今天我們聊一下在鋁合金焊接中容易發生的質量問題：氣孔。在鋁合金焊接時為什么容易產生氣孔？

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比。大家可以看到，這個鋁的熔點是比較低的，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構鋼，它主要就是一些鐵碳合金，再加上一些微量的鐵合金元素，還有一些雜質元素。所以鐵元素的這個性能就比較能代表碳素結構鋼它的一些物理性能。

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

因為鋁的這些特性，所以會導致鋁合金在焊接的時候，氣體相對于碳素鋼來說，就不容易溢出，也更容易產生氣孔。

它的線膨脹系數比較大，導熱系數比較快，氣體在焊縫熔池里面就會來不及溢出，這樣的話就容易產生氣孔。

另外一個鋁的物理性能，這張表里面并沒有體現出來。因為鋁本身具有很強的脫氧能力，在鋁合金焊接的時候，幾乎不會產生一氧化碳氣孔、二氧化碳氣孔，主要氣孔都是一些氫氣孔。

下面我們就來聊一下，鋁合金焊接時的氫氣孔到底是如何產生的？

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，這個曲線里面有兩個信息。

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

這個圖里面有兩個信息。首先，我們來看一下第一個信息：隨著冷卻速度的加快，溶解氫的能力實際上是變強的。那個CR大和CR小，大家可以看到那個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焊來焊鋁合金的時候，為什么熱輸入要小一些呢，因為這樣的話，焊縫在冷卻的時候，冷卻速度會比較快，那么氫在焊縫的液態的時候，溶解度就會更多，就不容易產生氣孔。

第二個信息我們來看一下：在這個圖片的中間有一個0.69這樣一個數值，這個是什么值？

大家可以看一下，對應的下面的溫度大概是在600度左右，實際上準確來說，應該是660度，這個溫度就是剛才我們提到的純鋁它的凝固點。

那么當液態金屬冷卻到這個溫度的時候，大家可以看到，這個溶解度是從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。在凝固點以下，與溶解氫的能力會驟然下降。

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

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7系的，那么在凝固的時候，它產生了大量的，大家可以看到分布比較均勻的這種氫氣孔。

原因就是因為剛才說的：冷卻速度比較小，那么在凝固點以下，氫在鋁中的密度會大幅下降。氫來不及溢出就會殘留在焊縫里形成氫氣孔，就是圖片這個樣子。

這種氫氣孔一般是在焊縫的結晶層產生的，分布是非常均勻的，它是很密集。

最后我們總結一下：為什么在鋁合金焊接的時候容易產生氫氣孔呢？

其實原因主要有兩點：

第一點是因為鋁合金的線膨脹系數和熱導率比鋼要大很多，所以焊縫在凝固的時候，氫氣來不及溢出，會殘留在焊縫中，就會產生氫氣孔。

那么第二個原因是鋁在660度，它在凝固點的時候，溶解氫的能力會大幅下降，所以焊縫中的氫來不及溢出就會存留在焊縫里，也會產生氫氣孔。

如何避免在鋁合金焊接的時候產生氫氣孔呢？

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