第一篇：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，會引起焊縫兩邊咬邊，而速度過小時會導(dǎo)致燒穿等缺陷。在不影響焊縫成形的前提下，適當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，惡化氣體保護效果；流量過小，CO2氣體未能充分保護熔池，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，由于氣體保護層是柔性的，容易受外界氣流的影響而產(chǎn)生氣孔。因此，當焊接場地風速超過2m/s時，應(yīng)設(shè)置必要的防風措施，嚴禁出現(xiàn)穿堂風。5 焊絲干伸長的影響

伸長太大，電弧不穩(wěn)，難以操作，同時飛濺也較大，可能破壞保護氣而產(chǎn)生氣孔。但伸長過小時，電流增加，弧長變短，飛濺物會大量粘在噴嘴內(nèi)壁，影響CO2氣體的保護效果，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)標準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層，并以化學(xué)鍍?yōu)橹鳎瘜W(xué)鍍層結(jié)合強度低，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、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)實際情況，焊前對工件進行預(yù)熱，選用合適的焊接速度，在焊接終了和焊接中途停頓時，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，操作時應(yīng)適當擺動，同時防止有害氣體入侵。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防范要點： 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

第二篇：TIG焊氣孔產(chǎn)生因素及防止措施

摘要：詳細介紹了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)實踐檢驗是可行的獲得了滿意的焊縫質(zhì)量，有較高的應(yīng)用價值。

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焊也稱作GTAW。這種焊接方法從其名稱上可知：它具有兩個顯著的特點：

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介質(zhì)

它是在惰性氣體的保護下，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。焊接時保護氣體連續(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：惰性氣體有極好的保護作用，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、高熔點的黑色金屬都能進行焊接，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，過大的電流會引起鎢棒的熔化和蒸發(fā)，其微粒有可能進入熔池而出現(xiàn)夾鎢，所以TIG焊的焊接電流會受到鎢棒限制，故焊接速度較小，生成效率較低；TIG焊采用的氬氣純度較高，通常要求達到99.8%以上，且氬弧焊機又較復(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處進行操作。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行多層焊時，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，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，嚴重影響了焊縫的質(zhì)量，甚至有些操作者遇到氣孔進行返修時束手無策，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)在實際工作中總結(jié)的經(jīng)驗針對氣孔缺陷，分析氣孔的特點及產(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)量具有重要和實際意義。

1.氣孔的特點及危害

1.1 氣孔的特點

氣孔是焊接是熔池中的氣泡在凝固時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是單個的，有時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降低焊縫的承載能力。這是因為氣孔占據(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)，當介質(zhì)有腐蝕性時，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，嚴重時會由此而引起整個金屬結(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)或溶解等形式進入熔池，使熔池的液體金屬吸收了相當多的氣體。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)晶過程進行較快時，氣體來不及排出熔池，就會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，以下進行詳細的分析： 2.2.1 H2的影響

焊接區(qū)的H2來自于各個方面，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)量百分數(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)過嚴格的清理，對待焊工件坡口內(nèi)外10-15mm范圍內(nèi)進行清理打磨，去除表面的氧化膜。油脂和水分等雜質(zhì)，露出金屬光澤，同時對焊絲表面的油脂。鐵銹也要用砂紙進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，氬弧焊時氬氣純度應(yīng)大于99.95%，另外當氬氣瓶內(nèi)壓力小于2.0MPa時含水量增加應(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效果變差；伸出長度過小雖然保護效果好但會阻擋焊工視線，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，速度過快會使保護氣體偏離鎢極和熔池是保護效果變差產(chǎn)生氣孔，并且也影響焊縫的成形，所以施焊時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)氣可達到保護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作要協(xié)調(diào)。施焊時電弧要平穩(wěn)，電弧的高度要均勻一致，嚴禁忽高忽低，防止氣體瞬間進入熔池產(chǎn)生氣孔，同時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，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，即收弧時焊接速度減慢，焊炬向后傾角增大，焊絲送進量增加當熔池溫度過高時，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，通過長時間生產(chǎn)實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：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焊）的焊接方法，保護氣體為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、一氧化碳氣孔

一氧化碳氣孔主要是在焊接過程中，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，該反應(yīng)進行比較劇烈，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，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（個別情況下也會出現(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。油污為碳氫化合物，鐵銹中含有結(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)是水分和氮氣，氮氣含量一般較少，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，嚴重時就會出現(xiàn)氣孔，所以控制CO2氣體的純度相當重要，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。因為這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，防止流量計凍結(jié)阻塞，還可以進一步減少CO2氣體中的水分。④當氣體壓力顯示氣體不足時，要及時更換氣體。瓶內(nèi)氣體降到0.98MPa時，不能再繼續(xù)使用。因為當壓力降到0.98MPa時，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、氮氣孔

氮氣孔的來源主要是由于空氣侵入焊縫區(qū)，保護氣層遭到破壞造成的。氮氣孔也分布在焊縫表面，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。但在正常的焊接時焊縫中很少出現(xiàn)氮氣孔，只有電弧較長保護效果不好時才會產(chǎn)生氮氣孔。

造成保護氣層失效的因素有：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（包括吸塵設(shè)備）等。

因此，適當增加保護氣體的流量，保證氣路暢通和氣層穩(wěn)定、可靠，是防止焊縫中氮氣孔的關(guān)鍵。但是，氣體流量并不是越大越好。氣體流量過大，則會使氣體從噴嘴流出形成渦流，將周圍空氣卷入，破壞保護效果，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，適用氣體流量為10-15L/min；焊接電流大于200A時，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

第四篇：TIG焊中產(chǎn)生氣孔的因素及其防止措施

TIG焊中產(chǎn)生氣孔的因素及其防止措施

摘要：詳細介紹了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)實踐檢驗是可行的獲得了滿意的焊縫質(zhì)量，有較高的應(yīng)用價值。

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焊的一種，TIG焊是英文字母Tungsten Inert-Gas Welding 的簡稱，它的中文名稱應(yīng)該是鎢極惰性氣體保護焊也稱作GTAW焊。

這種焊接方法從其名稱上可知：它具有兩個顯著的特點：

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介質(zhì)

它是在惰性氣體的保護下，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。焊接時保護氣體連續(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：惰性氣體有極好的保護作用，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、高熔點的黑色金屬都能進行焊接，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，過大的電流會引起鎢棒的熔化和蒸發(fā)，其微粒有可能進入熔池而出現(xiàn)夾鎢，所以TIG焊的焊接電流會受到鎢棒限制，故焊接速度較小，生成效率較低；TIG焊采用的氬氣純度較高，通常要求達到99.8%以上，且氬弧焊機又較復(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處進行操作。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行多層焊時，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，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，嚴重影響了焊縫的質(zhì)量，甚至有些操作者遇到氣孔進行返修時束手無策，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)在實際工作中總結(jié)的經(jīng)驗針對氣孔缺陷，分析氣孔的特點及產(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)量具有重要和實際意義。氣孔的特點及危害

1.1 氣孔的特點

氣孔是焊接是熔池中的氣泡在凝固時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是單個的，有時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降低焊縫的承載能力。這是因為氣孔占據(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)，當介質(zhì)有腐蝕性時，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，嚴重時會由此而引起整個金屬結(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)或溶解等形式進入熔池，使熔池的液體金屬吸收了相當多的氣體。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)晶過程進行較快時，氣體來不及排出熔池，就會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，以下進行詳細的分析：

2.2.1 H2的影響

焊接區(qū)的H2來自于各個方面，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)量百分數(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。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)過嚴格的清理，對待焊工件坡口內(nèi)外10-15mm范圍內(nèi)進行清理打磨，去除表面的氧化膜。油脂和水分等雜質(zhì)，露出金屬光澤，同時對焊絲表面的油脂。鐵銹也要用砂紙進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，氬弧焊時氬氣純度應(yīng)大于99.95%，另外當氬氣瓶內(nèi)壓力小于2.0MPa時含水量增加應(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效果變差；伸出長度過小雖然保護效果好但會阻擋焊工視線，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，速度過快會使保護氣體偏離鎢極和熔池是保護效果變差產(chǎn)生氣孔，并且也影響焊縫的成形，所以施焊時必須選擇合適的焊接速度。

3.6 提前送絲滯后關(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)氣可達到保護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作要協(xié)調(diào)。施焊時電弧要平穩(wěn)，電弧的高度要均勻一致，嚴禁忽高忽低，防止氣體瞬間進入熔池產(chǎn)生氣孔，同時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，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，即收弧時焊接速度減慢，焊炬向后傾角增大，焊絲送進量增加當熔池溫度過高時，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，通過長時間生產(chǎn)實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。

氣孔是常見的焊接缺陷之一。它能強烈地降低焊縫的致密性。對金屬力學(xué)性能也有一定的影響。一般來說，氣孔可使焊縫的塑性降低40%~50%，對動載下工作的結(jié)構(gòu)還要嚴重一些。氣孔對強度影響不大，但過多的氣孔會因焊縫工作截面削弱太多，強度還是要下降的。

有的氣孔在焊縫表面就可發(fā)現(xiàn)，叫穿透性氣孔，因為和空氣發(fā)生了接觸，孔洞表面呈氧化顏色。外部氣孔可以是密集的，也可以是點狀分布的。有的氣孔則隱藏在焊縫內(nèi)部，必須用透視方法才能發(fā)現(xiàn)。從焊縫斷面看多沿柱狀晶界上分布而呈條蟲狀，有時在焊縫根部及中部也能看到個別的點狀或橢圓形小氣孔。內(nèi)部氣孔因未與空氣接觸，故氣孔光亮。氣孔能否形成和是否外露，取決于氣泡浮出的速度與熔池結(jié)晶速度的對比關(guān)系。結(jié)晶速度快，或氣泡小而浮出速度慢，則形成內(nèi)氣孔。應(yīng)該采取措施加以避免：（1）消除各種氣體的來源。去除氧化膜或鐵銹，按規(guī)定烘干焊條、焊劑并合理保存，去除保護氣體中的氧、氫、氮。（2）加強保護。焊條藥皮不要脫落，保護氣體給送不能中斷，電弧不得任意拉長，裝配間隙不能過大，用低氫型電焊條要用短弧、直流反接。

第五篇：CO2氣體保護焊氣孔產(chǎn)生原因及防止措施

CO2氣體保護焊氣孔產(chǎn)生原因及防止措施

山東聚力焊接材料有限公司

程付朋

［摘要］ 本文主要介紹了CO2氣體保護焊氣孔缺陷產(chǎn)生的原因和防止CO氣孔、H2氣孔和N2氣孔缺陷應(yīng)采取的具體措施。

［關(guān)鍵詞］ CO2氣保焊；氣孔缺陷；防止措施

CO2氣體保護焊的主要特點是，電弧的穿透力強、熔敷速度快、適應(yīng)各種位置和不同板厚的焊接、抗銹能力強。

CO2電弧焊主要用于焊接低碳鋼及低合金鋼等黑色金屬。對于不銹鋼，由于焊縫有增碳現(xiàn)象，因此只能用于對焊縫質(zhì)量要求不高的不銹鋼焊件。目前CO2電弧焊已在我國機車車輛、汽車、造船、石油化工、工程機械、農(nóng)業(yè)機械等工業(yè)部門中獲得日益廣泛的應(yīng)用。

由于CO2氣體的物理化學(xué)性質(zhì)，給焊接帶來一些問題，例如：合金元素燒損、CO氣孔、飛濺是CO2電弧焊中三個主要問題，而這三個方面的問題都和CO2氣體的氧化性有關(guān)。對于合金元素的燒損，通過選擇合適的焊絲就可以得到彌補，目前，國產(chǎn)焊絲基本都具有這個能力。而氣孔和飛濺是CO2 電弧焊中常見的兩個缺陷。下面就氣孔產(chǎn)生的原因及采取的措施做一淺析：

CO2電弧焊時產(chǎn)生氣孔的主要原因是，焊接時熔池表面沒有熔渣覆蓋，CO2氣流又有冷卻作用，因而熔池凝固較快，容易在焊縫中產(chǎn)生氣孔。可能產(chǎn)生的氣孔有3種：即CO、H2以及N2氣孔。

（1）CO氣孔：產(chǎn)生CO氣孔的原因主要是熔池中的FeO和C會進行下列反應(yīng)：

FeO+C

Fe+CO

這個反應(yīng)在熔池處于結(jié)晶溫度時, 進行得比較劇烈。由于這時熔池已經(jīng)開始凝固，CO氣體不容易逸出，于是在焊縫中形成氣孔。

對于防止CO氣孔來說主要是正確地選擇焊絲，如果焊絲中含有足夠的脫氧元素Si和Mn，以及限制焊絲中的含C量（一般都限制在0.15%以下），就可以抑制熔池中的FeO和C生成CO的反應(yīng)，從而有效地防止了CO氣孔的產(chǎn)生。所以，在CO2電弧焊中，只要焊絲選擇適當，產(chǎn)生CO氣孔的可能性是很小的。

（2）H2氣孔：電弧區(qū)中的氫主要來自CO2氣體中的水分以及來自焊絲、工件表面的油污及鐵銹，他們在電弧的高溫下都能分解出氫氣。如果熔池在高溫下吸收了大量的氫，那么在它結(jié)晶時由于氫的溶解度突然下降，使氫處于過飽和的狀態(tài)，這將促使如下反應(yīng)得到發(fā)展：

2[H]=H2

反應(yīng)生成的分子氫不溶于金屬，于是在液體金屬中形成氣泡。當氣泡外逸速度小于結(jié)晶速度時就形成了氣孔。

為防止氫氣孔的產(chǎn)生，應(yīng)著重做好如下幾個方面的工作：

①作好焊前的清理工作：焊前要適當?shù)那宄ぜ秃附z表面的油污、鐵銹等臟物；

②使用高純度的CO2氣體：CO2氣體中主要的有害雜質(zhì)是水分和氮氣，氮氣含量一般較小，危害大的還是水分；

③控制焊接規(guī)范：采用直流反接時，可減小產(chǎn)生氫氣孔的傾向。許多實踐表明，氫是以質(zhì)子的形式溶解在液體金屬中，在形成質(zhì)子的同時，由原子釋放出一個電子：

H

[H+]+e

當液體金屬的表面上電子過剩時, 可使上述反應(yīng)向左進行，即阻礙氫向金屬中溶解，直流反接時，因工件是負極，熔池表面上的電子過剩，不利于發(fā)生H

[H+]+e的反應(yīng)，阻止氫離解成質(zhì)子，因而減小了生成氣孔的傾向；此外，在電弧功率不變的情況下, 適當放慢焊接速度，可以使熔池的存在時間增長，有利于氣體的逸出，可減小氣孔的傾向。

（3）N2氣孔：CO2氣體保護焊時, 電弧區(qū)中的N2來自兩個方面：一是空氣入侵焊接區(qū)；二是CO2氣體不純。而正常的CO2氣體中N2的含量很少，最多不超過1%（按體積），所以由CO2氣體不純而引起氮氣孔的可能性不大。焊縫中產(chǎn)生氮氣孔的主要原因是由于保護氣層遭到破壞，大量空氣侵入焊接區(qū)所致。造成保護層失效的原因有：過小的CO2氣體流量；噴嘴被飛濺物部分堵塞；噴嘴與工件的距離過大；以及焊接場地有側(cè)向風等。工藝方面的原因有電弧電壓太高、焊接速度過大等，均可造成氣體保護層失效。

為防止N2氣孔的產(chǎn)生可采取以下具體措施：

①保證CO2氣體有足夠的流量，不能過小。一般情況下，細絲氣體流量的范圍通常為：5~15L/min；中等規(guī)范焊接時通常約為：20L/min；粗絲自動焊時通常為：25~50L/min。

②噴嘴應(yīng)暢通無阻，避免飛濺物等堵塞噴嘴。

③噴嘴與工件間的距離不應(yīng)過大, 一般都在10~20mm。

④在側(cè)向風較大的場合下施工時應(yīng)設(shè)擋風板。

⑤采用直流反極性可減小焊縫中的含氮量，這主要是與氮的溶解機構(gòu)有關(guān)。

⑥在同樣的規(guī)范下，增加焊絲直徑可使焊縫含氮量下降，這是由于熔滴變粗的緣故。

⑦增加焊絲中的含碳量可以減低焊縫中的含氮量，這是因為碳能減低氮在鐵中的溶解度。

CO2氣體保護焊焊接工藝理論已經(jīng)趨于成熟，但是在真正的施焊過程中還存在氣孔和飛濺等問題，只有在整個施焊過程中綜合分析全方位考慮各個方面的因素，才能確保高質(zhì)量的施焊。