TIG焊气孔产生因素及防止措施

TIG焊气孔产生因素及防止措施（精选8篇）

篇1：TIG焊气孔产生因素及防止措施

摘要：详细介绍了TIG焊的原理及适用范围，针对焊接过程中极易出现的气孔缺陷，分析了气孔产生的原因并阐述了防止产生气孔的工艺措施，经实践检验是可行的获得了满意的焊缝质量，有较高的应用价值。

关键词：钨极氩弧焊；气孔缺陷；影响因素；防止措施

钨极氩弧焊（简称TIG）是钨极惰性气体保护焊的一种，TIG焊是英文Tungsten Inert-Gas Welding的简称，它的中文名称是钨极惰性气体保护焊也称作GTAW。这种焊接方法从其名称上可知：它具有两个显著的特点：

1、它的电极是用钨或钨基合金制作而成

2、采用惰性气体作为保护介质

它是在惰性气体的保护下，利用钨电极与工件间产生的电弧热熔化焊件和填充焊丝的一种焊接方法。焊接时保护气体连续地从焊枪地喷嘴中喷出，在电弧周围形成气体保护层隔绝空气，以防止其对钨极&熔池极临近的热影响区的有害影响，从而获得高质量的焊缝。

根据这种焊接方法的原理它有如下的一些工艺特点：惰性气体有极好的保护作用，它本身既不与金属发生任何化学反应，也不溶解于高温金属中，使得焊接过程熔池的冶金反应简单和容易控制。对于一般易氧化、氮化的活泼金属、高熔点的黑色金属都能进行焊接，应用面很广；电弧在氩气中燃烧非常稳定，在小的焊接电流情况下（<10A）仍然稳定燃烧，填充焊丝是通过电弧间接加热，因而热输入容易调节。所以适用于薄板及全位置焊接，也是实现单面焊双面成形的理想焊接方法；由于填充焊丝不通过焊接电流，不存在熔滴过渡问题，焊接过程没中有飞溅，焊缝成形美观；氩气在焊接过程中仅仅只是单纯的保护隔离作用，因此对工件表面状态要求较高。焊件在焊前要进行表面清洗，除锈、去锈、去灰尘等杂质；钨极承载电流的能力有限，过大的电流会引起钨棒的熔化和蒸发，其微粒有可能进入熔池而出现夹钨，所以TIG焊的焊接电流会受到钨棒限制，故焊接速度较小，生成效率较低；TIG焊采用的氩气纯度较高，通常要求达到99.8%以上，且氩弧焊机又较复杂，因此TIG焊的成本较高；氩弧受周围气流影响较大，不适宜在室外和有风处进行操作。TIG焊可用于几乎所有金属和合金的焊接，但由于其成本较高，通常用于铝、镁、钛、铜等有色金属以及不锈钢、耐热钢等，由以上分析可知TIG焊是一种可以获得较高力学性能且焊缝成形美观，通常来焊接一些工件厚度较小的薄壁结构零件，而材料大多是不锈钢、耐热钢、高温合金。对于锅炉及压力容器管道对接进行多层焊时，为了保证第一道焊缝根部焊透以获得高质量的焊缝，打底焊通常采用TIG焊，对于石油化工、电站锅炉、核电站以及航空航天部门所用的各类管道对接几乎全都采用全位置氩弧焊方法，当然氩弧焊也有很大的局限性，即只能在室内施工，若在室外操作一定要采用必要的防风措施。

由于钨极氩弧焊可以获得较高力学性能且焊接质量稳定焊缝成型较好，所以在许多行业都得到较广泛的应用，尤其是在锅炉压力容器行业中更是得到大力推广和应用，我公司生产的锅炉受热面管子对接焊全都采用TIG焊，并且高压锅炉对焊接接头进行100%X射线无损探伤。但是在TIG焊操作过程中由于采用焊接工艺不当，加之焊工操作水平所限导致焊缝中出现气孔缺陷的几率较大，使探伤拍片合格率明显下降，严重影响了焊缝的质量，甚至有些操作者遇到气孔进行返修时束手无策，这些直接导致了生产成本的提高和生产效率的降低，以下主要根据在实际工作中总结的经验针对气孔缺陷，分析气孔的特点及产生的原因，阐述了防止出现气孔的工艺措施，对提高TIG焊接质量具有重要和实际意义。

1.气孔的特点及危害

1.1 气孔的特点

气孔是焊接是熔池中的气泡在凝固时未能逸出而残留在焊缝金属中所形成的空穴，是TIG焊中常见的也是主要的一种焊接缺陷。其形状有球形、椭圆形、旋风形、条虫形等。在焊缝内部的称内部气孔，露在焊缝表面的称外部气孔。气孔的大小不等有时是单个的，有时是密集在一起或是沿焊缝连续分布。

1.2 气孔的危害

气孔是体积性缺陷，对焊缝的性能影响很大其危害性主要是会降低焊缝的承载能力。这是因为气孔占据了焊缝金属一定的体积，使焊缝的有效工作截面面积减小，因而也就降低了焊缝的力学性能，使焊缝的塑性特别是弯曲和冲击强度降低得更多。如果气孔穿透焊缝表面，特别是穿透接触介质的焊缝表面，介质存在于孔穴内，当介质有腐蚀性时，将形成集中腐蚀，孔穴逐渐变深、变大，以致腐蚀穿孔而泄漏。从而破坏了焊缝的致密性，严重时会由此而引起整个金属结构的破坏。所以防止焊缝中产生气孔，保证焊缝的焊接质量，应引起高度的重视。

2.气孔的形成及影响因素

2.1 气孔的形成

焊接过程中熔池的周围充满着成分复杂的各种气体，这些气体主要来自周围的空气，焊件上的杂质如铁锈、油漆、油脂受热后所产生的气体等。所有这些都不断地与金属熔池发生作用。一些气体通过化学反应或溶解等形式进入熔池，使熔池的液体金属吸收了相当多的气体。如果这些气体排出较快，即使熔池结晶较快就不会形成气孔。但是如果气体的产生在熔池的结晶过程中，而结晶过程进行较快时，气体来不及排出熔池，就会残留在焊缝中形成气孔。

2.2 形成气孔的影响因素

TIG焊缝中气孔的生成往往是几种气体共同作用的结果，而起主要作用的气体是H2和N2，以下进行详细的分析： 2.2.1 H2的影响

焊接区的H2来自于各个方面，某些组成物的结晶水和工件表面杂质等都含有氢气的成分，同时由于冶炼钢总也含有，它们在电弧高温作用下形成气泡猛烈地向外排出，在焊缝冷却过程中来不及浮出的H2便会形成气孔。2.2.2 N2的影响

N2主要来自空气，N2在基本金属和焊丝中的质量百分数不是很大，在钢中和其他铁合金中是以氧化物固溶体及其它形式存在。N2在钢中的溶解度随温度下降而剧烈变化，析出的N2形成气泡从熔池中排出，来不及排出的气泡残留在焊缝中形成气孔。形成气孔是在没有足够充分的保护条件下使电弧和焊接熔池中的金属受到空气的作用而造成的。3.防止气孔产生的措施

尽管产生气孔的原因是多方面的，但选用正确的焊接工艺，提高焊工的操作技能是防止气孔产生的基本途径。

3.1 工件和焊丝的焊前处理

TIG焊对油、锈、水特别敏感，极易产生气孔，因此对母材的表面质量要求较高。焊前必须经过严格的清理，对待焊工件坡口内外10-15mm范围内进行清理打磨，去除表面的氧化膜。油脂和水分等杂质，露出金属光泽，同时对焊丝表面的油脂。铁锈也要用砂纸进行打磨直到露出金属光泽。

3.2 氩气的纯度

氩气是惰性气体具有高温下不分解和不与焊缝金属发生氧化反应的特性，氩弧焊时氩气纯度应大于99.95%，另外当氩气瓶内压力小于2.0MPa时含水量增加应停止使用氩气的流量必须合适，可由下面的经验公式确定：Q=K•D式中Q代表氩气流量，D为喷嘴直径，K为系数（0.8-1.2），所以氩气流量一般为6-9L/min，还要保证气路通畅，不得有堵漏现象发生。

3.3 喷嘴直径

喷嘴直径可由下面的经验公式确定：

D=（2.5-3.2）d

式中D为喷嘴直径，d为钨极直径由上面公式可得喷嘴直径一般为6-12mm为宜。

3.4 钨极伸出长度

钨极伸出长度过大增大了喷嘴与工件之间的距离保护效果变差；伸出长度过小虽然保护效果好但会阻挡焊工视线，钨极与焊丝易碰撞发生短路使焊接无法进行。3.5 焊接速度

焊接速度是主要的焊接参数之一，速度过快会使保护气体偏离钨极和熔池是保护效果变差产生气孔，并且也影响焊缝的成形，所以施焊时必须选择合适的焊接速度。

3.6 提前送气滞后关气

引弧前3-4S送氩气可驱赶管内空气使引弧处在气体保护中防止钨极与熔池发生氧化产生气孔，滞后关气可达到保护熔池缓冷的目的还可避免收弧处出现弧坑、裂纹、气孔等缺陷，因此必须掌握正确的息弧方法。

3.7 操作技能

操作技能的熟练程度是防止气孔的重要环节，每个焊工要有过硬的基本功。焊枪、焊丝、工件之间要保持正确的位置和相对角度动作要协调。施焊时电弧要平稳，电弧的高度要均匀一致，严禁忽高忽低，防止气体瞬间进入熔池产生气孔，同时也要注意观察熔池的变化，提高对气孔的排出能力。全位置焊管子时，焊枪、焊丝和工件相互间须保持一定的距离，方向一般为由下向上焊接，即仰--立--平的顺序，收弧时要避免出现弧坑和缩孔并保证焊缝不低于母材，可以采用焊缝增加法，即收弧时焊接速度减慢，焊炬向后倾角增大，焊丝送进量增加当熔池温度过高时，可以熄弧再引弧直至填满弧坑。

综合以上分析可得出以下结论：TIG具有优异的特性和广阔的应用前景，通过长时间生产实践证明采用上述工艺措施可有效的控制气孔的产生，大幅度的提高一次探伤合格率和焊接接头的质量。

篇2：TIG焊气孔产生因素及防止措施

1)焊剂吸潮或不干净焊剂中的水分、污物和氧化铁屑等都会使焊缝产生气孔，在回收使用的焊剂中这个问题更为突出。水分可通过烘干消除，烘干温度与肘间由焊剂生产厂家规定。防止焊剂吸收水分的最好方法是正确肋储存和保管 6 采用真空式焊剂回、收器可以较有效地分离焊剂与尘土，从而减少回收焊剂在使用中产生气孔的可能性。

2)焊接时焊剂覆盖不充分由于电弧外露并卷入空气而造成气孔。焊接环缝时，特别是小直径的环缝，容易出现这种现象，应采取适当措施，防止焊剂散落。

3)熔渣粘度过大焊接时溶入高温液态金属中的气体在冷却过程中将以气泡形式溢出。如果熔渣粘度过大，气泡无法通过熔渣，被阻挡在焊缝金属表面附近而造成气孔。通过调整焊剂的化学成分，改变熔渣的粘度即可解决。

4)电弧磁偏吹焊接时经常发生电弧磁偏吹现象，特别是在用直流电焊接时更为严重。电弧磁偏吹会在焊缝中造成气孔。磁偏吹的方向、受很多因素的影响，例如工件上焊接电缆的联接位置：电缆接线处接触不良、部分焊接电缆环绕接头造成的二次磁场等。在同一条焊缝的不同部位，磁偏吹的方向也不相同。在接近端部的一段焊缝上，磁偏吹更经常发生，因此这段焊缝气孔也较多。为了减少磁偏吹的影响，应尽可能采用交流电源；工件上焊接电缆的联接位置尽可能远离焊缝终端；避免部分焊接电缆在工件上产生二次磁场等。

5)工件焊接部位被污染焊接坡口及其附近的铁锈、油污或其他污物在焊接时将产生大量气体，促使气孔生成，焊接之前应予清除。

油污要清理干净 去掉氧化皮子 焊剂干燥铁锈 预热问题

篇3：TIG焊气孔产生因素及防止措施

1 夹渣及防止措施

焊后残留在焊缝金属中的熔渣叫夹渣,如图1 所示,属于焊缝内部缺陷范畴。它的存在削减了焊缝的截面积,在受力焊缝中降低了焊缝强度。

1.1 产生夹渣的原因

1.1.1 运条方法不正确,使熔池中的熔化金属与熔渣分不清。1.1.2电流太小。1.1.3熔渣黏度太大。1.1.4焊前坡口及两侧油污、氧化物太多,清理不彻底。1.1.5多层多道焊,前道焊缝的熔渣未除干净。1.1.6焊接速度太快,导致焊缝冷却速度过快,熔渣来不及浮到焊缝表面。1.1.7焊缝接头时,未先将接头处熔渣敲掉或加热不够,造成接头处夹渣。1.1.8 收弧速度太快,未将弧坑填满,熔渣来不及浮上来,造成弧坑夹渣。

1.2 防止夹渣的措施

1.2.1 提高焊接操作技术,焊接过程中始终要保持熔池清晰、熔渣与液态金属良好分离。1.2.2彻底清理坡口及两侧的油污、氧化物等。1.2.3按焊接工艺规程正确选择焊接规范。1.2.4选用焊接工艺性好、符合标准要求的焊条。1.2.5接头时要先清渣且充分加热,收弧时要填满弧坑、将渣排出。

2 气孔及防止措施

在焊接过程中,熔池金属中的气体在金属冷却之前未能来得及逸出而残留在焊缝金属的内部或表面所形成的孔穴称为气孔,如图2所示。

气孔种类繁多,按其形状及分布可分为球形气孔、均布气孔、局部密集气孔、链状气孔、条形气孔、虫形气孔、皮下气孔、缩孔、表面气孔等。

2.1 产生气孔的原因

2.1.1 气体的来源。a.焊条及待焊处母材表面的水分、油污、氧化物,尤其是铁锈,在焊接高温作用下分解出气体,如氢气、氧气、一氧化碳气体和水蒸气等,溶解在熔滴和焊接熔池金属中。b.焊接电弧和熔池保护不良,空气进入电弧和熔池。c.焊接时冶金反应产生的气体。2.1.2气孔形成条件。气体在焊接过程中侵入熔滴和熔池后,参与冶金反应,有些原子状态的气体能溶于液态金属中,当焊缝冷却时,随着温度下降,其在金属中的溶解度急剧下降,析出来的气体要浮出熔池,如果在焊缝金属凝固期间,未能及时浮出而残留在金属中,就形成了气孔。

2.2 防止气孔的措施

2.2.1 控制气体来源。焊条防潮和烘干。加强对焊件表面的清理工作,焊件表面的油污、氧化膜等都会在焊接过程中,向熔滴、熔池提供氢气和氧气。铁锈不仅提供水分,而且是氢气的来源。含水分的铁锈,比不含水分的氧化铁皮更易产生气孔。所以,焊前必须清理干净。2.2.2加强防护。如起弧、接头时,焊条端头药皮熔化不好、保护差,易产生气孔,要有足够的加热。2.2.3正确选用焊条。焊条应符合国家标准,要有质量保证书。特别重要的焊件或对焊条有怀疑时,应进行复验。要根据生产的实际情况,选用抗锈能力较强的焊条。如低氢型焊条的抗锈能力较差,氧化铁型焊条抗锈能力较好。若除锈工作量很大,很难彻底清除,在不影响强度和韧性前提下,采用抗锈能力好的焊条,不易产生气孔。2.2.4选择低氢焊接方法。不论是酸性焊条还是碱性焊条,均推荐采用直流反接法进行焊接。这是经生产实践证明,防止气孔的有效方法。2.2.5严格按焊接工艺规程调节焊接规范。接线能量的大小,对产生气孔有很大的关系,电流过大,易产生气孔。另外,向下立焊比向上立焊易产生气孔,长弧焊比短弧焊易产生气孔。给电弧加脉冲能减少气孔的产生。

3 焊缝成形表面缺陷及防止措施

表面缺陷指咬边、背面内凹、焊瘤、弧坑、电弧擦伤、焊缝尺寸不符合要求等。对已经叙述过的表面气孔、表面裂纹、表面夹渣等不再赘述。

3.1 咬边

在焊接过程中,焊缝边缘母材被电弧烧熔而出现的凹槽叫咬边,如图3所示。咬边多出现在立焊、横焊、仰焊、平角焊等焊缝中。

咬边具有很大的危害性,会造成应力集中,尤其是在脉动载荷下,往往是裂纹的萌发处,如焊趾裂纹等,造成严重事故。

3.1.1 造成咬边的原因。使用了过大的焊接电流、电孤太长、焊条角度不对、运条不正确,如在坡口两侧停留时间太短或时间太长、电弧偏吹等因素都会造成咬边。3.1.2防止产生咬边的措施。正确选用焊接规范,不要使用过大的焊接电流,要采用短弧焊,坡口两边运条稍慢、焊缝中间稍快,焊条角度要正确。

3.2 背面内凹

根部焊缝低于母材表面的现象称为背面内凹。这种缺陷多发生在单面焊双面成形,尤其是焊条电弧焊仰焊易产生内凹。内凹减少了焊缝横截面积,降低了焊接接头的承载能力。

3.2.1 产生背面内凹的原因。在仰焊时,背面形成熔池过大,铁水在高温时表面张力小,液体金属因自重而下沉形成背面内凹。3.2.2防止措施。焊接坡口和间隙不宜过大。电流大小要适中,尤其要控制好熔池温度。电弧要托住熔池,电弧要压短些,随时调节好熔池的形状和大小。两侧要熔合好,电弧要稳定,中间运条要迅速均匀。

3.3 焊瘤

除正常焊缝外,多余的焊着金属称为焊瘤,如图4所示。

焊瘤易在仰焊、立焊、横焊时产生,平焊第一层时在反面也有发生。焊瘤严重影响焊缝的美观,一定要铲磨掉,但这样既费工又费料。

3.3.1 产生焊瘤的原因。仰焊时,第一层多采用灭弧焊法,常因焊接时灭弧的周期时间掌握不当,使熔池温度过高而产生焊瘤,或各层因电流太大、两侧运条速度过快而中间运条速度过慢,使熔池金属因自重而下坠形成焊瘤。若电流过小,不得不减低焊接速度,使熔池中心温度过高,也会产生焊瘤,所以,关键是要控制熔池温度。选用比平焊电流小10%~15%的电流值,焊条左右运条时,中间稍快,坡口两边稍慢且有停留动作。尽量用短弧焊接,注意观察熔池,若有下坠迹象,应立即灭弧,让熔池稍冷再引弧焊接。3.3.2立焊时的单面焊双面成形,第一层为了焊透,多采用击穿焊法。一旦对熔池温度失控,会在背面或正面产生焊瘤,正面焊瘤纯属熔池温度过高。背面焊瘤,除熔池温度过高外,还会因焊条伸入过深,熔池金属被推挤到背面过多而造成焊瘤。3.3.3防止措施。选用合适的焊接规范,控制熔池金属温度,可采用跳弧、灭弧焊降温。对间隙大的坡口,应采用多点焊法,以后各层要用两边稍慢中间稍快的运条方法,控制熔池形状为扁椭圆形,熔池铁水与熔渣要分明,一旦熔池下部出现“鼓肚”现象,应采用跳弧或灭弧降温。

3.4 弧坑

焊缝收尾时,未将焊缝填满而留下的凹坑称弧坑。弧坑是因为收弧太快未填满而造成的,其防止措施是收尾时稍停留一下。若是宽焊缝,就在收尾时多绕几下圆圈或通过灭弧一引弧多次将弧坑填满。但要注意,采用碱性焊条不宜用此法,以防产生气孔。

3.5 电弧擦伤

焊条或焊条头前端裸露部分与母材表面接触使其短暂引弧,几乎不带焊着金属,只有母材表面留下擦伤痕迹。电弧擦伤处,在引弧的一瞬间,没有熔渣和气体保护,空气中的氮在高温下,在擦伤表面形成氮化物,即快速渗氮。加上擦伤处冷却速度很快,使此处硬度很高,产生硬脆现象。

据专门试验分析及重要结构发生意外脆断事故分析,表明电弧擦伤会给焊接结构造成严重的脆化作用,在其他因素的共同作用下成为脆性破坏的起源、点,这一点往往未被焊接操作者认识和注意。在压力容器和重要焊接结构焊接时,万万不可忽视。

一旦有电弧擦伤,应仔细把硬脆层打磨掉,若打磨后造成板厚减薄过限,应补焊,补焊要编制补焊工艺。

3.6 焊缝几何尺寸不符合要求

焊缝成形不良,几何尺寸不符合设计规定,如焊缝过窄、过宽,焊缝余高太高,焊缝过低,如低于母材表面,焊脚不对称,错边,焊缝接头不良等,都会给焊缝性能带来不良影响。

3.6.1 生原因。产生焊缝成形不良的原因很多,如坡口过宽或过窄,装配间隙不均匀,焊条角度不正确,指向一边或时大时小,焊接速度时快时慢,电弧偏吹,焊条偏心,组装时错位,定位焊点未焊牢,定位焊缝过高,焊工操作技术差等。3.6.2防止措施。焊前认真组装,检验组装质量合格后再焊接。定位焊焊缝要焊透焊牢,对过高的定位焊缝,要磨修好再焊。不使用偏心焊条,防止电弧偏吹,始终保持好焊条角度。运条速度要均匀,安排多层焊时每层厚度要合适,加强操作技术练习,提高操作水平等。

参考文献

[1]GB150-1998,钢制压力容器[S].

篇4：TIG焊气孔产生因素及防止措施

铝及铝合金TIG／MIG焊接时除了材料本身的特点导致气孔的产生外，笔者现在从以下几个方面来进行分析铝及铝合金产生气孔的原因，并给出相应的防止措施。

一、焊接材料

焊接材料对焊接接头气孔的影响，这里主要讨论的是填充焊丝和保护气体。

1、焊丝

焊丝的成分及性能直接影响焊缝的力学性能；焊丝表面的光洁度直接影响焊接工艺。例如，普通铝焊丝表面有油封及自然生长的氧化膜，焊接时参与冶金反应，部分氢受热分解后溶入溶池中，为焊缝中产生氢气孔提供条件，即使在焊接之前经过化学清理或机械清理，但在化学清洗后的存放待用时间内，铝焊丝表面又会自然生长新的氧化膜，致其表面出现疏松，甚至出现孔洞，这些疏松易吸收空气中的水分，这样很难保证焊缝质量。

所以，一般情况下在焊接铝及铝合金前，焊丝和焊件都要经过化学清洗，清理后要保持干燥。清洗后的焊丝最好在2～3小时内完成焊接，而且清洗后的焊丝在存放待用的时间内一定要按规定放好。大构件的生产，除了焊前的化学清理外，在进行焊接之前局部还要进行机械清理。在焊接过程中，焊丝的放置和操作要规范：同时对焊丝本身的性能也提出了一些要求：(1)焊接时焊丝产生气孔和裂纹的倾向小；(2)焊缝及焊接接头的力学性能(强度和塑性)好，(3)焊缝及焊接接头在使用环境条件下的耐蚀性能好，(4)焊缝金属表面颜色与母材表面颜色能相互匹配等，这些都是防止气孔产生的途径。

2、保护气体

氢气(或氦气)作为保护气体，在进行TIG焊时，要求其纯度达到99.9％～99.999％范围内，我国生产的工业纯氩，其纯度可达99.99％，完全符合铝及铝合金的焊接，但氢气中有害杂质主要是氨和水蒸气，它们会在焊接的过程中分解溶入到熔池中导致气孔的产生，特别是水蒸气分解的氢会在焊缝中形成氢气孔，降低了焊接接头质量和性能，因此保护气在使用时要保持其干燥。

MIG焊分为半自动或自动焊，电极为焊丝，不存在电极烧损问题，焊接电流比TIG焊相对要大一些，为了保证获得较大的熔深及加强保护，应采用氢气和氦气的混合气体(25％He+75％Ar可获得最大熔深)，对其纯度要求更高。另外，在焊接的过程中，要求保持送气管道的洁净及密封性；规范气瓶的使用及摆放方法；瓶内气体不能用尽等。

实践证明，采用铝镁系列的5083牌铝板，配5183的焊丝，99.999％的氩气保护(或Ar+He的混合气体)进行TIG／MlG焊，其效果很好。

二、焊接工艺参数

焊接工艺参数是影响焊缝质量的一个关键因素，它的影响是一个较为复杂的过程，综合考虑各个参数的影响是获得优质焊接接头的重要保证。

1、引弧和熄弧

铝及铝合金的焊接一般采用氩(或氦)弧焊，由氩(或氦)气作为保护气体，在引弧时，氩(或氦)气充当电离介质，而氩(或氦)的电离电位较高，引弧较困难，在起弧点易出现氧化物，氧化物吸水性强，致使氢气孔的产生。针对这种情况，目前解决此种现象的最好方法是采用引弧板；或在距离开始焊接处之前约20mm的地方进行引弧，然后迅速移至焊接起点进行正常的焊接。

熄弧时易造成弧坑或流淌现象，出现气孔和裂纹的情况较多。通常采用以下几种方法：在收弧处添加焊丝时，逐渐拉长电弧，同时多添加焊丝；或用迅速熄弧并重新引燃若干次的方法熄弧；也可采用熄弧板来解决；还可以采用较小电流收弧的方法等。

2、电源种类及焊接电流

铝及铝合金表面极易生成一层致密的氧化膜()，密度大、熔点高(℃)，焊接时氧化膜对母材与母材、母材与填空材料之间的熔合起阻碍作用，会使焊缝出现夹渣和未熔合等缺陷，由于这些缺陷极易吸水，从而导致气孔的产生，所以焊接时要正确选择焊接电源。对于TIG焊，钨极作为电极，为了减少电极的烧损，采用交流电源进行焊接，这样做一方面保护了电极，另一方面也有清除氧化膜的作用；对于MIG焊，由于焊丝作为电极，不存在烧损问题，故采用直流反接。

焊接电流的大小应根据焊丝直径、板材厚度、接头形式及焊接位置来选择。焊接电流越大，熔池温度越高，溶入氢的量越多，而铝及铝合金T1G／MIG焊的焊角较小，焊接速度比较快，冷却时逸出的气体量较少，所以产生氢气孔的倾向比较大。MIG焊，为了获得较大的熔深，所使用的焊接电流较大，焊接速度更快，所以产生氢气孔的倾向比TIG焊更大。焊接铝及铝合金时，应采用四步操作方式进行焊接其效果较好，即太的起弧电流(目的是清理焊接坡口及其附近的氧化膜)正常的焊接电流小的收弧电流(目的是放慢焊接速度，填满弧坑)再熄弧。这样可大大减少引弧和熄弧时产生的气孔。另外，为了防止气孔的产生及提高生产率，在不导致烧穿的情况下尽量使用较大的电流进行焊接。

3、喷嘴及保护效果

喷嘴的结构形状与尺寸对喷出气体的流态及保护效果有很大的影响，喷嘴内形成近壁层流的厚度取决于喷嘴的形状和尺寸。试验证明，圆柱形喷嘴保护效果最好，收敛形喷嘴次之。此外，喷嘴的内壁要光滑，喷嘴出口边缘要成直角，如果边缘有2mm左右的圆角，便对气流产生不利影响；同时，如果电极和喷嘴间的同心度不好，也会严重降低气流对熔池的保护效果。保护气体流量的大小也会影响保护效果，气体流量一般根据焊接过程来选择，流量合适时熔池平稳，表面明亮，没有氧化痕迹，而且焊缝成形美观。对于一定孔径的喷嘴，气流量过小，气流挺度太差，排除周围空气的能力弱，保护效果不好：但流量过大，喷出的气流近壁层流很薄，甚至为紊流，保护效果也不好。任一口径喷嘴都有一个合适的气体流量范围。

焊嘴与焊件间距离的大小也是影响焊缝质量的一个重要因素，所以喷嘴与焊件之间的距离应合适，在电极外伸长度不影响操作及金属飞溅造成喷嘴堵塞等前提下，喷嘴至工件的距离尽可能小，这样保护效果稳定可靠。另外，为了达到保护效果良好，防止气孔的产生，铝及铝合金的焊接不适于在室外或有穿堂风的情况下进行焊接，必要时采取防风措施。

4、工艺因素

(1)焊接速度焊接速度对保护效果影响不显著，但对气体的逸出有影响，焊接速度越快，逸出的气体量越少，产生的气孔就越多：一般情况下要求焊工具有良好的操作技术，根据焊接情况能较好地控制焊接速度。据试验，在气体流量和喷嘴口径配合很好的情况下，焊速达120m／h。

(2)接头形式：接头形式不同，保护气流在其表面上的覆盖程度也不同。平对接和内角接焊接时，气流能很好地覆盖接头表面，保护效果良好，产生气孔的可能性小。外角接或端接焊接时，保护气流容易沿接头表面流散，保护效果则降低，产生气孔的可能性增大。为了改善这类接头的保护条件，可在接头两侧加气流挡板，也可用增大气体流量及灵活控制焊枪角度与位置等措施来提高保护效果，达到防止气孔的产生。

(3)坡口角度：坡口的角度随板厚的增加而增加，铝及铝合金的焊接开U形坡口较多(可减少变形量)。相对钢板来说，同种厚度的铝及铝合金板所开坡口的角度要大～些。如钢板的对接接头V形坡口一般为60°，而铝及铝合金的坡口必须在70°以上，这样产生的气孔会大大减少。在实际生产中，为了某种特殊产品的需要，当板厚达到10mm时可采用单面V型坡口，再反面清根处理，其效果会更好。

另外，周围环境及空气湿度不合理也会导致气孔的产生。铝及铝合金的装焊工艺方面还应做到：装配时不留间隙；定位焊时一般要设在坡口的反面；焊后要有清根处理等。

篇5：TIG焊气孔产生因素及防止措施

一、焊缝成形不良

焊缝成形不良主要表现为焊缝弯曲不直、成形差等方面，主要原因如下： 1)电弧、电压选择不当。

2)焊接电源与电弧电压不匹配。3)焊接回路电感值选择不合适。

4)送丝不均匀，送丝轮压紧力小，焊丝有卷曲现象。5)导电嘴磨损严重。6)操作不熟练。

防止措施：选择合理的焊接参数；检查送丝轮并做相应调整；更换导电嘴；提高操作技能。

二、飞溅

飞溅是二氧化碳气体保护焊一种常见现象，但由于各种原因会造成飞溅较多 1)短路过渡焊接时，直流回路电感值不合适，太小会产生小颗粒飞溅，过大会产生大颗粒飞溅。

2)电弧电压选择不当，电弧电压太高会使飞溅增多。3)焊丝含炭量太高也会产生飞溅。

4)导电嘴磨损严重和焊丝表面不干净也会造成飞溅过多。

防止措施：选择合适的回路电感值；调节电弧电压；选择优质焊条；更换导电嘴。

三、气孔

二氧化碳气体保护焊产生气孔原因如下： 1)气体纯度不够，水分太多。

2)气体流量不够，包括气阀、流量计、减压阀调节不当或损坏；气路有泄漏或堵塞；喷嘴形状或直径选择不当；喷嘴被飞溅物堵塞;焊丝伸出长度太长。3)焊接操作不熟练，焊接参数选择不当。4)周围空气对流太大。

5)焊丝质量差，焊件表面清理不干净。

防止措施：彻底清理焊件表面锈、水、油；更换气体；检查或串联预热器；清除覆着喷嘴内壁飞溅物；检查气路有无堵塞和折弯处；采取挡风措施减少空气对流。

四、裂纹

二氧化碳气体保护焊产生裂纹原因如下：

1)焊件或焊丝中P、S含量高，Mn含量低，在焊接过程中容易产生热裂纹。2)焊件表面清理不干净

3)焊接参数选择不当，如熔深大而熔宽窄，以及焊接速度快，使熔化金属冷却速度增加，这些都会产生裂纹。防止措施：严格控制焊件及焊丝的P、S等含量；严格清理焊件表面；选择合理的焊接参数；对结构刚度较大的焊件可更改结构或采取焊前预热、焊后消氢处理。

五、咬边

咬边主要原因是焊件边缘或焊件与焊缝交界处，在焊接过程由于焊接池热量集中，温度过高而产生的凹陷。

二氧化碳气体保护焊产生咬边原因如下：

1)焊接参数选择不当，如电弧电压过大，焊接电流过大，焊接速度太慢时会造成咬边。

2)操作不熟练。

防止措施：选择适当的焊接参数：提高操作技能。

六、烧穿

二氧化碳气体保护焊产生烧穿原因如下：

1)焊接参数选择不当，如焊接电流过大或焊接速 度过慢。

2)操作不当。

3)根部间隙过大。

防止措施：选择适当的焊接参数；尽量采用短弧焊接；提高操作技能；在操作时，焊丝可做适当的直线往复运动；保证焊件的装配质量。

七、未焊透

二氧化碳气体保护焊产生未焊透原因如下： 1)焊接参数选择不当，如电弧电压太低，焊接电 流太小，送丝速度不均匀，焊接速度太快等均会造成 未焊透。2)操作不当，如摇动不均匀等。

3)焊件坡口角度太小，钝边太大，根部间隙太小。

篇6：TIG焊气孔产生因素及防止措施

关键词：横焊缝,气孔,形成原因,防治措施

1 产生原因

焊缝中产生气孔的先决条件之一是熔池中溶入了大量的气体, 这些气体在熔池温度下降时上浮逸出。如果上浮的速度小于熔池金属的结晶速度, 那么气泡就残留在凝固的焊缝金属中, 成为气孔。根据气孔形成的条件分析得到, 横焊缝易产生气孔的主要原因有以下三点。

1.1 电弧气氛和熔渣对熔池保护不良

在仔细清理了焊件上的铁锈、油漆、油脂和水分等杂质, 焊条也经过烘干的条件下, 熔池中的气体主要来自于空气。

在手工电弧焊横焊操作时, 焊条要向下倾斜与水平面成15°左右的夹角, 以使电弧的吹力托住熔化金属, 防止下淌。在电弧的上部有较大的敞口, 此时, 电弧的保护气氛不强。再者, 液态熔渣由于重力作用下淌, 使熔池金属暴露, 空气很容易侵入熔池金属, 从而使焊缝形成气孔有了先决条件。

1.2 熔池金属凝固快, 气体来不及逸出

在横焊操作时, 为控制熔池温度, 防止液态金属下淌而形成焊瘤, 焊接电流通常采用比平焊小10%~15%。运条方式习惯采用不摆动的直线运条, 且焊接速度快。因此, 焊缝熔池的体积小, 而冷却速度快, 侵入熔池中的气体来不及向外逸出, 而残留在焊缝金属中, 形成气孔。

1.3 后道焊缝对前道焊缝重熔机会少, 残留气孔难以消除

在立焊时, 焊条的角度与横焊一样下倾, 电弧的上部也有较大的敞口, 但立焊时敞口是顺着焊接方向。熔池金属的上部敞口处即使有空气的侵入, 但随着电弧的向上移动, 还有一个重熔的过程, 侵入的气体有被再次排出的机会。在进行多层焊时, 前道焊缝的整个表面都能完全被后道焊缝重熔。因此, 前道焊缝的表面或近表面气孔, 就会因重熔而消除, 这也是立焊、平焊焊缝中气孔小的原因之一。横焊时, 敞口的方向几乎是垂直于电弧移动的方向, 单道焊时, 敞口部位的金属是不能重熔的, 因此残留在里面的气体不能消除。在进行多道焊时, 如果焊道间重叠部分过小或没有重叠, 则敞口部位的金属再次重熔程度减小或没有。这样, 残留在寒风金属中的气体不但没有消除, 反而随着焊道的增多, 使气孔累计数增大, 从而使整个焊缝的气孔量增加。

综上所述, 横焊缝较平焊缝、立焊缝容易产生气孔, 这是由焊缝所处的位置和焊接操作特点决定的。

2 减少或防止气孔的措施

2.1 控制好焊条的倾斜角, 加强对熔池的保护

为了防止电弧气氛对熔池金属的保护不良, 焊条应向下倾斜与垂直面的角度应不<80°, 尽量达到85°。在不产生焊瘤的前提下, 使焊条与水平面的夹角越小越好。

2.2 短弧操作, 减少空气的侵入

所谓短弧, 一般认为弧长是焊条直径的0.5~1.0倍。焊接电弧过长, 电弧的吹力就小, 排除空气的效果就差。同时电弧过长, 其稳定性就差, 易发生飘移, 不能有效地保护好熔池。因此, 在操作过程中必须始终压低焊接电弧, 进行短弧操作, 减少空气的入侵。

2.3 减缓熔池冷却速度, 加速气体逸出

在同样的条件下, 如果焊接电流、电弧电压相同, 我们可以用增大熔池体积的方法来实现减缓熔池的冷却速度。采用稍作摆动的直线运条或小斜圆圈形运条, 均可适当增加熔池的宽度和深度, 以达到增大焊接熔池的体积, 减缓熔池冷却速度的目的, 使焊缝中的气体能有较长的时间向外逸出。同时, 借用增大焊道宽度的方法来减少坡口内焊道的数量, 从而减少因焊道数的增加引起焊缝中气孔数增多的倾向。

2.4 焊道重熔, 消除残留气体

在进行多道横焊时, 后焊道要注意压住前道焊缝的1/2~2/3, 使各道焊缝的上半部分即敞口部分, 得以重熔, 从而使侵入的气体得以排出, 进而消除。

多道焊时, 也可以采用尽可能暂不除去渣壳的方法, 以起到缓冷作用, 这有利于气体的逸出。特别是盖面焊时, 下道焊缝渣壳的存在, 还可以起到防止飞溅物沾污焊缝表面和起到使焊缝表面光滑平整的作用。

3 结语

横焊时, 为减少或防止气孔的产生, 除正确地选择焊接材料、焊接工艺参数、清除焊件坡口处污物外, 在操作技术上应给予重视, 使横焊缝气孔问题在根本上得到改善, 从而提升横焊的施工质量。

参考文献

[1]孟工戈, 王丽凤, 焦滨先, 等.基于均匀设计方法研究不锈钢焊条的焊缝成形[J].焊接学报, 2004 (3) .

篇7：TIG焊气孔产生因素及防止措施

PCCPE管芯成型多采用立式成型工艺, 如果使用原材料、配合比或生产过程操作不当容易在管芯内外壁产生表面气孔, 管道内表面气孔过多会增加管道内表面的糙率, 影响过水能力, 而且严重影响管芯外观质量。《预应力钢筒混凝土管》 (GB/T19685-2005) 6.2.8.2条规定:缠丝前埋置式管管芯混凝土外表面直径或深度超过10mm的孔洞必须进行修补。国内也有专家认为:当气孔大于5mm时, 缠丝正好在气孔上会造成钢丝应力集中, 大于5mm的气孔也应修补。GB/T19685-2005第6.4.2.2条也规定:埋置式管芯混凝土内外表面出现的凹坑或气泡当其宽度或深度超过10mm时应采用水泥砂浆或环氧水泥砂浆予以填补并用镘刀刮平, 美标中也有类似规定。但是管芯气孔的修补不仅需要投入大量人力, 而且修补后管芯外观比较差。

下面笔者就PCCPE管芯气孔产生原因及防治措施进行详细阐述:

2 PCCPE管芯气孔原因分析

管芯混凝土表面气孔简单地说是由于混凝土中减水剂产生的气泡以及在混凝土浇灌过程中带入的气体没有及时排出附着在模具表面形成的孔洞。影响气孔生成数量和大小的原因很多, 主要有原材料、混凝土和易性、成型工艺、振捣方式等以下几点:

2.1 减水剂的原因[1]

上个世纪90年代聚羧酸减水剂在日本出现以来, 以其掺量低、高减水率、高保塌等优点获得广泛推广, 2000年以后国内PCCP管道生产多数采用聚羧酸减水剂。但是羧酸减水剂也存在与水泥的适应性问题和引气量的问题, 如果选用的减水剂品牌和水泥匹配不好, 混凝土的和易性差, 在振捣过程中气泡就不容易排出, 最终在管芯表面形成气孔;聚羧酸减水剂在混凝土中产生的不良气泡如不能及时消除, 也容易产生气孔。

2.2 水泥的原因[2]

有些水泥厂在磨粉时加入木钙、二乙二醇、三乙醇胺等助磨剂, 其中一些助磨剂有引气性, 而且引入的气泡不均匀且偏大, 属于不良气泡, 造成管芯混凝土表面出现麻面缺陷。

2.3 砂石骨料的原因

PCCP对砂石骨料要求较高, 管芯生产用砂为细度模数2.3~3.0的中砂, 除了符合GB/T14684外, 含泥量不大于1%;管芯生产用碎石为5~25mm连续级配碎石, 除了符合GB/T14685外, 含泥量不大于1%。如果砂、石的级配、模数、粒径等技术指标不能符合混凝土性能要求会影响混凝土拌和物的和易性和流动性, 砂石的级配、细度模数不合理情况下拌合出来的混凝土成型后气孔较多。

2.4 混凝土配合比的原因

混凝土配合比要精心配置, 除了通过试验室试验配制选定合适的配合比外, 还要在实际浇灌中检验, 确保混凝土的和易性, 混凝土塌落度控制在7~11mm, 并要有良好的保塌性。特别是夏天温度较高时, 如果混凝土塌落度损失过快, 气泡就很难排出。实践证明如果混凝土中掺入水泥量10~20的粉煤灰等量取代水泥会改善混凝土的性能, 减少气孔量, 同时还能降低生产成本。

2.5 管芯浇注工艺的原因

PCCPE管芯生产采用立式浇注振动成型工艺, 一次浇灌成型。在建筑工程中, 规定一次浇灌高度不宜超过2米, 不应超过3米。但是PCCPE管芯生产中一次浇灌5米或6米。浇注过程也是气泡向上集中的过程, 不能及时排出的气泡主要集中在管芯的中上部, 这也是PCCPE管芯内外表面上部气孔较多的原因。

2.6 模具的原因

模具问题在分析气孔形成原因时往往是容易被忽略的因素。笔者也是根据多年工作经验认真分析后才发现模具也是气孔产生的重要因素。立式振动PCCPE混凝土中的气体或水珠在振捣的情况下一般先向模具表面集中, 然后沿模具表面排出, 如果模具表面不光滑, 有铁锈或者其他杂质 (如脱模时粘接在模具表面的混凝土碎屑) , 这些杂质将会影响气泡 (包括游离态的水珠) 的顺利排出, 最终形成管芯表面气孔或水孔 (—表面游离态的水珠蒸发后形成的孔洞) 。

2.7 脱模剂的原因

脱模剂是涂刷在模具表面, 形成隔离薄膜层, 防止脱模时模具与管芯粘连, 保证脱模后管芯混凝土表面的光洁度。脱模剂分油性的和水性的两种基本形式, 油性脱模剂是以柴油与钙基脂或锂基脂以一定比例配合而成的矿物油脂混合物。由于矿物油有很大的粘滞性 (机油粘滞性很大, 不能使用机油) 不利于气泡或水珠的排出, 容易产生气孔。在饮用水管道中矿物油残留还会污染水质, 所以矿物油类脱模剂基本已经不被使用, 现在普遍使用的脱模剂是污染小的水性的脱模剂, 但是水性脱模剂由于不防锈, 长期使用对模具养护不利。表面张力小又无污染的的油水混合性脱模剂应运而生, 总之动物性脂肪优于植物性脂肪、植物性脂肪优于矿物油, 锂基脂优于钙基脂, 粘性很大的机油最差, 使用含工业猪油的混合型性脱模剂既环保又养护模具还能消除气孔是最佳选择。

2.8 振动器的原因

PCCPE采用风动振动器, 风动振动器固定在模具上, 振动器自身振动后, 带动模具高频振动, 振波传给混凝土, 使拌和物中的组成颗粒发生振动, 克服颗粒间的摩擦力, 使颗粒重新紧密排列, 混凝土经过振动后, 克服了粘结力而填满了空隙, 使拌和物均匀密实。振捣使混凝土密实同时排出气泡。如果振动器本身有问题或者气压不足, 则振动力不足, 气泡不能及时排出, 管芯表面气孔就会较多。如果振动器位置不正确虽然自身振动较大, 但不能很好地带动模具及混凝土高频振动, 也容易产生气孔。

3 PCCPE管芯气孔防治措施

3.1 原材料进场要严格检验

原材料特别是砂石骨料进场要严格检验。砂要确保洁净, 细度模数严格控制在2.3~3.0。如果砂中含泥量过大, 不但会影响混凝土强度, 而且更多地消耗减水剂, 使混凝土流动性不好, 容易产生气孔。砂过细也容易使混凝土变的粘稠, 不利于振捣和气泡的排出, 混凝土容易出现裂纹;砂过粗则混凝土容易离析和泌水产生其他质量缺陷。

碎石要控制好颗粒级配, 控制石粉含量, 石粉量大会使混凝土拌合物变得粘稠, 易产生气孔;颗粒级配不合理或针片状过多, 混凝土的和易性、流动性差也越容易产生气孔。

采购时要求水泥厂家不得使用助磨剂;粉煤灰要求使用一级粉煤灰。

3.2 在减水剂中加入消泡剂

减水剂产生的大于100μm不均匀、不稳定的气泡就是有害气泡, 不容易破裂, 因此要采取措施消除不良气泡。消泡剂的加入可以降低混凝土与模具界面液相的表面张力, 使润湿角变小, 减小气—固界面的粘结力, 有利于气泡的溢出或破坏。实践证明在减水剂中添加适量消泡剂, 管芯混凝土气孔的数量明显减少, 而且混凝土强度还有所提高。

消泡剂要保证减水剂性能稳定, 要充分相溶, 又不起反应;但是国内消泡剂质量良莠不齐, 有的消泡剂效果并不好, 需要慎重选择。

3.3 保证模具表面光洁, 防止模具生锈

长期不用或已经出现锈蚀的模具使用前要用钢丝刷认真除锈, 但不得喷砂除锈, 喷砂会增加模具表面的粗糙度, 容易出现粘皮现象;装模前, 模具表面要清理干净, 涂刷含乳化工业猪油的脱模剂。

3.4 确保振动器振捣效果

定期检修或更换风动振动器, 确保振动器工作良好。根据PCCP管道直径的大小在内外模上配置足够的振动器, 振动器位于模具的中上部, 沿圆周对称或均布布置, 而且压缩空气压力大不低于0.5MPa, 保证振动力。

3.5 混凝土浇灌应均匀, 严格控制下料速度, 确保混凝土密实过程中, 气泡能够充分溢出。

分料器应保证使钢筒内外同时灌料, 钢筒内外混凝土高差不超过0.5m, 以利于振动波的传递。

4 结语

PCCPE管芯生产过程中极易产生气孔, 而通过添加粉煤灰改善混凝土和易性, 在聚羧酸减水剂中添加合适的消泡剂、采用合适脱模剂、控制浇灌方式可以有效的控制气孔的数量和直径, 进一步提高管芯外观质量。

摘要：埋置式预应力钢筒混凝土管 (PCCPE) 管芯生产过程中容易出现气孔, 笔者凭借多年的实践经验对PCCPE管芯气孔从生产原材料、混凝土管芯生产过程等多个影响因素进行分析研究, 并根据气孔产生的原因采取针对性措施, 通过添加粉煤灰改善混凝土和易性, 在聚羧酸减水剂中添加合适的消泡剂、选用适合的脱模剂、控制浇灌方式等一系列措施, 有效控制了PCCPE管芯气孔的产生, 提高产品质量。

关键词：管芯,气孔,原因分析,防治措施

参考文献

[1]贺奎王万金杨国武.消泡剂在聚羧酸减水剂复配中的应用研究.纪念中国混凝土外加剂协会成立20周年—混凝土外加剂新技术发展研讨会论文集, 2006-04.

篇8：TIG焊气孔产生因素及防止措施

关键词：钢结构,夹渣,气孔,咬边,背面内凹,焊瘤,弧坑,电弧擦伤气孔,焊缝尺寸不符合要求,产生的原因,防止的措施

施工焊接程, 由于种种因素的影响焊接接头中会产生一些影响焊接质量的缺陷。尤其在手工电弧焊中更为突出。因此, 了解焊接接头这些缺陷的形状、尺寸、性质因焊接方法、焊接材料、焊接工艺及操作技术水平的不同而变化很大。根据其特征一般把常见焊接缺陷分为裂纹、气孔、夹渣、未熔合和未焊透形状缺陷和其它缺陷等。我公司承担某油库5000立方米金属化工罐施工过程中产生夹渣气孔, 夹渣气孔产生是在罐壁筒节的连接处, 经查发现存在焊接夹渣气孔, 并且这种夹渣气孔在同一条焊缝上多次出现。因此, 分析焊接夹渣气孔的性质, 了解焊接夹渣气孔形成的原因, 防止焊接夹渣气孔的产生对于保证焊接质量是十分重要的。

1 夹渣及防止措施

焊后残留在焊缝金属中的熔渣叫夹渣, 如图1所示, 属于焊缝内部缺陷范畴。它的存在削减了焊缝的截面积, 在受力焊缝中降低了焊缝强度。

1.1 产生夹渣的原因。

(1) 运条方法不正确, 使熔池中的熔化金属与熔渣分不清。 (2) 电流太小。 (3) 熔渣黏度太大。 (4) 焊前坡口及两侧油污、氧化物太多, 清理不彻底。 (5) 多层多道焊, 前道焊缝的熔渣未除干净。 (6) 焊接速度太快, 导致焊缝冷却速度过快, 熔渣来不及浮到焊缝表面。 (7) 焊缝接头时, 未先将接头处熔渣敲掉或加热不够, 造成接头处夹渣。 (8) 收弧速度太快, 未将弧坑填满, 熔渣来不及浮上来, 造成弧坑夹渣。

1.2 防止夹渣的措施。

(1) 提高焊接操作技术, 焊接过程中始终要保持熔池清晰、熔渣与液态金属良好分离。 (2) 彻底清理坡口及两侧的油污、氧化物等。 (3) 按焊接工艺规程正确选择焊接规范。 (4) 选用焊接工艺性好、符合标准要求的焊条。 (5) 接头时要先清渣且充分加热, 收弧时要填满弧坑、将渣排出。

2 气孔及防止措施

在焊接过程中, 熔池金属中的气体在金属冷却之前未能来得及逸出而残留在焊缝金属的内部或表面所形成的孔穴称为气孔, 如图2所示。

气孔种类繁多, 按其形状及分布可分为球形气孔、均布气孔、局部密集气孔、链状气孔、条形气孔、虫形气孔、皮下气孔、缩孔、表面气孔等。

2.1 产生气孔的原因。

(1) 气体的来源。a.焊条及待焊处母材表面的水分、油污、氧化物, 尤其是铁锈, 在焊接高温作用下分解出气体, 如氢气、氧气、一氧化碳气体和水蒸气等, 溶解在熔滴和焊接熔池金属中。b.焊接电弧和熔池保护不良, 空气进入电弧和熔池。c.焊接时冶金反应产生的气体。 (2) 气孔形成条件。气体在焊接过程中侵入熔滴和熔池后, 参与冶金反应, 有些原子状态的气体能溶于液态金属中, 当焊缝冷却时, 随着温度下降, 其在金属中的溶解度急剧下降, 析出来的气体要浮出熔池, 如果在焊缝金属凝固期间, 未能及时浮出而残留在金属中, 就形成了气孔。

2.2 防止气孔的措施。

(1) 控制气体来源。焊条防潮和烘干。加强对焊件表面的清理工作, 焊件表面的油污、氧化膜等都会在焊接过程中, 向熔滴、熔池提供氢气和氧气。铁锈不仅提供水分, 而且是氢气的来源。含水分的铁锈, 比不含水分的氧化铁皮更易产生气孔。所以, 焊前必须清理干净。 (2) 加强防护。如起弧、接头时, 焊条端头药皮熔化不好、保护差, 易产生气孔, 要有足够的加热。 (3) 正确选用焊条。焊条应符合国家标准, 要有质量保证书。特别重要的焊件或对焊条有怀疑时, 应进行复验。要根据生产的实际情况, 选用抗锈能力较强的焊条。如低氢型焊条的抗锈能力较差, 氧化铁型焊条抗锈能力较好。若除锈工作量很大, 很难彻底清除, 在不影响强度和韧性前提下, 采用抗锈能力好的焊条, 不易产生气孔。 (4) 选择低氢焊接方法。不论是酸性焊条还是碱性焊条, 均推荐采用直流反接法进行焊接。这是经生产实践证明, 防止气孔的有效方法。 (5) 严格按焊接工艺规程调节焊接规范。焊接线能量的大小, 对产生气孔有很大的关系, 电流过大, 易产生气孔。另外, 向下立焊比向上立焊易产生气孔, 长弧焊比短弧焊易产生气孔。给电弧加脉冲能减少气孔的产生。

3 焊缝成形表面缺陷及防止措施

表面缺陷指咬边、背面内凹、焊瘤、弧坑、电弧擦伤、焊缝尺寸不符合要求等。对已经叙述过的表面气孔、表面裂纹、表面夹渣等不再赘述。

3.1 咬边。

在焊接过程中, 焊缝边缘母材被电弧烧熔而出现的凹槽叫咬边, 如图3所示。咬边多出现在立焊、横焊、仰焊、平角焊等焊缝中。

咬边具有很大的危害性, 会造成应力集中, 尤其是在脉动载荷下, 往往是裂纹的萌发处, 如焊趾裂纹等, 造成严重事故。

(1) 造成咬边的原因。使用了过大的焊接电流、电孤太长、焊条角度不对、运条不正确, 如在坡口两侧停留时间太短或时间太长、电弧偏吹等因素都会造成咬边。 (2) 防止产生咬边的措施。正确选用焊接规范, 不要使用过大的焊接电流, 要采用短弧焊, 坡口两边运条稍慢、焊缝中间稍快, 焊条角度要正确。

3.2 背面内凹。

根部焊缝低于母材表面的现象称为背面内凹。这种缺陷多发生在单面焊双面成形, 尤其是焊条电弧焊仰焊易产生内凹。内凹减少了焊缝横截面积, 降低了焊接接头的承载能力。

(1) 产生背面内凹的原因。在仰焊时, 背面形成熔池过大, 铁水在高温时表面张力小, 液体金属因自重而下沉形成背面内凹。 (2) 防止措施。焊接坡口和间隙不宜过大。电流大小要适中, 尤其要控制好熔池温度。电弧要托住熔池, 电弧要压短些, 随时调节好熔池的形状和大小。两侧要熔合好, 电弧要稳定, 中间运条要迅速均匀。

3.3 焊瘤。

除正常焊缝外, 多余的焊着金属称为焊瘤, 如图4所示。

焊瘤易在仰焊、立焊、横焊时产生, 平焊第一层时在反面也有发生。焊瘤严重影响焊缝的美观, 一定要铲磨掉, 但这样既费工又费料。

(1) 产生焊瘤的原因。仰焊时, 第一层多采用灭弧焊法, 常因焊接时灭弧的周期时间掌握不当, 使熔池温度过高而产生焊瘤, 或各层因电流太大、两侧运条速度过快而中间运条速度过慢, 使熔池金属因自重而下坠形成焊瘤。若电流过小, 不得不减低焊接速度, 使熔池中心温度过高, 也会产生焊瘤, 所以, 关键是要控制熔池温度。选用比平焊电流小10%~15%的电流值, 焊条左右运条时, 中间稍快, 坡口两边稍慢且有停留动作。尽量用短弧焊接, 注意观察熔池, 若有下坠迹象, 应立即灭弧, 让熔池稍冷再引弧焊接。立焊时的单面焊双面成形, 第一层为了焊透, 多采用击穿焊法。一旦对熔池温度失控, 会在背面或正面产生焊瘤, 正面焊瘤纯属熔池温度过高。背面焊瘤, 除熔池温度过高外, 还会因焊条伸入过深, 熔池金属被推挤到背面过多而造成焊瘤。 (2) 防止措施。选用合适的焊接规范, 控制熔池金属温度, 可采用跳弧、灭弧焊降温。对间隙大的坡口, 应采用多点焊法, 以后各层要用两边稍慢中间稍快的运条方法, 控制熔池形状为扁椭圆形, 熔池铁水与熔渣要分明, 一旦熔池下部出现“鼓肚”现象, 应采用跳弧或灭弧降温。

3.4 弧坑。

焊缝收尾时, 未将焊缝填满而留下的凹坑称弧坑。弧坑是因为收弧太快未填满而造成的, 其防止措施是收尾时稍停留一下。若是宽焊缝, 就在收尾时多绕几下圆圈或通过灭弧一引弧多次将弧坑填满。但要注意, 采用碱性焊条不宜用此法, 以防产生气孔。

3.5 电弧擦伤。

焊条或焊条头前端裸露部分与母材表面接触使其短暂引弧, 几乎不带焊着金属, 只有母材表面留下擦伤痕迹。电弧擦伤处, 在引弧的一瞬间, 没有熔渣和气体保护, 空气中的氮在高温下, 在擦伤表面形成氮化物, 即快速渗氮。加上擦伤处冷却速度很快, 使此处硬度很高, 产生硬脆现象。

据专门试验分析及重要结构发生意外脆断事故分析, 表明电弧擦伤会给焊接结构造成严重的脆化作用, 在其他因素的共同作用下成为脆性破坏的起源, 这一点往往未被焊接操作者认识和注意。在压力容器和重要焊接结构焊接时, 万万不可忽视。

一旦有电弧擦伤, 应仔细把硬脆层打磨掉, 若打磨后造成板厚减薄过限, 应补焊, 补焊要编制补焊工艺。

3.6 焊缝几何尺寸不符合要求。

焊缝成形不良, 几何尺寸不符合设计规定, 如焊缝过窄、过宽, 焊缝余高太高, 焊缝过低, 如低于母材表面, 焊脚不对称, 错边, 焊缝接头不良等, 都会给焊缝性能带来不良影响。

(1) 产生原因。产生焊缝成形不良的原因很多, 如坡口过宽或过窄, 装配间隙不均匀, 焊条角度不正确, 指向一边或时大时小, 焊接速度时快时慢, 电弧偏吹, 焊条偏心, 组装时错位, 定位焊点未焊牢, 定位焊缝过高, 焊工操作技术差等。 (2) 防止措施。焊前认真组装, 检验组装质量合格后再焊接。定位焊焊缝要焊透焊牢, 对过高的定位焊缝, 要磨修好再焊。不使用偏心焊条, 防止电弧偏吹, 始终保持好焊条角度。运条速度要均匀, 安排多层焊时每层厚度要合适, 加强操作技术练习, 提高操作水平等。

参考文献

[1]GB150-1998, 钢制压力容器[S].