由于母材或焊材以及保护气体中的水分、碳氢化合物是无法完全清除的,所以铝合金焊接过程中氢的产生是无法避免的。我们能做到的是如何减少焊接过程中氢的产生以及如何使产生的氢在焊缝中不残留或少残留。首先,严格保证铝合金母材、焊材的洁净度和干燥度,焊前认真清理焊缝范围的氧化物、碳氢化物,清理完毕后尽快焊接;没用完的焊丝应密封干燥环境保存,下次使用需前再次烘干。严格控制保护气体的成分和水份含量,氩气中的水份含量是铝合金焊接气孔的主要来源之一,为减少保护气体中的水份含量应使用99.99%或以上纯度的氩气,如可能也可在供气回路中增加气体干燥环节。为了降低铝合金焊缝中的气孔倾向,环境湿度也是一个应该考虑的因素。在南方地区的雨季,空气湿度可达90%以上,这种气候下应该停止开放环境中铝合金的焊接,或只能在安装有空气湿度控制装置的室内环境焊接铝合金。
采取合理的焊接工艺也可以减少并抑制铝合金焊缝中气孔的产生。我们知道,TIG方法焊接铝合金时,其他外部条件相同时,气孔产生的程度要远低于MIG焊接方法,原因就在与TIG焊接时由于熔池移动速度慢,液态焊缝的存在时间长、焊缝凝固较慢、溶解氢的溢出有足够的时间,所以焊缝中残留的气孔很少。同样道理,在MIG焊接时采用合理的焊接方法,适当控制热输入,保持适当的熔池存在时间,使焊缝的凝固速度降低或者在多层焊时适当使前层焊道重熔,都可以促进焊缝中气体的溢出,减少气孔的产生。
2)焊接裂纹:由于铝合金材料的线胀系数大,热胀冷缩现象明显,焊缝凝固时会产生较大的收缩应力,加之铝合金材料高温结晶状态下金属的强度较低,在焊接应力的作用下很容易开裂,称为结晶裂纹或热裂纹。铝合金焊缝容易产生裂纹的区域有焊缝中心沿长度方向位置、焊缝的收尾段未填满的弧坑中心位置、焊缝引弧段、焊道底部、多层焊层间等位置。
焊接裂纹是可以通过选用合适的焊接材料或者改善焊接工艺的方法来避免的。某些液态金属流动性较好的焊丝抗裂纹能力较差,可以选用添加了抗裂纹倾向元素的焊接材料,例如同样为铝镁合金焊丝ER5556的抗裂纹性能就好于ER6356。在制定焊接工艺时,选择合理的坡口和接头形式、避免采用窄而深坡口和交叉焊缝;施焊时选用合适的焊接规范,使焊缝保持合适的熔池面积和熔池存在时间,避免热输入过小。多层焊时保证层间熔深和母材熔化的宽度,保证合适的焊缝宽度和融合区深度。在焊缝的引弧、收弧端加厚度相当的引弧板和收弧板,将焊缝的引弧段和收弧段至于引弧收弧板上;焊缝的收弧段使用焊机的弧坑填充功能将弧坑填满,可以避免收弧段裂纹。