合金电阻点焊所存在的主要问题

1.2铝合金电阻点焊所存在的主要问题(1)喷溅与飞溅严重。

铝元素非常活泼，在铝合金材料表面非常容易形成氧化膜，这层氧化膜组织致密、熔点极高、导电性能极差。

这就使得接触面上的接触电阻比较大。

在硬规范焊接条件下，接触面上产生较多的热量。

另一方面，铝合金材料熔点低，加热熔化时的塑性温度区间窄，所以很容易在工件间接触面上造成喷溅，在电极与工件间造成飞溅，喷溅和飞溅的产生会带走部分热量和熔化金属，严重影响了熔核直径的大小，对焊点质量极为不利。

(2)焊点表面质量差。

铝与铜合金容易形成低熔点(547℃)共晶物，并且这种低熔点共晶物的电阻率比较大，接触面上较大的产热量使电极与工件接触面上产生局部熔化，并发生较为剧烈的共晶反应，以致出现电极与工件的粘连，恶化了焊点的表面质量。

电极与工件的粘连及飞溅严重破坏了电极表面的连续性，进而恶化了后续焊点焊接时电极与工件间的接触状态，使电极与工件间的接触由起始宏观上的连续接触变为不连续。

在硬规范条件下，这种宏观上的不连续接触加剧了飞溅、局部熔化及粘连的产生，对焊点的表面质量更为不利。

(3)熔核尺寸波动大。

电极与工件接触面上的局部熔化、飞溅及电极与工件的粘连，破坏了电极表面的连续性。

在连续点焊过程中电极表面的不连续性具有较强的随机性，这使得电极与工件间及工件间的接触状态很不稳定。

另外，受工件表面状态、电极压力、焊接电流等因素的影响，连续点焊中熔核直径波动较大。

(4)熔核内部易产生缺陷。

与弧焊相比，铝合金在点焊时金属的熔化量较少，其2A16铝合金电阻点焊焊点表面缺陷分析与工艺优化导热系数又比较大，所以熔核的冷却速度非常快。

另外，铝合金是非导磁材料，液态熔核区的流动速度非常小，熔核在凝固时极易形成缩孔、缩松和气孔。

虽然这些缺陷对接头强度影响不大，但对接头的疲劳性能却有显著影响。

(5)结合线伸入。

结合线伸入是点焊和缝焊某些高温合金和铝合金时特有的缺陷，是指结合面伸入到熔核中的部分。

对于铝合金，主要是工件表面有强氧化物，焊接过程中通电时间短暂，导致结合面熔合不完整。

铝及铝合金在焊接过程中出现的一些问题分析

铝及铝合金在焊接过程中出现的一些问题分析作者：杨丽平来源：《中国科技博览》2014年第08期内容摘要近年来，在焊接技术不断进步的状况下高效率和高性能的焊接方法也得到了大力推广。

铝及铝合金的应用十分广泛，尤其是在船舶、桥梁、车辆、建筑、化工机械等方面的应用不断扩大。

但是，铝及铝合金在焊接过程中也会出现一些问题，这就需要做好防范措施。

关键词铝铝合金焊接氧化中图分类号：TF 文献标识码：A 文章编号：1009-914x（2014）08-01-01一、极易氧化铝与氧的亲和力很强，在任何温度下都会氧化，一般来说铝与氧在空气中结合会生成致密而结实的AL2O3薄膜，厚度约0.1～0.2μm，熔点高达2050℃。

在焊接的过程中，氧化铝薄膜会阻碍金属之间的良好结合，并易造成夹渣；氧化膜密度大（约为铝的1.4倍），不易浮出熔池表面，容易在焊缝中形成夹渣缺陷。

氧化膜还会吸附水分，焊接时会促使焊缝生成气孔；焊接时该氧化膜妨碍母材熔化和熔合，易出现未焊透缺陷；由于氧化膜电子逸出功低，易发射电子使电弧漂移不定。

上述这些问题，必将会降低焊接接头的性能。

具体措施如下：1、焊前应严格清除焊件表面的氧化膜，以防止在焊接过程中焊接区再氧化；2、焊接过程中对熔化金属和处于高温下的金属进行有效的保护，可以采用合格的保护气体来进行，这也是铝及铝合金焊接的一个重要特点；3、在气焊时，可以采用熔剂，在焊接过程中不断用焊丝挑破熔池表面的氧化膜。

二、易产生裂纹焊接过程是一系列不平衡的工艺过程的综合，从本质上看，热裂纹产生多是与焊接接头金属断裂的冶金因素和力学因素发生重要的联系，例如：焊接工艺过程与冶金过程的产物即物理的、化学的与组织上的不均匀性、熔渣与夹杂物、气体元素与处于过饱和浓度的空位等，以上这些都是与萌生裂纹及其发展有着密切联系的冶金因素。

从力学因素来看，在一定的拘束条件下，焊接热循环特定的温度梯度与冷却速度将使焊接接头处于复杂的应力—应变状态，从而为裂纹的萌生与发展提供了必要的条件。

铝合金焊接七类缺陷及防止措施

铝合金焊接七类缺陷及防止措施1、焊接气孔焊接时，熔池中的气泡在凝固时未能逸出而残留下来所形成的孔穴。

产生原因：1) 母材或焊丝材料表面有油污、氧化膜清理不干净，或清理后未及时焊接。

2) 保护气体纯度不够高，保护效果差。

3) 供气系统不干燥，或漏气漏水。

4) 焊接工艺参数选择不当。

5) 焊接过程气体保护不良，焊接速度过快。

防止措施：1) 焊前彻底清理焊缝区和焊丝。

2) 采用合格的保护气体，纯度应符合规范。

3) 供气系统保持干燥，防止漏气漏水。

4) 焊接工艺参数选择要合理。

5) 注意保持焊炬、焊丝和工件间的准确位置，焊炬应尽量垂直于工件；尽量采用短弧施焊，喷嘴离工件距离应控制在10～15 mm；焊炬应做匀速直线运动，钨极应对准焊缝中心，往复匀速送丝；焊接现场要有挡风设施，不能有风流动，焊件应进行适当预热；注意引弧和收弧质量。

2焊接时未完全熔透的现象，称为未焊透。

焊接时焊道与母材或焊道与焊道之间未完全熔化结合的部分，称为未熔合。

产生原因：1) 焊接电流控制过小，电弧过长，焊接速度过快，预热温度低。

2) 焊缝间隙过小，钝边过大，坡口角度过小。

3) 焊件表面及焊接层面间的氧化物清除不干净。

4) 操作技术不熟练，不能把握送丝的良好时机。

防止措施：1) 选择正确的焊接电流参数。

厚板焊接时，焊前进行工件预热80～120 ℃，使工件温度达到焊接要求。

2) 选择合适的焊接接头间隙和坡口角度。

3) 加强焊件表面及焊接层面间氧化物的清理工作。

4) 强化焊接操作技术，应正确判断坡口或焊层表面的熔化情况，采用大电流（一般应使焊部位在电弧引燃后5 s 之内能获得一定大小干净明亮的熔池，此时可加丝焊接）快速焊和快送少加焊丝的方法，精心施焊，可避免未焊透和未熔合现象的发生。

3焊接后，母材与焊缝边沿交界处的凹陷沟槽称为咬边。

产生原因：1) 焊接工艺参数过大，焊接电流太大，电弧电压太高，热输入量过大。

2) 焊接速度过快，焊丝还来不及将弧坑填充满就离开熔池，便会出现咬边。

5系铝合金裙板电阻点焊失效分析

实测（裙板） 0． 08 0． 34 0． 04 0． 52 4． 58 0． 07 0． 11 0． 02 94． 1
实测（支架） 0． 07 0． 3 0． 05 0． 59 4． 61 0． 06 0． 11 0． 01 94． 1
3 失效焊点宏观分析
为了解失效焊点的内部真实情况，对裙板失效焊点进行了断面宏观金相分析，以确认焊点失效的发源点或缺陷（见图 2）。从图 2（ a）可以看出起裂点为点焊结合面的焊点边缘，在法向外力的作用下，裂纹沿焊点边缘向母材扩展，但未延伸到母材外表面；图 2（b）的宏观断面是取自焊点外表有贯穿性裂纹失效显示的焊点，其起裂点也是沿点焊结合面的焊点边缘发生，而后在法向外力的作用下，向焊点内部扩展，并发展到母材外表面。
［3］吴为扬．轴承套圈磨削烧伤和磨削裂纹的探索［J］．就业与保障，2007（3）：43 － 44．
［4］于永江．硬齿面齿轮、齿轴磨削烧伤裂纹产生的原因及解决办法［J］．中国新技术新产品，2016（3）：50 － 51．
［5］宋亚虎，刘铁山，史向阳，等．齿轮磨削烧伤检测技术现状及发展趋势［J］．理化检验（物理分册），2014，50（10）：715 － 717． □
（编辑：林素珍）
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程石来张永杰林燕等 5 系铝合金裙板电阻点焊失效分析
轨道交通装备与技术第 6 期 2016 年 11 月
2 焊接工艺及母材分析
根据 ISO15614—12 规定，电阻点焊的工艺评定
（ WPQＲ）是根据设备及材料、板厚的不同而分别进
行的，不存在覆盖范围。查阅项目之初的 WPQＲ数
1 失效故障调查
通过对电阻点焊后的失效焊点进行统计，发现所有失效的焊点均发生在裙板的固定座与裙板间。其失效方式共有 2 种：裂纹横贯焊点，如图 1 （ a）所

铝合金焊接缺陷原因与解决措施

选择与线材匹配的焊丝。
夹渣
1.焊缝有杂质
在焊后续焊道之前清除掉焊缝的渣子。
2.行走速度过大（氧化膜型夹渣物）
减小行走速度。
3.熔池流动性差、深渣浮不出来
选择较大电流。
飞溅
1.电弧电压过低或过高
根据焊接电流仔细调节电弧电压。
2.焊丝与焊件清理不良
焊前仔细清理焊丝及坡口。
3.送丝速度不均匀
检查压丝轮和送丝软管, 如有问题应修理或更换。
适当增大焊接电流。
未焊透
1.坡口形式不合适
接头设计必须合理, 适当加大坡口角度, 使焊枪可以直接作用到熔池底部, 同时保持喷嘴到焊件的距离合适。
2.焊接操作不合适
使焊丝保持适当的行走角度, 以达成足够大的熔深。
使电弧处在熔池的前沿。
3.热输入局限性
提高焊接电流, 保持喷嘴到焊件的距离合适。
烧穿
1.热输入过大
及时修磨钨极端部, 或更换钨极。
3.保护气体不良使钨极氧化烧损。
做好气体保护, 遮风, 选择合适的气体留量。
4.钨极直径较小。
选择合适直径的钨极。
2.保护气体不纯
提高气体纯度。
不得使用压力达不到规定的气体。
3.焊丝污染
使用清洁和干燥的焊丝。
消除焊丝在送丝装置中或导管中黏附上的润滑剂。
4.焊件污染
焊前清除焊件表面的油脂、漆和尘土等杂质。
5.电弧电压太高或焊接速度太快
减小电弧电压或减少焊接速度。
6.焊件距离太大
减小焊丝伸出长度。
7.环境湿度较大
工作环境不要潮湿, 做好雨季防护, 控制湿度。
提高送丝速度和电弧电压, 减小焊接速度。
3.焊接熔池太大
减小电弧摆以减小熔池体积。

铝及铝合金焊接中的缺陷及原因分析.doc改

目录摘要 (2)绪论 (3)一铝及铝合金特性 (4)（一）铝及铝合金具有特殊的物理化学性能 (4)二铝及铝合金的焊接工艺方法 (4)（一）铝合金的焊接方法 (4)（二）铝及铝合金的焊接工艺方法 (5)三铝及铝合金常见焊接缺陷及原因 (8)（一）铝合金常见焊接缺陷种类 (8)（二）铝及铝合金焊接缺陷的原因分析 (10)四铝及铝合金缺陷的防治措施和解决方法 (12)五总结 (14)六致谢 (15)内容摘要随着焊接技术的飞速发展,铝及铝合金的焊接也得到了广泛的应用,由于材料本身的特殊性,也给焊工带来较大的困难,要想掌握铝及铝合金的焊接技术,在了解铝合金的基本性能、焊接特点、焊接材料、焊接设备、焊接操作方法的基础上,还要掌握避免在焊接过程中出现焊接缺陷的技能。

关键词：铝及铝合金焊接特点焊接缺陷绪论铝及铝合金是工业中应用最广泛的一类金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。

随着近年来科学技术以及工业经济的飞速发展，焊接结构件的需求日益增多，使铝及铝合金的焊接性研究也随之深入。

铝及铝合金的广泛应用促进了铝及铝合金焊接技术的发展，同时焊接技术的发展又拓展了铝及铝合金的应用领域，因此铝及铝合金的焊接技术正成为研究的热点之一。

而焊接缺陷在焊接施工过程中，做到完全避免是不可能的，缺陷来自工艺缺陷和设计缺陷两部分，工艺缺陷需要在生产过程中，进行严格的质量控制、装备和人员配置要合理化、试验和培训要按着规程去执行，如气孔、咬边、起楞、裂纹、未焊透等均定义为工艺缺陷。

设计缺陷是指结构产生的缺陷，如焊缝过密、交叉过多、焊缝板厚差过大、材料匹配不良等导致的裂纹属于设计缺陷。

工艺缺陷可以通过优化施工条件和增加工艺装备解决，设计缺陷可以通过优化结构来完成，对于结构特殊的要求和限制，可能会有一些焊缝很难焊好，如需要盲焊等操作，在这种条件下，需要进行大量的模拟培训，实现合格的焊接质量。

一、铝及铝合金特性（一）合金具有特殊的物理化学性能合金的外观呈银白色,密度小、电阻率低,热膨胀系数和导热系数大。

铝合金电阻点焊常见问题及工艺措施简析

铝合金电阻点焊常见问题及工艺措施简析作者：王咪，孙福庆来源：《中国科技博览》2013年第27期[摘要]铝合金电阻点焊技术在机车车辆工业应用较少，这是由于铝合金电阻点焊生本身具有较大的焊接缺陷，包括铝合金的焊接性不好、焊点质量不稳定、电极使用寿命短等。

本文慨述了铝合金电阻点焊的工艺特点、点焊工艺中的问题，并指出了铝合金点焊工艺问题的解决措施。

[关键词]电阻点焊铝合金问题措施中图分类号：TG453.9 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）27-0636-01一、铝合金电阻点焊的原理及问题电阻点焊是利用电流通过电阻产生的热量和在设备压力共同作用下实现局部焊接的一种工艺方法。

铝合金点焊是通过点击对相接触的两个铝板进行通电、加压形成致密熔核。

铝合金的化学活性强，表面易形成氧化膜，且多具有难熔性质（如A1203的熔点约2050℃，MgO熔点约为2500℃），加之铝合金导热性强，焊接时散热快容易造成不熔合现象。

铝合金点焊中还经常存在微型空洞、裂纹等不连续缺陷以及过深的压痕等现象，熔核尺寸对接头的静载强度影响很大，但对其疲劳强度影响很小—[1]。

目前铝合金电阻点焊所存在的问题主要有以下几方面：1、焊点质量不稳定铝合金点焊焊点质量不稳定主要体现在以下四个方面。

（1）喷溅与飞溅与低碳钢相比，铝合金具有很好的导电、导热性能，其电阻率仅为钢的三分之一，而导热率却为钢的2-4倍。

所以为获得合格的焊点，在相同的条件下铝合金就需要更大的焊接电流以获得足够热量。

铝元素非常活泼，在铝合金材料表面非常容易形成氧化膜，这层氧化膜组织致密，熔点极高，导电性能极差，这就使得接触电阻比较大。

在规定焊接条件下，接触面上产生较多的热量；另一方面，铝合金材料熔点低，加热熔化时的塑性温度区间窄，所以很容易在工件间接触面上造成喷溅，在电极-工件间造成飞溅。

喷溅和飞溅的产生会带走部分热量和熔化金属，影响了熔核直径的大小，对焊质量极为不利。

6061铝合金低功率电阻点焊工艺优化

6061铝合金低功率电阻点焊工艺优化
6061铝合金低功率电阻点焊是一种重要的金属连接方式，在航空、航天、汽车等行业的应用十分广泛。

本文旨在通过对6061铝合金低功率电阻点焊工艺参数进行优化，提高点焊接头的力学性能和稳定性。

首先，本文在研究6061铝合金低功率电阻点焊工艺之前，对该材料的特性进行了分析。

6061铝合金具有良好的强度、耐腐蚀性和可焊性，但其导电性较差，容易产生氧化膜，导致接头焊接质量下降。

因此，在选用电极应力和电压时，需要注意保证电极与工件之间的
良好接触。

其次，本文选取了影响点焊品质的主要工艺参数，包括焊接电极压力、电极形状、电
极材料、焊接时间、焊接电流等进行研究。

针对不同工艺参数，分别设计实验方案，进行
实验研究，比较不同条件下焊接接头的力学性能和稳定性，分析不同参数对点焊质量的影响。

最后，通过分析实验数据，本文得出了6061铝合金低功率电阻点焊的优化工艺参数。

具体包括焊接电极压力为2kN、电极形状为平头、采用铜电极、焊接时间为100ms、焊接电流为4kA。

在这些优化参数下，点焊接头的强度得到了提高，并且焊接接头的质量稳定性
也得到了较好的保障。

总之，通过对6061铝合金低功率电阻点焊工艺参数的优化，可以进一步提高点焊品质，提高焊接接头的力学性能和稳定性，从而更好地满足实际工业生产需求。