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当我焊接铝合金时，看到焊缝上有一层浅灰色或黑色的覆盖物。这是什么？是否影响焊缝的力学性能？该如何避免？

小斯回复：

所有的焊缝，都应该是明亮而有光泽的，焊缝本身没有灰色或黑色涂层。

我们应该能够在焊缝的两侧看到闪亮清洁条纹。这些清洁条纹表示在焊接过程中从铝阴极去除氧化物涂层的区域。这种焊缝如下图所示。

斯伟特铝焊丝焊接样品

清洁条外侧的母材上有少量黑色是可以的。在开始、停止和拐角处看到黑点也很常见。但是，如果整个焊缝都有污迹，那么就不正常。

由于焊缝问题通常是黑色的，因此许多焊工认为黑色是煤烟污染物。这是不正确的。多年来，许多人通常通过 X 射线技术分析焊缝污迹。

这种测试证实焊缝黑色物是由铝和镁组成，主要是铝和镁的氧化物。

实际上导致黑点的原因是铝和镁的沸点都低于焊接电弧的温度。

焊接填充金属中的一些铝和镁实际上在焊接过程中会蒸发。然后它们形成铝或氧化镁并凝结在相对冷的焊道和母材上。事实上，我们可以测量通过 GMAW 电弧转移 5356 填充金属（名义上是 5.5% 的镁）时镁的损失。如果对焊缝金属进行化学分析，会在填充金属分析中看到较少的镁，有时会减少 0.5 个百分点。

如何避免

如果我们有良好的保护气体覆盖率，蒸发的铝和镁包含在气体保护层中，并作为焊缝金属通过电弧转移。只有当气体保护层变得微不足道时，足够量的铝或镁在气体保护层外被氧化而变成焊缝。所以减少焊接黑斑的关键是在焊接过程中保持良好的气体保护。

那么在焊接铝材时如何保持良好的气体保护？

焊工最常犯的错误是气体保护距离过大。理想情况下，气体保护罩到工件的距离不应超过1.5厘米 。如果让这个距离太大，焊缝会变黑。

另一个重要变量是喷枪或火炬角度。GTAW 和 GMAW 都必须使用推角。如果拖着焊枪，焊缝会变黑。在另一个极端，严重的推角也会使焊缝变黑。在这种情况下，剧烈的推动会将空气吸入保护气体覆盖层的背面。

焊缝上的焊枪角度对于搭接和角焊也很重要。您可以通过改变焊缝上的喷枪角度将污迹从焊缝的一侧移动到另一侧。当你找到正确的角度时，两边都不会有任何污点。

其他因素也可能导致屏蔽不足，例如填充焊丝或母材表面受污染的保护气体或碳氢化合物污染物。

但如果黑色物质只是氧化铝和氧化镁，为什么它是黑色的呢？

实际上这些物质是白色的。焊缝中的氧化物颗粒尺寸非常小，以至于它充当光阱并呈现黑色。

最后，使用 ER5356 铝焊丝焊接时会产生比使用 ER4043 更多的黑烟，因为 5356 含有镁，而 4043 不含。镁的沸点比铝低，更容易在电弧中蒸发，从而产生更多的黑烟。当然，这不会降低焊缝的机械性能。

然而，覆盖有污迹的焊缝表明气体屏蔽不良，但由于屏蔽不良，焊缝孔隙率较高。较高的孔隙率水平会降低焊缝的拉伸强度和屈服强度。

所以请记住，铝焊缝应该是明亮而有光泽的。边缘有一点黑点是可以的，但如果焊缝被黑点覆盖，可能需要改进你的焊接技术。