第一篇：淺析油缸焊接過程中氣孔的產(chǎn)生及防止措施

淺析油缸焊接過程中氣孔的產(chǎn)生原因及防止措施

焊接熔池在結(jié)晶過程中由于某些氣體來不及逸出殘存在焊縫中就形成了氣孔，氣孔是焊接接頭中最常見的缺陷。我公司油缸焊接采用MAG焊（熔化極活性氣體保護(hù)焊）的焊接方法，保護(hù)氣體為80%Ar+20%CO2。大多數(shù)氣孔都出現(xiàn)在焊縫收弧處，比如缸底和活塞焊接時(shí)出現(xiàn)的氣孔。根據(jù)產(chǎn)生氣孔的氣體種類，焊縫中的氣孔主要有H2孔，N2孔以及CO氣孔。由于產(chǎn)生氣孔的氣體不同，因而氣孔的形態(tài)和特征也不同。

1、一氧化碳?xì)饪?/p>

一氧化碳?xì)饪字饕窃诤附舆^程中，由于冶金反應(yīng)產(chǎn)生了大量的CO，CO不溶于金屬。反應(yīng)如下：FeO+C=Fe+CO。

在熔池處于結(jié)晶溫度時(shí)，該反應(yīng)進(jìn)行比較劇烈，由于熔池已經(jīng)開始凝固，CO氣體不易逸出，于是在焊縫中形成CO氣孔。CO氣孔多形成于焊縫內(nèi)部，呈條蟲狀，內(nèi)壁有氧化顏色。

如果焊絲中有足夠的脫氧元素Si和Mn,以及限制焊絲中的含碳量，就可以抑制上述的還原反應(yīng)，有效防止CO氣孔的產(chǎn)生。所以MAG焊過程中，只要焊絲選擇適當(dāng)，產(chǎn)生CO氣孔的可能性是很小的。

2、氫氣孔

如果熔池在高溫時(shí)溶入了大量氫氣，在結(jié)晶過程中又不能充分排出，則遺留在焊縫金屬中形成氣孔。氫氣孔的斷面一般呈螺釘狀，多數(shù)出現(xiàn)在焊縫表面（個(gè)別情況下也會(huì)出現(xiàn)在內(nèi)部），呈喇叭口形，氣孔四周有光滑內(nèi)壁。

電弧區(qū)的氫主要來自焊絲、工件表面的油污及鐵銹，以及CO2氣體中所含的水分。油污為碳?xì)浠衔铮F銹中含有結(jié)晶水，它們在電弧高溫下都能分解出氫氣。減少熔池中氫的溶解量，不僅可以防止氫氣孔的產(chǎn)生，而且還可以提高焊縫金屬的塑性。所以，一方面焊前要適當(dāng)清除工件和焊絲表面的油污及鐵銹，另一方面應(yīng)盡可能使用含水分低的CO2氣體。CO2氣體中的水分常常是引起氫氣孔的主要原因。具體做法如下：

（1）焊前清理，消除氣體來源。焊前須對焊縫表面、坡口及其附近20～30mm范圍進(jìn)行清理，去除表面銹蝕、氧化膜、油污和水分等雜質(zhì)，露出金屬光澤。所以焊件焊前清洗工作至關(guān)重要不容忽視，只有做好了清洗工作，才能從根源上消除氣體的來源。

（2）CO2氣體中的主要有害雜質(zhì)是水分和氮?dú)猓獨(dú)夂恳话爿^少，危害大的是水分。隨著CO2氣體中水分的增加，焊縫中的含氫量亦增加，嚴(yán)重時(shí)就會(huì)出現(xiàn)氣孔，所以控制CO2氣體的純度相當(dāng)重要，焊接用CO2純度應(yīng)大于99.5%。可以通過以下措施減少CO2氣體中的水分：①將新灌氣瓶倒立靜置1～2h，然后開啟閥門，把沉積在下部的液態(tài)水排出。②經(jīng)倒置放水后的氣瓶，在使用前2～3min，放掉氣瓶上面部分的氣體。因?yàn)檫@部分氣體通常含有較多空氣和水分，這些空氣和水分主要是灌瓶時(shí)混入瓶內(nèi)的。③焊前必須檢查CO2加熱器是否工作正常，防止流量計(jì)凍結(jié)阻塞，還可以進(jìn)一步減少CO2氣體中的水分。④當(dāng)氣體壓力顯示氣體不足時(shí)，要及時(shí)更換氣體。瓶內(nèi)氣體降到0.98MPa時(shí)，不能再繼續(xù)使用。因?yàn)楫?dāng)壓力降到0.98MPa時(shí)，CO2氣體中所含水分將比飽和壓力下增加3倍左右。如果繼續(xù)使用，焊縫就極易出現(xiàn)氣孔。

3、氮?dú)饪?/p>

氮?dú)饪椎膩碓粗饕怯捎诳諝馇秩牒缚p區(qū)，保護(hù)氣層遭到破壞造成的。氮?dú)饪滓卜植荚诤缚p表面，多數(shù)成堆出現(xiàn)，與蜂窩相似。斷口分析發(fā)現(xiàn)，氣孔內(nèi)表面呈凹凸形貌。但在正常的焊接時(shí)焊縫中很少出現(xiàn)氮?dú)饪祝挥须娀≥^長保護(hù)效果不好時(shí)才會(huì)產(chǎn)生氮?dú)饪住?/p>

造成保護(hù)氣層失效的因素有：過小的氣體流量；噴嘴被飛濺物部分堵塞；噴嘴與工件的距離過大，以及焊接場地側(cè)向風(fēng)（包括吸塵設(shè)備）等。

因此，適當(dāng)增加保護(hù)氣體的流量，保證氣路暢通和氣層穩(wěn)定、可靠，是防止焊縫中氮?dú)饪椎年P(guān)鍵。但是，氣體流量并不是越大越好。氣體流量過大，則會(huì)使氣體從噴嘴流出形成渦流，將周圍空氣卷入，破壞保護(hù)效果，從而導(dǎo)致焊縫形成氣孔。在一般情況下，焊接電流小于200A時(shí)，適用氣體流量為10-15L/min；焊接電流大于200A時(shí)，合適的氣體流量應(yīng)為20-25 L/min。

另外，工藝因素對氣孔的產(chǎn)生也有影響。電弧電壓越高，空氣侵入的可能性越大，就越可能產(chǎn)生氣孔。焊接速度主要影響熔池的結(jié)晶速度。焊接速度慢，熔池結(jié)晶也慢，氣體容易逸出；焊接速度快，熔池結(jié)晶快，則氣體不易排出，易產(chǎn)生氣孔。

張蛟雄

第二篇：TIG焊氣孔產(chǎn)生因素及防止措施

摘要：詳細(xì)介紹了TIG焊的原理及適用范圍，針對焊接過程中極易出現(xiàn)的氣孔缺陷，分析了氣孔產(chǎn)生的原因并闡述了防止產(chǎn)生氣孔的工藝措施，經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)是可行的獲得了滿意的焊縫質(zhì)量，有較高的應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：鎢極氬弧焊；氣孔缺陷；影響因素；防止措施

鎢極氬弧焊（簡稱TIG）是鎢極惰性氣體保護(hù)焊的一種，TIG焊是英文Tungsten Inert-Gas Welding的簡稱，它的中文名稱是鎢極惰性氣體保護(hù)焊也稱作GTAW。這種焊接方法從其名稱上可知：它具有兩個(gè)顯著的特點(diǎn)：

1、它的電極是用鎢或鎢基合金制作而成

2、采用惰性氣體作為保護(hù)介質(zhì)

它是在惰性氣體的保護(hù)下，利用鎢電極與工件間產(chǎn)生的電弧熱熔化焊件和填充焊絲的一種焊接方法。焊接時(shí)保護(hù)氣體連續(xù)地從焊槍地噴嘴中噴出，在電弧周圍形成氣體保護(hù)層隔絕空氣，以防止其對鎢極&熔池極臨近的熱影響區(qū)的有害影響，從而獲得高質(zhì)量的焊縫。

根據(jù)這種焊接方法的原理它有如下的一些工藝特點(diǎn)：惰性氣體有極好的保護(hù)作用，它本身既不與金屬發(fā)生任何化學(xué)反應(yīng)，也不溶解于高溫金屬中，使得焊接過程熔池的冶金反應(yīng)簡單和容易控制。對于一般易氧化、氮化的活潑金屬、高熔點(diǎn)的黑色金屬都能進(jìn)行焊接，應(yīng)用面很廣；電弧在氬氣中燃燒非常穩(wěn)定，在小的焊接電流情況下（<10A）仍然穩(wěn)定燃燒，填充焊絲是通過電弧間接加熱，因而熱輸入容易調(diào)節(jié)。所以適用于薄板及全位置焊接，也是實(shí)現(xiàn)單面焊雙面成形的理想焊接方法；由于填充焊絲不通過焊接電流，不存在熔滴過渡問題，焊接過程沒中有飛濺，焊縫成形美觀；氬氣在焊接過程中僅僅只是單純的保護(hù)隔離作用，因此對工件表面狀態(tài)要求較高。焊件在焊前要進(jìn)行表面清洗，除銹、去銹、去灰塵等雜質(zhì)；鎢極承載電流的能力有限，過大的電流會(huì)引起鎢棒的熔化和蒸發(fā)，其微粒有可能進(jìn)入熔池而出現(xiàn)夾鎢，所以TIG焊的焊接電流會(huì)受到鎢棒限制，故焊接速度較小，生成效率較低；TIG焊采用的氬氣純度較高，通常要求達(dá)到99.8%以上，且氬弧焊機(jī)又較復(fù)雜，因此TIG焊的成本較高；氬弧受周圍氣流影響較大，不適宜在室外和有風(fēng)處進(jìn)行操作。TIG焊可用于幾乎所有金屬和合金的焊接，但由于其成本較高，通常用于鋁、鎂、鈦、銅等有色金屬以及不銹鋼、耐熱鋼等，由以上分析可知TIG焊是一種可以獲得較高力學(xué)性能且焊縫成形美觀，通常來焊接一些工件厚度較小的薄壁結(jié)構(gòu)零件，而材料大多是不銹鋼、耐熱鋼、高溫合金。對于鍋爐及壓力容器管道對接進(jìn)行多層焊時(shí)，為了保證第一道焊縫根部焊透以獲得高質(zhì)量的焊縫，打底焊通常采用TIG焊，對于石油化工、電站鍋爐、核電站以及航空航天部門所用的各類管道對接幾乎全都采用全位置氬弧焊方法，當(dāng)然氬弧焊也有很大的局限性，即只能在室內(nèi)施工，若在室外操作一定要采用必要的防風(fēng)措施。

由于鎢極氬弧焊可以獲得較高力學(xué)性能且焊接質(zhì)量穩(wěn)定焊縫成型較好，所以在許多行業(yè)都得到較廣泛的應(yīng)用，尤其是在鍋爐壓力容器行業(yè)中更是得到大力推廣和應(yīng)用，我公司生產(chǎn)的鍋爐受熱面管子對接焊全都采用TIG焊，并且高壓鍋爐對焊接接頭進(jìn)行100%X射線無損探傷。但是在TIG焊操作過程中由于采用焊接工藝不當(dāng)，加之焊工操作水平所限導(dǎo)致焊縫中出現(xiàn)氣孔缺陷的幾率較大，使探傷拍片合格率明顯下降，嚴(yán)重影響了焊縫的質(zhì)量，甚至有些操作者遇到氣孔進(jìn)行返修時(shí)束手無策，這些直接導(dǎo)致了生產(chǎn)成本的提高和生產(chǎn)效率的降低，以下主要根據(jù)在實(shí)際工作中總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)針對氣孔缺陷，分析氣孔的特點(diǎn)及產(chǎn)生的原因，闡述了防止出現(xiàn)氣孔的工藝措施，對提高TIG焊接質(zhì)量具有重要和實(shí)際意義。

1.氣孔的特點(diǎn)及危害

1.1 氣孔的特點(diǎn)

氣孔是焊接是熔池中的氣泡在凝固時(shí)未能逸出而殘留在焊縫金屬中所形成的空穴，是TIG焊中常見的也是主要的一種焊接缺陷。其形狀有球形、橢圓形、旋風(fēng)形、條蟲形等。在焊縫內(nèi)部的稱內(nèi)部氣孔，露在焊縫表面的稱外部氣孔。氣孔的大小不等有時(shí)是單個(gè)的，有時(shí)是密集在一起或是沿焊縫連續(xù)分布。

1.2 氣孔的危害

氣孔是體積性缺陷，對焊縫的性能影響很大其危害性主要是會(huì)降低焊縫的承載能力。這是因?yàn)闅饪渍紦?jù)了焊縫金屬一定的體積，使焊縫的有效工作截面面積減小，因而也就降低了焊縫的力學(xué)性能，使焊縫的塑性特別是彎曲和沖擊強(qiáng)度降低得更多。如果氣孔穿透焊縫表面，特別是穿透接觸介質(zhì)的焊縫表面，介質(zhì)存在于孔穴內(nèi)，當(dāng)介質(zhì)有腐蝕性時(shí)，將形成集中腐蝕，孔穴逐漸變深、變大，以致腐蝕穿孔而泄漏。從而破壞了焊縫的致密性，嚴(yán)重時(shí)會(huì)由此而引起整個(gè)金屬結(jié)構(gòu)的破壞。所以防止焊縫中產(chǎn)生氣孔，保證焊縫的焊接質(zhì)量，應(yīng)引起高度的重視。

2.氣孔的形成及影響因素

2.1 氣孔的形成

焊接過程中熔池的周圍充滿著成分復(fù)雜的各種氣體，這些氣體主要來自周圍的空氣，焊件上的雜質(zhì)如鐵銹、油漆、油脂受熱后所產(chǎn)生的氣體等。所有這些都不斷地與金屬熔池發(fā)生作用。一些氣體通過化學(xué)反應(yīng)或溶解等形式進(jìn)入熔池，使熔池的液體金屬吸收了相當(dāng)多的氣體。如果這些氣體排出較快，即使熔池結(jié)晶較快就不會(huì)形成氣孔。但是如果氣體的產(chǎn)生在熔池的結(jié)晶過程中，而結(jié)晶過程進(jìn)行較快時(shí)，氣體來不及排出熔池，就會(huì)殘留在焊縫中形成氣孔。

2.2 形成氣孔的影響因素

TIG焊縫中氣孔的生成往往是幾種氣體共同作用的結(jié)果，而起主要作用的氣體是H2和N2，以下進(jìn)行詳細(xì)的分析： 2.2.1 H2的影響

焊接區(qū)的H2來自于各個(gè)方面，某些組成物的結(jié)晶水和工件表面雜質(zhì)等都含有氫氣的成分，同時(shí)由于冶煉鋼總也含有，它們在電弧高溫作用下形成氣泡猛烈地向外排出，在焊縫冷卻過程中來不及浮出的H2便會(huì)形成氣孔。2.2.2 N2的影響

N2主要來自空氣，N2在基本金屬和焊絲中的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)不是很大，在鋼中和其他鐵合金中是以氧化物固溶體及其它形式存在。N2在鋼中的溶解度隨溫度下降而劇烈變化，析出的N2形成氣泡從熔池中排出，來不及排出的氣泡殘留在焊縫中形成氣孔。形成氣孔是在沒有足夠充分的保護(hù)條件下使電弧和焊接熔池中的金屬受到空氣的作用而造成的。3.防止氣孔產(chǎn)生的措施

盡管產(chǎn)生氣孔的原因是多方面的，但選用正確的焊接工藝，提高焊工的操作技能是防止氣孔產(chǎn)生的基本途徑。

3.1 工件和焊絲的焊前處理

TIG焊對油、銹、水特別敏感，極易產(chǎn)生氣孔，因此對母材的表面質(zhì)量要求較高。焊前必須經(jīng)過嚴(yán)格的清理，對待焊工件坡口內(nèi)外10-15mm范圍內(nèi)進(jìn)行清理打磨，去除表面的氧化膜。油脂和水分等雜質(zhì)，露出金屬光澤，同時(shí)對焊絲表面的油脂。鐵銹也要用砂紙進(jìn)行打磨直到露出金屬光澤。

3.2 氬氣的純度

氬氣是惰性氣體具有高溫下不分解和不與焊縫金屬發(fā)生氧化反應(yīng)的特性，氬弧焊時(shí)氬氣純度應(yīng)大于99.95%，另外當(dāng)氬氣瓶內(nèi)壓力小于2.0MPa時(shí)含水量增加應(yīng)停止使用氬氣的流量必須合適，可由下面的經(jīng)驗(yàn)公式確定：Q=K?D式中Q代表氬氣流量，D為噴嘴直徑，K為系數(shù)（0.8-1.2），所以氬氣流量一般為6-9L/min，還要保證氣路通暢，不得有堵漏現(xiàn)象發(fā)生。

3.3 噴嘴直徑

噴嘴直徑可由下面的經(jīng)驗(yàn)公式確定：

D=（2.5-3.2）d

式中D為噴嘴直徑，d為鎢極直徑由上面公式可得噴嘴直徑一般為6-12mm為宜。

3.4 鎢極伸出長度

鎢極伸出長度過大增大了噴嘴與工件之間的距離保護(hù)效果變差；伸出長度過小雖然保護(hù)效果好但會(huì)阻擋焊工視線，鎢極與焊絲易碰撞發(fā)生短路使焊接無法進(jìn)行。3.5 焊接速度

焊接速度是主要的焊接參數(shù)之一，速度過快會(huì)使保護(hù)氣體偏離鎢極和熔池是保護(hù)效果變差產(chǎn)生氣孔，并且也影響焊縫的成形，所以施焊時(shí)必須選擇合適的焊接速度。

3.6 提前送氣滯后關(guān)氣

引弧前3-4S送氬氣可驅(qū)趕管內(nèi)空氣使引弧處在氣體保護(hù)中防止鎢極與熔池發(fā)生氧化產(chǎn)生氣孔，滯后關(guān)氣可達(dá)到保護(hù)熔池緩冷的目的還可避免收弧處出現(xiàn)弧坑、裂紋、氣孔等缺陷，因此必須掌握正確的息弧方法。

3.7 操作技能

操作技能的熟練程度是防止氣孔的重要環(huán)節(jié)，每個(gè)焊工要有過硬的基本功。焊槍、焊絲、工件之間要保持正確的位置和相對角度動(dòng)作要協(xié)調(diào)。施焊時(shí)電弧要平穩(wěn)，電弧的高度要均勻一致，嚴(yán)禁忽高忽低，防止氣體瞬間進(jìn)入熔池產(chǎn)生氣孔，同時(shí)也要注意觀察熔池的變化，提高對氣孔的排出能力。全位置焊管子時(shí)，焊槍、焊絲和工件相互間須保持一定的距離，方向一般為由下向上焊接，即仰--立--平的順序，收弧時(shí)要避免出現(xiàn)弧坑和縮孔并保證焊縫不低于母材，可以采用焊縫增加法，即收弧時(shí)焊接速度減慢，焊炬向后傾角增大，焊絲送進(jìn)量增加當(dāng)熔池溫度過高時(shí)，可以熄弧再引弧直至填滿弧坑。

綜合以上分析可得出以下結(jié)論：TIG具有優(yōu)異的特性和廣闊的應(yīng)用前景，通過長時(shí)間生產(chǎn)實(shí)踐證明采用上述工藝措施可有效的控制氣孔的產(chǎn)生，大幅度的提高一次探傷合格率和焊接接頭的質(zhì)量。

第三篇：硅鋼片與不銹鋼焊接過程中焊接氣孔產(chǎn)生的因及解決措施

硅鋼片與不銹鋼焊接過程中焊接氣孔產(chǎn)生的因及解決措施

摘 要：分析硅鋼片與不銹鋼焊接過程中焊接氣孔產(chǎn)生的原因，并研究解決方案。結(jié)果表明：硅鋼片與不銹鋼焊接過程中焊接氣孔產(chǎn)生的主要原因是硅鋼片涂層中的有機(jī)物分解產(chǎn)生氣孔。采用鎢極氬弧焊可有效減少焊接過程中氣孔產(chǎn)生的傾向。

關(guān)鍵詞：硅鋼片； 不銹鋼； 焊條電弧焊； 鎢極氬弧焊； 氣孔； 有機(jī)涂層

硅鋼片是一種含碳極低的硅鐵軟磁合金，一般含硅量為0.5～4.5%。最近在公司一個(gè)供電電抗器鐵心的工藝制造中，要求對硅鋼片與奧氏體不銹鋼進(jìn)行焊接，在驗(yàn)證中發(fā)現(xiàn)硅鋼片與不銹鋼在焊接過程中易產(chǎn)生焊接氣孔缺陷。軌道牽引產(chǎn)品是公司主營產(chǎn)品，硅鋼片為最常用的基本材料，所以研究硅鋼片與不銹鋼焊接過程中焊接氣孔產(chǎn)生的原因及解決方法，對保證公司產(chǎn)品質(zhì)量和設(shè)計(jì)產(chǎn)品工藝有十分重要的意義。試驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

硅鋼片選擇的是武鋼35WW360的硅鋼片，不銹鋼材料選擇的是1Cr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼。試件規(guī)格見表1。焊接過程中采用的是φ3.2的A312不銹鋼焊條，A312是鈦鈣型藥皮的不銹鋼焊條。母材與焊條的化學(xué)成分見表2[1]。

1.2 試驗(yàn)方法

硅鋼片與不銹鋼焊接試驗(yàn)采用手工電弧焊焊接方法，接頭形式為角接接頭。焊接前對硅鋼片與不銹鋼焊接試板待焊處20mm表面清理干凈，進(jìn)行機(jī)械打磨去除鐵銹、氧化皮等雜質(zhì)。并用酒精進(jìn)行擦洗，去除表面的有機(jī)雜質(zhì)。焊條按照焊接工藝規(guī)范進(jìn)行烘干。焊接過程中適當(dāng)擺條利于熔池中氣體的溢出。硅鋼片與不銹鋼焊接氣孔產(chǎn)生原因及解決方法

2.1 硅鋼片與不銹鋼焊接過程中焊接氣孔產(chǎn)生原因

焊接后發(fā)現(xiàn)焊縫表面存在焊接氣孔缺陷，且多組試件均存在。

2.1.1 潤滑劑的原因

跟蹤硅鋼片加工時(shí)發(fā)現(xiàn)在剪沖時(shí)有少量潤滑劑殘留在硅鋼片的表面，初步分析這些殘余物在焊接時(shí)受到加熱的作用外滲有產(chǎn)生焊接氣孔的傾向。

2.1.2 硅鋼片涂層的原因

為滿足硅鋼片的耐蝕、絕緣等性能，硅鋼片的表面附有涂層，主要包括無機(jī)涂層、半無機(jī)涂層和有機(jī)涂層三大類，其中無機(jī)涂層具有最好的焊接性。公司產(chǎn)品供電電抗器鐵心所用硅鋼片是半無機(jī)涂層。這種半無機(jī)涂層的硅鋼片具有良好的剪沖加工性和防腐性。但是在焊接過程中樹脂的揮發(fā)可產(chǎn)生過多的氣孔 [2]。

所以硅鋼片表面涂層中的樹脂焊接時(shí)分解是硅鋼片與不銹鋼焊接過程中焊接氣孔產(chǎn)生的主要原因。

2.2 硅鋼片與不銹鋼焊接過程中焊接氣孔的解決方法

鎢極氬弧焊中鎢電極與母材間產(chǎn)生的電弧在惰性氣氛中極為穩(wěn)定，氬氣同樣起到保護(hù)熔池的作用。焊接速度低，熔池存在的時(shí)間長，配合適當(dāng)擺條可使產(chǎn)生的氣體有效溢出。所以選用鎢極氬弧焊進(jìn)行焊接，焊絲為ER-309L。下圖為鎢極氬弧焊焊接硅鋼片與不銹鋼焊縫表面。結(jié)果表明采用鎢極氬弧焊可解決硅鋼片與不銹鋼焊接過程中產(chǎn)生焊接氣孔問題。結(jié)論

（1）硅鋼片涂層中有機(jī)物焊接時(shí)產(chǎn)生大量氣體來不及溢出是硅鋼片與不銹鋼焊接過程中焊接氣孔產(chǎn)生的主要原因。硅鋼片剪沖后殘留在表面的少量有機(jī)潤滑劑也有產(chǎn)生焊接氣孔的傾向，建議剪沖后、疊片前清理干凈，并進(jìn)行焊前預(yù)熱。

（2）選用鎢極氬弧焊焊接硅鋼片與不銹鋼可解決焊接氣孔的問題，小批量生產(chǎn)時(shí)可采用。

參考文獻(xiàn)：

[1]丁啟湛，丁成鋼.不銹鋼的焊接[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.[2]冷軋硅鋼片涂層絕緣性，http：//wenku.baidu.com/view/86a26a47a8956bec0975e364.html

[3]李亞江.焊接缺陷分析與對策[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011.作者簡介：陳方遒（1971―），男，湖南長沙人，本科，助理工程師，研究方向：變壓器制造工藝。

第四篇：CO2氣孔防止措施

淺談CO2氣孔防治措施

產(chǎn)生氣孔的原因 1 電流和電壓的影響

焊接電壓主要決定于送絲速度，焊接電流的大小還與電流極性、焊絲的干伸長、焊絲直徑等因素相關(guān)。電弧電壓（主要取決于電弧長度）則與焊接電流，即合適的熔滴過渡型式有關(guān)。熔滴過渡的穩(wěn)定性決定了焊接過程中的平穩(wěn)和飛濺的大小。對于細(xì)絲CO2焊接，電弧電壓和焊接電流的匹配關(guān)系如下圖所示。

圖示： 電弧電壓與電流對應(yīng)關(guān)系 焊接速度的影響

焊接速度過大時(shí)，會(huì)引起焊縫兩邊咬邊，而速度過小時(shí)會(huì)導(dǎo)致燒穿等缺陷。在不影響焊縫成形的前提下，適當(dāng)選取慢速將使焊接熱輸入值提高，有利于減小氣孔的產(chǎn)生。3 氣體流量的影響

流量過大，容易產(chǎn)生紊流，惡化氣體保護(hù)效果；流量過小，CO2氣體未能充分保護(hù)熔池，使焊縫中產(chǎn)生氣孔的傾向加大，尤其是N2孔。一般說來CO2氣體流量為15～25L/min。4 外界氣流的影響

CO2氣保焊時(shí)，由于氣體保護(hù)層是柔性的，容易受外界氣流的影響而產(chǎn)生氣孔。因此，當(dāng)焊接場地風(fēng)速超過2m/s時(shí)，應(yīng)設(shè)置必要的防風(fēng)措施，嚴(yán)禁出現(xiàn)穿堂風(fēng)。5 焊絲干伸長的影響

伸長太大，電弧不穩(wěn)，難以操作，同時(shí)飛濺也較大，可能破壞保護(hù)氣而產(chǎn)生氣孔。但伸長過小時(shí)，電流增加，弧長變短，飛濺物會(huì)大量粘在噴嘴內(nèi)壁，影響CO2氣體的保護(hù)效果，導(dǎo)致氣孔的產(chǎn)生。因此，焊絲伸出長度以10～12倍焊絲直徑為宜，一般在10～20mm范圍內(nèi)。焊絲種類的影響

影響焊縫產(chǎn)生氣孔的因素有兩個(gè)方面，一方面是焊絲本身所含的化學(xué)成分的影響，焊絲含碳量較高，在焊接過程中會(huì)因劇烈的氧化還原作用而產(chǎn)生較大的飛濺，并產(chǎn)生氣孔。因此，一般要求焊絲含碳量不超過0.11%；另一方面，焊絲成分應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)并含足夠的脫氧元素Si和Mn，因Si和Mn元素與O2的結(jié)合能力比Fe大，可以有效抑制CO2對Fe的氧化作用，防止CO氣孔的產(chǎn)生，目前國內(nèi)的CO2焊絲大都采用鍍銅作為保護(hù)層，并以化學(xué)鍍?yōu)橹鳎瘜W(xué)鍍層結(jié)合強(qiáng)度低，鍍銅層不均勻，易掉銅屑，并且鍍銅容易生銹，所以，在使用前應(yīng)檢查焊絲的表面質(zhì)量，以減少產(chǎn)生氣孔的來源[3]。7 其他影響 CO2氣體純度小于99%，飛濺物將噴嘴堵塞，母材和坡口附近打磨不干凈，電弧過長或偏吹等。

預(yù)防和減少氣孔產(chǎn)生的對策

1根據(jù)材料特點(diǎn)、板厚及坡口型式選擇合適的焊接工藝參數(shù)，保持焊接過程的穩(wěn)定性，減少氣孔的產(chǎn)生。

2選用與母材合適的焊絲、焊劑及保護(hù)氣體，焊前清理坡口及兩側(cè)20～30mm范圍內(nèi)的油污、鐵銹及氧化物等雜物，保證氣路及送絲結(jié)構(gòu)暢通。

3根據(jù)實(shí)際情況，焊前對工件進(jìn)行預(yù)熱，選用合適的焊接速度，在焊接終了和焊接中途停頓時(shí)，應(yīng)慢慢撤離焊接熔池，使熔池緩慢冷卻，從而使氣體充分從熔池中逸出，減少氣孔的產(chǎn)生。

4盡量采用短弧焊接規(guī)范，填加焊絲要均勻，操作時(shí)應(yīng)適當(dāng)擺動(dòng)，同時(shí)防止有害氣體入侵。結(jié)束語

綜上所述，CO2氣保焊中產(chǎn)生氣孔的原因是多方面的。為了減少焊接過程中氣孔的產(chǎn)生，除了嚴(yán)格遵照焊接工藝規(guī)程，提高操作技能水平等之外，在施焊現(xiàn)場還應(yīng)該多注意觀察和思考，積極分析氣孔產(chǎn)生的原因，采取有效的工藝措施，才能獲得滿意的焊接接頭，達(dá)到控制焊接質(zhì)量的目的。

針對HS-MAG焊接氣孔問題提供幾個(gè)防范要點(diǎn)： 1，底板及縱骨的漆膜厚度；

2，環(huán)境濕度，鋼材表面殘余水分、水汽---加熱至60度 3，導(dǎo)電嘴的偏心，焊絲伸出長度； 4，焊接速度的過快； 5，極間距離，焊槍角度；

6，CO2氣體的純度-----每天上班焊接前盡量空放2分鐘。

楊志鵬

2013-6-10

第五篇：焊接缺陷的產(chǎn)生及防止措施

焊接缺陷的產(chǎn)生及防止措施

焊接是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中最重要的加工工藝之一，已廣泛應(yīng)用于制造和修理。焊接作為一種降低成本、提高生產(chǎn)效率的有效新方法，用它不僅可以得到優(yōu)質(zhì)、可靠的工件，而且可以創(chuàng)造出原則上完全新穎的產(chǎn)品。如航空航天和核動(dòng)力裝置，微電子以及超精器件，如果沒有焊接技術(shù)，很難想象將會(huì)遇到多少困難，甚至無法制造出這些高端產(chǎn)品。因此完全可以說，沒有焊接就沒有今天這樣的現(xiàn)代工業(yè)，焊接為建立社會(huì)主義強(qiáng)國起到了決定性的作用。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，在焊接結(jié)構(gòu)方面都趨向大型化，大容量和高參數(shù)的方向發(fā)展。有的還在低溫、深冷、腐蝕介質(zhì)等惡劣環(huán)境下工作。因此各種低合金高強(qiáng)鋼，中、高合金鋼，超高強(qiáng)鋼，以及各種合金材料應(yīng)用日益廣泛。但是隨著這些鋼種和合金材料的應(yīng)用，在焊接生產(chǎn)上帶來了許多新的問題，其中較為普遍而又十分嚴(yán)重的就是焊接缺陷。焊接缺陷不僅給生產(chǎn)帶來了許多困難，而且可能帶來災(zāi)難性的事故。據(jù)統(tǒng)計(jì)好多鋼結(jié)構(gòu)事故中，絕大多數(shù)是由焊接缺陷而引起的。其中最主要的是焊接裂紋，焊接裂紋又是最危險(xiǎn)的脆性破壞。問題危害甚大，已成為世界各國所關(guān)注的課題，常見問題焊接缺陷種類很多，按其位置不同，可分為外部缺陷和內(nèi)部缺陷。常見缺陷有氣孔、夾渣、焊接裂紋、未焊透、未熔合、焊縫外形尺寸和形狀不符合要求、咬邊、焊瘤、弧坑等。本論文將詳細(xì)的闡述焊接缺陷的產(chǎn)生及防止措施。

一、氣孔

氣孔是指在焊接時(shí)，熔池中的氣泡在凝固時(shí)未能逸出而形成的空穴。

● 產(chǎn)生氣孔的原因

坡口邊緣不清潔，有水份、油污和銹跡；焊條或焊劑未按規(guī)定進(jìn)行焙烘，焊芯銹蝕或藥皮變質(zhì)、剝落等。此外，低氫型焊條焊接時(shí)，電弧過長，焊接速度過快；埋弧自動(dòng)焊電壓過高等，都易在焊接過程中產(chǎn)生氣孔。由于氣孔的存在，使焊縫的有效截面減小，過大的氣孔會(huì)降低焊縫的強(qiáng)度，破壞焊縫金屬的致密性。

● 防止產(chǎn)生氣孔的措施

選擇合適的焊接電流和焊接速度，認(rèn)真清理坡口邊緣水份、油污和銹跡。嚴(yán)格按規(guī)定保管、清理和焙烘焊接材料。不使用變質(zhì)焊條，發(fā)現(xiàn)焊條藥皮變質(zhì)、剝落或焊芯銹蝕時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制使用范圍。埋弧焊時(shí)，應(yīng)選用合適的焊接工藝參數(shù)，特別是薄板自動(dòng)焊，焊接速度應(yīng)盡可能小些。

二、夾渣

夾渣就是殘留在焊縫中的熔渣。夾渣也會(huì)降低焊縫的強(qiáng)度和致密性。

●產(chǎn)生夾渣的原因

主要是焊縫邊緣有氧化皮或碳弧氣刨殘留的熔渣；坡口角度或焊接電流太小，或焊接速度過快。在使用酸性焊條時(shí)，由于電流太小或運(yùn)條不當(dāng)形成“糊渣”；使用堿性焊條時(shí)，由于電弧過長或極性不正確也會(huì)造成夾渣。進(jìn)行埋弧焊封底時(shí)，焊絲偏離焊縫中心，也易形成夾渣。

●防止產(chǎn)生夾渣的措施

正確選取坡口尺寸，認(rèn)真清理坡口邊緣，選用合適的焊接電流和焊接速度，運(yùn)條擺動(dòng)要適當(dāng)。多層焊時(shí)，應(yīng)仔細(xì)觀察坡口兩側(cè)熔化情況，每一焊層都要認(rèn)真清理焊渣。打底焊渣應(yīng)徹底清除，埋弧焊要注意防止焊偏。

三、咬邊

焊縫邊緣留下的凹陷，稱為咬邊。

●產(chǎn)生咬邊的原因

由于焊接電流過大、運(yùn)條速度快、電弧拉得太長或焊條角度不當(dāng)?shù)取Ｂ窕『傅暮附铀俣冗^快或焊機(jī)軌道不平等原因，都會(huì)造成焊件被熔化去一定深度，而填充金屬又未能及時(shí)填滿而造成咬邊。咬邊減小了母材接頭的工作截面，從而在咬邊處造成應(yīng)力集中，故在重要的結(jié)構(gòu)或受動(dòng)載荷結(jié)構(gòu)中，都有特定的要求，超出要求范圍，都是不允許的。

●防止產(chǎn)生咬邊的措施

選擇合適的焊接電流和運(yùn)條手法，隨時(shí)注意控制焊條角度和電弧長度；埋弧焊工藝參數(shù)要合適，特別要注意焊接速度不宜過高，焊機(jī)軌道要平整。

四、未焊透、未熔合

焊接時(shí)，接頭根部未完全熔透的現(xiàn)象，稱為未焊透；在焊件與焊縫金屬或焊縫層間有局部未熔透現(xiàn)象，稱為未熔合。未焊透或未熔合是一種比較嚴(yán)重的缺陷，由于未焊透或未熔合，焊縫會(huì)出現(xiàn)間斷或突變，焊縫強(qiáng)度大大降低，甚至引起裂紋。因此，在重要的結(jié)構(gòu)部分均不允許存在未焊透、未熔合的情況。

●產(chǎn)生未焊透和未熔合的原因

焊件裝配間隙或坡口角度太小、鈍邊太厚、焊條直徑太大、電流過小、速度太快及電弧過長等。焊件坡口表面氧化膜、油污等沒有清除干凈，或在焊接時(shí)該處流入熔渣妨礙了金屬之間的熔合或運(yùn)條手法不當(dāng)，電弧偏在坡口一邊等原因，都會(huì)造成邊緣不熔合。

●防止產(chǎn)生未焊透或未熔合的措施

正確選取坡口尺寸，合理選用焊接電流和速度，坡口表面氧化皮和油污要清除干凈；打底焊清根要徹底，運(yùn)條擺動(dòng)要適當(dāng)，密切注意坡口兩側(cè)的熔合情況。

五、焊接裂紋

焊接裂紋是一種非常嚴(yán)重的缺陷。結(jié)構(gòu)的破壞多從裂紋處開始，在焊接過程中要采取一切必要的措施防止出現(xiàn)裂紋，在焊接后要采用各種方法檢查有無裂紋。一經(jīng)發(fā)現(xiàn)裂紋，應(yīng)徹底清除，然后給予修補(bǔ)。焊接裂紋有熱裂紋、冷裂紋。焊縫金屬由液態(tài)到固態(tài)的結(jié)晶過程中產(chǎn)生的裂紋稱為熱裂紋，其特征是焊后立即可見，且多發(fā)生在焊縫中心，沿焊縫長度方向分布。熱裂紋的裂口多數(shù)貫穿表面，呈現(xiàn)氧化色彩，裂紋末端略呈圓形。

●產(chǎn)生熱裂紋的原因

焊接熔池中存有低熔點(diǎn)雜質(zhì)(如FeS等)。由于這些雜質(zhì)熔點(diǎn)低，結(jié)晶凝固最晚，凝固后的塑性和強(qiáng)度又極低。因此，在外界結(jié)構(gòu)拘束應(yīng)力足夠大和焊縫金屬的凝固收縮作用下，熔池中這些低熔點(diǎn)雜質(zhì)在凝固過程中被拉開，或在凝固后不久被拉開，造成晶間開裂。焊件及焊條內(nèi)含硫、銅等雜質(zhì)多時(shí)，也易產(chǎn)生熱裂紋。

●防止產(chǎn)生熱裂紋的措施

1)要嚴(yán)格控制焊接工藝參數(shù)，減慢冷卻速度，適當(dāng)提高焊縫形狀系數(shù)，盡可能采用小電流多層多道焊，以避免焊縫中心產(chǎn)生裂紋；

2)認(rèn)真執(zhí)行工藝規(guī)程，選取合理的焊接程序，以減小焊接應(yīng)力。焊縫金屬在冷卻過程或冷卻以后，在母材或母材與焊縫交界的熔合線上產(chǎn)生的裂紋稱為冷裂紋。這類裂紋有可能在焊后立即出現(xiàn)，也有可能在焊后幾小時(shí)、幾天甚至更長時(shí)間才出現(xiàn)。

● 產(chǎn)生冷裂紋的原因

1)在焊接熱循環(huán)的作用下，熱影響區(qū)生成了淬硬組織；

2)焊縫中存在有過量的擴(kuò)散氫，且具有濃集的條件；

3)接頭承受有較大的拘束應(yīng)力。

● 防止產(chǎn)生冷裂紋的措施

1)選用低氫型焊條，減少焊縫中擴(kuò)散氫的含量；

2)嚴(yán)格遵守焊接材料(焊條、焊劑)的保管、烘焙、使用制度，謹(jǐn)防受潮；

3)仔細(xì)清理坡口邊緣的油污、水份和銹跡，減少氫的來源；

4)根據(jù)材料等級(jí)、碳當(dāng)量、構(gòu)件厚度、施焊環(huán)境等，選擇合理的焊接工藝參數(shù)和線能量，如焊前預(yù)熱、焊后緩冷，采取多層多道焊接，控制一定的層間溫度等；

5)緊急后熱處理，以去氫、消除內(nèi)應(yīng)力和淬硬組織回火，改善接頭韌性；

6)采用合理的施焊程序，采用分段退焊法等，以減少焊接應(yīng)力。

六、其他缺陷

焊接中還常見到一些焊瘤、弧坑及焊縫外形尺寸和形狀上的缺陷。

● 產(chǎn)生焊瘤的原因

運(yùn)條不均，造成熔池溫度過高，液態(tài)金屬凝固緩慢下墜，因而在焊縫表面形成金屬瘤。立、仰焊時(shí)，采用過大的焊接電流和弧長，也有可能出現(xiàn)焊瘤。焊縫表面存在焊瘤影響美觀，并易造成表面夾渣。

●防止產(chǎn)生焊瘤的措施

嚴(yán)格控制熔池溫度，立、仰焊時(shí)，焊接電流應(yīng)比平焊小10-15%，使用堿性焊條時(shí)，應(yīng)采用短弧焊接，保持均勻運(yùn)條。

●產(chǎn)生弧坑的原因

熄弧時(shí)間過短，或焊接突然中斷，或焊接薄板時(shí)電流過大等，弧坑常伴有裂紋和氣孔，嚴(yán)重削弱焊接強(qiáng)度。

● 防止產(chǎn)生弧坑的措施

手工焊收弧時(shí)，焊條應(yīng)作短時(shí)間停留或作幾次環(huán)形運(yùn)條。

七、如何修補(bǔ)缺陷

有些缺陷的存在對結(jié)構(gòu)的安全是非常危險(xiǎn)的，因此一旦發(fā)現(xiàn)缺陷要及時(shí)進(jìn)行修正。對于氣孔的修正，特別是對于內(nèi)部氣孔，確認(rèn)部位后，應(yīng)用氣動(dòng)砂輪機(jī)或碳弧氣刨清除全部氣孔缺陷，并使其形成相應(yīng)坡口，然后再進(jìn)行補(bǔ)焊；對于夾渣、未焊透、未熔合的缺陷，也是要先用同樣的方法清除缺陷，然后按規(guī)定進(jìn)行補(bǔ)焊。對于裂紋，應(yīng)先仔細(xì)檢查裂紋的始、末端和裂紋的深度，然后再清除缺陷。用氣動(dòng)砂輪機(jī)消除裂紋缺陷時(shí)，應(yīng)先在裂紋兩端鉆止裂孔，防止裂紋延長。鉆孔時(shí)采用8～12mm鉆頭，深度應(yīng)大于裂紋深度2～3mm。用碳弧氣刨消除裂紋時(shí)，應(yīng)先刨裂紋兩端，以防裂紋延長，直至裂紋消除，然后進(jìn)行整段裂紋的刨除。無論采用何種方法消除裂紋缺陷，都應(yīng)使其形成相應(yīng)的坡口，按規(guī)定進(jìn)行補(bǔ)焊。

八、對焊縫缺陷進(jìn)行修補(bǔ)時(shí)應(yīng)注意

1)缺陷補(bǔ)焊時(shí)，宜采用小電流、不擺動(dòng)、多層多道焊，禁止用過大的電流補(bǔ)焊；

2)對剛性大的結(jié)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)焊時(shí)，可以邊焊接邊對焊縫進(jìn)行錘擊，以釋放應(yīng)力，但是第一層和最后一層不可以，因?yàn)榈谝粚雍笇颖∪菀组_裂，最后一層影響外觀。

3）每層焊道的起弧和收弧應(yīng)盡量錯(cuò)開，不要在同一位置；

4)對要求預(yù)熱的材質(zhì)，對工作環(huán)境氣溫低于0℃時(shí)，應(yīng)采取相應(yīng)的預(yù)熱措施；

5)對要求進(jìn)行熱處理的焊件，應(yīng)在熱處理前進(jìn)行缺陷修正；

6)對D級(jí)、E級(jí)鋼和高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼焊縫缺陷，用手工電弧焊補(bǔ)焊時(shí)，應(yīng)采用控制線能量施焊法。每一缺陷應(yīng)一次補(bǔ)焊完成，不允許中途停頓。預(yù)熱溫度和層間溫度，均應(yīng)保持在60℃以上。

7)消除與補(bǔ)焊焊縫缺陷，不允許在帶壓和背水情況下進(jìn)行；

8)修補(bǔ)過的焊縫，應(yīng)按原焊縫的探傷要求重新檢查，若再次發(fā)現(xiàn)超過允許限值的缺陷，應(yīng)重新補(bǔ)焊，直至合格。補(bǔ)焊次數(shù)不得超過規(guī)定的返修次數(shù)。