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王顯明，單長智，侯 繹，高振中

(東北輕合金有限責(zé)任公司，黑龍江　哈爾濱150060)

　　摘要：利用光學(xué)顯微鏡和掃描電鏡對(duì)用5B06- O合金焊絲焊接后產(chǎn)生的焊縫表面缺陷進(jìn)行了分析；確認(rèn)焊縫表面的夾雜物為MgO焊渣，其產(chǎn)生原因是焊接時(shí)保護(hù)氣體流量不足或焊接現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境不好造成的。

　　關(guān)鍵詞：5B06- O合金焊絲；氬弧焊；焊縫；夾雜

　　某型號(hào)艙體的貯箱殼體與連接環(huán)之間采用氦-氬混合氣體保護(hù)的鎢極自動(dòng)氬弧焊機(jī)焊接，焊絲采用東北輕合金有限責(zé)任公司(以下簡稱東輕公司)生產(chǎn)的5B06-O(LFl4M)合金直徑為2mm的線材。在進(jìn)行焊接試驗(yàn)時(shí)，焊縫上出現(xiàn)黑色和黃色的夾雜物，用戶認(rèn)為是焊絲存在質(zhì)量問題。東輕公司對(duì)此缺陷進(jìn)行了分析研究。

　　1  用戶焊接試驗(yàn)的方法

　　焊接設(shè)備：POLYSOUDE 750PC型全自動(dòng)氬弧焊機(jī)；

　　保護(hù)氣體：氦-氬混合氣體；

　　焊接用試板：2.5mm厚5A06-O鋁合金板；

　　焊絲：Φ2mm的5B06-O合金線材；

　　環(huán)境溫度：27℃；

　　相對(duì)濕度：小于55％。

　　2  缺陷的組織特征

　　2.1  缺陷的宏觀特征

　　用戶對(duì)兩塊試板進(jìn)行了焊接試驗(yàn)，第一塊試板焊縫的宏觀表面組織如圖1所示，焊縫外觀光滑無異物，為正常的氬弧焊焊縫。第二塊試板焊縫的宏觀表面組織如圖2所示，焊縫上存在大量的黃色夾雜物和少量的黑色夾雜物，夾雜物浮在焊縫表面，有的呈突起狀，有的呈凹陷狀。

圖1　焊縫表面無夾雜物的試板

圖2　焊縫表面有夾雜物的試板

　　2.2 缺陷的掃描電鏡分析結(jié)果

　　缺陷處的掃描電鏡照片如圖3所示。對(duì)圖3中的黑色夾雜物和黃色夾雜物分別進(jìn)行了能譜成分分析，結(jié)果如圖4、5。從圖4、5得知，夾雜物主要是由Mg和O組成：黑色夾雜物中ω（Mg）＝41.79％，ω（O）＝36.04％；黃色夾雜物中ω（Mg）＝55.89％，ω（O）＝37.80％。這說明夾雜物的產(chǎn)生原因是由于焊接時(shí)性質(zhì)活潑的Mg元素與O元素發(fā)生反應(yīng)形成MgO焊渣。

圖3 掃描電鏡下缺陷處形貌

　　3 焊絲的顯微組織

　　對(duì)用戶提出質(zhì)量異議的焊絲進(jìn)行了化學(xué)成分分析（表1）。結(jié)果表明焊絲的化學(xué)成分符合GB／T3190-1996《變形鋁及鋁合金化學(xué)成分》的規(guī)定。

　　對(duì)用戶提出質(zhì)量異議的焊絲，制備了高倍試樣，觀察顯微組織。在焊絲的顯微組織中未發(fā)現(xiàn)初晶化合物和其他冶金及加工缺陷。

圖4 黑色夾雜物能譜分析結(jié)果

圖5 黃色夾雜物能譜分析結(jié)果

　　4 東輕公司的模擬焊接試驗(yàn)

　　為了驗(yàn)證東輕公司生產(chǎn)的焊絲質(zhì)量，做了模擬焊接試驗(yàn)，其方法如下：

　　焊絲：用戶認(rèn)為有質(zhì)量問題的5B06－O鋁合金線材；

　　試板：2.5 mm厚的5 A06-O鋁合金板；

　　焊機(jī)：BX3-500-3型手動(dòng)鎢極氬弧焊機(jī)；

　　保護(hù)氣體：氬氣；

　　焊接電流：90A；

　　焊接電壓：28 V～30 V。

　　模擬焊接試驗(yàn)的結(jié)果如圖6所示，焊縫表面干凈光滑，未發(fā)現(xiàn)焊渣等異物。說明焊絲的質(zhì)量不存在問題。

圖6 模擬試驗(yàn)的焊縫

　　5討論

　　5.1 焊接缺陷產(chǎn)生的原因

　　從掃描電鏡、能譜分析的結(jié)果可看出，缺陷的組成<