1.2.3.2  焊接热裂纹的防止措施

（1）控制成分  从抗裂角度考虑，调整焊缝合金系统的着眼点在于控制食量的易熔共晶并缩小结晶温度区间。由于现有铝合金均为共晶型合金，少量易熔共晶的存在总是增大凝固裂纹倾向，所以，一般都是使主要合金元素含量超过裂纹倾向最大时的合金成分，以便产生愈合作用。

（2）在焊丝中填加变质剂  铝合金焊丝总几乎都有Ti、Zr、B、V等微量元素，一般都是作为变质剂加入的。不仅可以细化晶粒而改善塑性、韧性，并可显著提高抗裂能力。Ti、Zr、B、V、Ta等元素的共同特点都是能同铝形成一系列包晶反应生成细小的难熔质点，可成为液态金属凝固时的非自发凝固的晶核，从而可以产生细化晶粒的作用。

（3）合理选用焊接参数  焊接工艺参数影响凝固过程的不平衡性和凝固的组织状态，也影响凝固做成中的应变增长速度，因而影响裂纹的产生。热能集中的焊接方法，有利于快速进行焊接过程，可防止形成方向性强的粗大柱状晶，因而可以改善抗裂性。减小焊接电流、降低拘束度、改善装配间隙对减小热裂纹倾向都是有利的。而焊接速度的提高，促使增大焊接接头的应变速度，而增大热裂的倾向。增大焊接速度和焊接电流，都可促使增大裂纹倾向。

1.3  TIG焊接研究现状

（1）活性钨极氢弧焊

从20世纪60年代中期,鸟克兰巴顿焊接研究所发现TIG焊过程中在母材表面涂敷卤化物可使钛合金焊缝深度增加。至今，各国焊接学者在活性剂增加焊接熔深的机理方面做了大量的研究工作。目前,活性TIG焊熔深增加主要是电弧收缩和表面张力变化两种原因共同作用的结果。文献综述

活性剂受电弧高温作用蒸发，以原子形态包围在电弧四周,并与周边低温区能量较低的电子结合成负离子消散到空气中，导致电弧内电子数量减少，电弧导电性减弱,使电流束缚在电弧中心,电弧自动收缩,以致具有较高的能量密度,故焊缝变窄,熔深增加。此外,熔池液态金属的表面张力随温度升高而减小，即dα/dT<0，由于表面张力大的液体粘度大,流动性差,因此表面张力小的液体会向表面张力大的地方流动。在熔池中，中心区域较周边温度高,表面张力小,故熔池金属会由中心向四周向流动,如图1.2(a),形成宽而浅的焊缝。但是,当熔池金属接触到活性剂后,活性剂某些元素作用能使熔池金属的表面张力对温度的依赖关系发生重大变化,温度系数转变为正,表面张力随温度升一高而增大,即dα/dT>O。此时,熔池中心区域由于温度高而具有较大的表面张力,使熔池周边金属向中心区域流动,如图l(b)。这种流动模式可有效地使电弧热量通过液流直接传人熔池底部,使底部的加热效率提高,形成窄而深的焊缝。

图1.2熔池金属流动示意图

（2）热丝TIG焊(Hot-wire TIG welding)

1956年,热丝TIG焊被成功开发。这种技术首先于上世纪80年代初在美国工业生产中得到成功应用之后,在世界各工业发达国家推广使用。与传统TIG焊相比,其在节约焊材和电能的同时,提高了熔敷效率,而且调整了焊接熔池的热输人量,使TIG焊接法用于厚壁制件成为可能。目前,热丝TIG焊可焊的最大壁厚达300mm[14]。

热丝TIG焊接技术已经在压力容器、军械制造和航空航天工程等高端工业部门用于碳钢、合金钢、不锈钢和镍基合金、钦合金等重要部件的焊接,并已得到焊接界人士的普遍重视。但由于热丝TIG焊接设备成本高,且不适用于铝及其合金、铜及其合金等导电性良好的材料焊接,故在实际应用上具有一定程度的局限性。