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【摘 要】讨论了温度、湿度、风速等环境因素对铝合金MIG焊接质量的影响，湿度和风速影响尤其显著。并推荐湿度应控制在50%以下，温度在15—30℃为宜，尽量在室内无风情况下焊接铝合金。
【关键词】铝合金；焊接；温度；湿度；风速
铝合金因其质量轻、比强度高、耐腐蚀性能优异、美观、可焊接，且能够实现各种复杂中空型材的薄壁、大型宽体化生产而成为飞机结构、火箭贮箱、高速列车车体等的首选材料。在铝合金焊接生产中常存在三大难题[1]：（1）焊缝中的气孔；（2）焊接热裂纹；（3）焊接接头与母材的等强性。铝合金焊接质量与焊接生产环境条件密切相关，目前资金实力雄厚的工厂为了避免环境因素对铝合金焊接质量的影响，焊接车间均采用恒温恒湿控制系统，但运行成本高昂，而广大中小企业出于成本考虑，仍在传统的广域条件下焊接铝合金。本文旨在讨论广域环境因素（温度、湿度、风速）对铝合金焊接质量的影响，指导实际焊接生产。
1.广域环境因素对铝合金焊接质量的影响
1.1温度
环境温度越高，焊接过程中液态熔池冷却速度越慢，液态熔池在高温停留时间增加，晶粒容易长大，焊缝及热影响区的析出相易聚集长大，不利于接头的力学性能；在较低的环境温度下焊接时，焊缝凝固速度增加，晶粒变得均匀细小，接头力学性能得到改善。但环境温度也不宜过低，特别是在焊接高强铝合金时，液化裂纹倾向会增加。一般推荐焊接环境温度在15—30℃。
1.2湿度
铝合金焊接对气孔敏感性非常高，铝合金焊接中极少量的氢都能引起严重的气孔，而溶解在钢中的相同数量级的氢对钢焊缝的质量则无明显的影响。环境湿度对铝合金焊接质量影响尤其显著。铝合金MIG焊接时氢气孔的主要来源有：①潮湿的大气环境中的水分；②母材及焊接填充材料表面的油污、水分、碳氢化合物，以及焊丝原材料中的氢等[2]。大气环境湿度越低，空气中所含水蒸气越多，在熔焊过程中，水蒸气在电弧作用下分解为H2、H原子，H2进入到液态熔池中，由于铝合金导热系数高，冷却速度快，同时铝合金液体密度低，气泡上升速度也比较慢，导致氢气孔数量增加；另一方面部分H原子残留在焊缝金属中，形成扩散氢，在高强铝合金中极易产生氢脆，是应力腐蚀开裂、腐蚀疲劳等的重要诱因。
气孔数量增加，将减少截面的有效承载面积，增加接头的应力集中程度，不仅会引起接头抗拉强度、冲击韧度、塑性的降低，同时会使接头弯曲性能变差，而且对于服役于交变动载环境下的铝合金结构（如高速列车），往往易成为疲劳源，降低焊接结构疲劳强度，导致结构的早期疲劳断裂，往往容易造成灾难性事故。当空气中湿度高于50%时，焊接接头截面气孔数量及面积均呈递增趋势，焊接接头力学性能随着湿度的增加而递减。有研究表明，当环境湿度为70%时，铝合金MIG焊接对气孔最敏感，接头力学性能最差。一般焊接铝合金时，湿度应控制在50%以下。
1.3风速
风速对焊接质量的影响不容忽视，一方面风加快了熔焊时的冷凝速度，快速的冷凝使焊接熔池中的气泡来不及逸出，较多的被封存起来形成气孔，另一方面随着风速的增加，破坏电弧稳定性，影响氩气对熔滴过渡与熔池的保护，金属被氧化、吸氢、氮的程度加剧，焊缝成形恶化，接头的焊接质量也越来越差。铝合金焊接施工一般多在室内焊接，室内可视为静态空气，风速的影响可忽略；若确实无法避免需在野外焊接，一般应采取适当的挡风措施以避免风速的影响。
2.结语
铝合金焊接质量对环境因素比较敏感，尤其是湿度与风速，在实际焊接生产过程中应严格控制。一般焊接铝合金时，湿度应控制在50%以下，温度在15—30℃为宜，尽量在室内无风情况下焊接铝合金。 [科]
【参考文献】
[1]周振丰.焊接冶金学（金属焊接性）[M].北京：机械工业出版社，1994：125.
[2]唐良喜，肖云，兰志刚等.铝及铝合金MIG焊接预防气孔的措施[J].机械制造文摘—焊接分册，2011（5）：35-39.
【关键词】铝合金；焊接；温度；湿度；风速
铝合金因其质量轻、比强度高、耐腐蚀性能优异、美观、可焊接，且能够实现各种复杂中空型材的薄壁、大型宽体化生产而成为飞机结构、火箭贮箱、高速列车车体等的首选材料。在铝合金焊接生产中常存在三大难题[1]：（1）焊缝中的气孔；（2）焊接热裂纹；（3）焊接接头与母材的等强性。铝合金焊接质量与焊接生产环境条件密切相关，目前资金实力雄厚的工厂为了避免环境因素对铝合金焊接质量的影响，焊接车间均采用恒温恒湿控制系统，但运行成本高昂，而广大中小企业出于成本考虑，仍在传统的广域条件下焊接铝合金。本文旨在讨论广域环境因素（温度、湿度、风速）对铝合金焊接质量的影响，指导实际焊接生产。
1.广域环境因素对铝合金焊接质量的影响
1.1温度
环境温度越高，焊接过程中液态熔池冷却速度越慢，液态熔池在高温停留时间增加，晶粒容易长大，焊缝及热影响区的析出相易聚集长大，不利于接头的力学性能；在较低的环境温度下焊接时，焊缝凝固速度增加，晶粒变得均匀细小，接头力学性能得到改善。但环境温度也不宜过低，特别是在焊接高强铝合金时，液化裂纹倾向会增加。一般推荐焊接环境温度在15—30℃。
1.2湿度
铝合金焊接对气孔敏感性非常高，铝合金焊接中极少量的氢都能引起严重的气孔，而溶解在钢中的相同数量级的氢对钢焊缝的质量则无明显的影响。环境湿度对铝合金焊接质量影响尤其显著。铝合金MIG焊接时氢气孔的主要来源有：①潮湿的大气环境中的水分；②母材及焊接填充材料表面的油污、水分、碳氢化合物，以及焊丝原材料中的氢等[2]。大气环境湿度越低，空气中所含水蒸气越多，在熔焊过程中，水蒸气在电弧作用下分解为H2、H原子，H2进入到液态熔池中，由于铝合金导热系数高，冷却速度快，同时铝合金液体密度低，气泡上升速度也比较慢，导致氢气孔数量增加；另一方面部分H原子残留在焊缝金属中，形成扩散氢，在高强铝合金中极易产生氢脆，是应力腐蚀开裂、腐蚀疲劳等的重要诱因。
气孔数量增加，将减少截面的有效承载面积，增加接头的应力集中程度，不仅会引起接头抗拉强度、冲击韧度、塑性的降低，同时会使接头弯曲性能变差，而且对于服役于交变动载环境下的铝合金结构（如高速列车），往往易成为疲劳源，降低焊接结构疲劳强度，导致结构的早期疲劳断裂，往往容易造成灾难性事故。当空气中湿度高于50%时，焊接接头截面气孔数量及面积均呈递增趋势，焊接接头力学性能随着湿度的增加而递减。有研究表明，当环境湿度为70%时，铝合金MIG焊接对气孔最敏感，接头力学性能最差。一般焊接铝合金时，湿度应控制在50%以下。
1.3风速
风速对焊接质量的影响不容忽视，一方面风加快了熔焊时的冷凝速度，快速的冷凝使焊接熔池中的气泡来不及逸出，较多的被封存起来形成气孔，另一方面随着风速的增加，破坏电弧稳定性，影响氩气对熔滴过渡与熔池的保护，金属被氧化、吸氢、氮的程度加剧，焊缝成形恶化，接头的焊接质量也越来越差。铝合金焊接施工一般多在室内焊接，室内可视为静态空气，风速的影响可忽略；若确实无法避免需在野外焊接，一般应采取适当的挡风措施以避免风速的影响。
2.结语
铝合金焊接质量对环境因素比较敏感，尤其是湿度与风速，在实际焊接生产过程中应严格控制。一般焊接铝合金时，湿度应控制在50%以下，温度在15—30℃为宜，尽量在室内无风情况下焊接铝合金。 [科]
【参考文献】
[1]周振丰.焊接冶金学（金属焊接性）[M].北京：机械工业出版社，1994：125.
[2]唐良喜，肖云，兰志刚等.铝及铝合金MIG焊接预防气孔的措施[J].机械制造文摘—焊接分册，2011（5）：35-39.