不锈钢焊条焊接气孔影响因素的研究及新型A102不锈钢焊条的研制

第一篇：不锈钢焊条焊接气孔影响因素的研究及新型A102不锈钢焊条的研制

不锈钢焊条焊接气孔影响因素的研究及新型A102不锈钢焊条的研制

张楚信

（杭州电焊条厂，浙江 杭州 310008）

摘 要：系统阐述了不锈钢焊条工艺性能改进中所产生焊接气孔的一系列影响因素，通过大量的配方调整试验、研究总结出改善不锈钢焊条焊接工艺及解决由此引发的焊接气孔问题的主要方法，提出在限制药皮含水量的同时，还要采取合理使用氟化物，控制熔敷金属的硅含量，适当提高熔渣的碱度及焊条的烘焙温度和延长烘焙时间等措施，可实现不锈钢焊条抗气孔能力的全面提高和焊接工艺性能的彻底改进，是新型 A102 不锈钢焊条研制的又一成功范例。

关 键 词：不锈钢焊条；焊接气孔；影响因素；研制新途径。

中图分类号： TG422.1 文献标识码：A

文章编号：1001-4551(2000)04-0083-03

Study on the Effect Factors Of Welding Bubble Using Stainless Steel Electrode and Development of New Type Stainless Steel Electrode.Zhang Chu-xin

(Hanghou Welding Electrode Factory, HangZhou 310008)

Abstract: This paper systematically describes a series of effect factors of welding bubble which produce in improving the usability of stainless steel electrode.Through a large quantity of adjusting test of the prescription, the paper research improvement of measures of solving the problem of welding bubble which is caused by the above usability.At the same time, the paper also takes measures as follow: restriction of the water content in the coating, rational use of fluoride, control of silicon content in deposited metal, rise of the base of welding slag and adjust of the baking condition etc.So as to be able to completely raise anti – bubble capability and thoroughly improve the welking usability of the electrodes.This is also the successful example in the development of new type A102 stainless steel electrode.Key words: stainless steel electrode;welding bubble;effect factor;new approach to the development 引 言

随着现代工业的发展，不锈钢材料的应用越来越广泛，不锈钢的焊接技术也得到了迅猛的发展，作为不锈钢焊接材料的主导产品手工电弧焊不锈钢焊条的研究也有了重大的进展，人们利用对电弧理论、熔滴过渡状态的研究，提出了通过提高焊条熔化系数及改善熔滴过渡状态等措施，较大的改善了焊条的焊接工艺性能、提高了焊条的耐发红、开裂等现象； 但无论是在焊条配方的研究过程中，还是现在市场流通的不锈钢焊条，其焊接气孔一直困扰着广大的焊接工作者，成为提高焊条焊接工艺性能，改善熔敷金属内在质量的重量制约因素。A102(E308)焊条是我国现阶段使用量最大的不锈钢焊条，因此对气孔的影响研究及研制新型 A102 不锈钢焊条，提高抗气孔能力，改善焊接工艺性能具有重大的现实意义。

不锈钢焊条焊接气孔的类型及成因

2.1 气孔的类型

在焊接中产生的气孔一般是氢气孔、氮气孔和一氧化碳气孔，由于 A102 不锈钢焊条熔敷金属的含碳量都很低，一般产生 CO 气孔的可能性极小，在含氮类不锈钢中容易产生氮气孔，而在常见的 18-8型不锈钢中所产生的气孔一般均为氢气孔。

2.2 气孔形成的主要因素

2.2.1 焊条药皮的含水量

研究资料表面，不锈钢焊条的气孔敏感性与药皮的含水量有极大的关系，药皮含水量与单根焊条平均焊接气孔数的关系，如图1示。

2.2.2 熔敷金属的硅含量

由于焊条焊接工艺性能的改善需要较大的增加药皮中的硅酸盐的比例，这时将有利于以下反应的进行：

这些反应的进行则使熔敷金属的硅含量增加，硅是金属表面活化元素，有抑制熔池中氢逸出的行为，从而提高焊接气孔的敏感性。

2.2.3 药皮配比中的碳酸盐的含量

在不锈钢焊条的配方中为改善焊条的焊接熔滴过渡状

态，其碳酸盐的加入量比较低，致使电弧气氛中的氧化势低，氢分压高，碳配盐分解的CO2、CO 量较少，不利于下列反应进行：

时熔渣中的CaO、ＭgO、MnO 浓度较低，又助长了渗硅反应的进行，使氢气孔的敏感性增加。

2.2.4 氟化物的含量

由于在改善不锈钢焊条焊接工艺时需要对氟化物进行控制，因此限制了 CaF2 MgF2 NaAlF4 等类氟化物的焊接冶金去氢效果。

2.2.5 熔渣的碱度及物理性能

熔渣的碱度越低越易产生氢气孔，同时，熔渣的物理特性如界面张力、粘度、透气性等均对焊接气孔的形成起一定的作用。

提高抗气孔能力的有效途径

3.1 严格控制药皮的含水量

根据药皮含水量对焊接气孔的影响，可控制低水系或高水系，由于高水系的焊条在一定程度上受原材料稳定性的影响，还存在敏感的弧坑气孔及内部气孔，同时，根据现有的试验结果，高水系焊条机械性能的稳定性较差，因此，我们选用低水系作为主要的研制方向。

为了能比较完全的控制药皮含水量，我们预先把一些加入量较多的硅酸盐进行先期的脱水处理，使之在加入较多量的硅酸盐时仍能保证药皮的含水量在较低的水准，同时配方中使用量较多的钛酸盐采用以高温冶炼的人造金红石，保证该部分材料不含任何化合水。

3.2 合理加入氟化物

实验证明，氟化物对冶金去氢是主要的，但是在加入量较多时，焊条的焊接工艺性能恶化，电弧噪声增大，飞溅增加，因此在保证其冶金去氢能力的前提下应对其使用量加以控制，同时，采用复合氟化物可提高去氢能力。

3.3 适当增加碳酸盐的加入量及提高熔渣的碱度

在一定条件下，碳酸盐的加入量及熔渣的碱度偏低，焊条的抗气孔能力仍然受到影响，同时，焊条熔敷金属的内在质量的提高又受到较大的制约，因此在满足焊条焊接工艺性能的前提下尽量增加碳酸盐的使用量，并以此提高熔渣的碱度是提高焊条抗气孔能力的重要措施之一。

3.4 控制焊芯的含硅量及限制熔敷金属的硅含量

由于硅对氢的逸出抑制作用较明显，加上酸性熔渣的渗硅反应也比较明显，所以焊芯中的硅含量对气孔的敏感性有一定的作用，加强熔渣的氧化性又能对渗硅反应起到抑制的作用。

3.5 采用高模数低浓度水玻璃作为焊条的粘结剂由于水玻璃模数的不同，其制造的炼烧温度也存在较大的差异，模数越高，炼烧温度越高，其含水量也越低，因此，在同等条件下，炼烧温度越高，其含水量也越低，因而，在同等条件下采用高模数低浓度水玻璃可提高焊条的抗气孔能力，但是在模数提高的同时，要充分考虑到水玻璃模数对药皮开裂的影响。

3.6 适当提高焊条的烘焙温度和延长烘焙时间

在合理设计焊条配方的前提下，可适当提高焊条的烘焙温度，延长高温的保温时间，尽量降低焊条的含水量，也是重要的工艺保证。

新 A102 焊条设计思路及基本性能

综上所述，在新 A102 焊条的配方设计中我采取以下综合措施：即通过对主要硅酸盐材料进行先期脱水，控制药皮的含水量，采取复合氟化物，并引用氟化稀土强化冶金去氢效果，适当增加碳酸盐加入量及提高熔渣的碱度，适当加大焊条的药皮外径，改善熔滴过渡状态，强化焊条的熔渣保护效果，严格执行相关的烘焙工艺，可使设计的 A102 焊条具有优良的焊接工艺性能，很强的抗气孔能力及优良的机械性能，其基本配比，如表 1 所示。

焊条的焊接电弧稳定性较好，引弧和再行弧极易，脱渣优良，焊缝成型美观、飞溅少、发红、开裂现象很少。

结束语

新研制的 A102 焊条具有优良的焊条工艺性能和较强的抗气孔能力，其内有质量指标均符合 GB/T983－1995 国家标准要求，熔敷金属的含硅量控制在较低的水准。

参考文献

［ １］ 陈伯蠡、焊接冶金原理［Ｍ］.北京：清华大学出版社，1991.［ 2 ］ 唐伯钢，尹士科，王玉荣 K 低碳钢与低合金高强度钢焊接材料［ M ］北京：机械工业出版社，1987.［ 3 ］ 王宝、焊接电弧物理与焊条工艺性设计［ M ］、北京：机械工业出版社，1998.收稿日期： 2000-05-10

作者简介：张楚信（1963-），男，浙江东阳人，工学士，工程师，副总工程师，主要从事焊接材料研究开发及生产工艺研究工作。

第二篇：不锈钢TIG焊要点及注意事项

 不锈钢TIG焊要点及注意事项

1.采用垂直外特性的电源，直流时采用正极性（焊丝接负极）

2.一般适合于6mm以下薄板的焊接，具有焊缝成型美观，焊接变形量小的特点

3.保护气体为氩气，纯度为99.99%。当焊接电流为50~150A时，氩气流量为8~10L/min，当电流为150~250A时，氩气流量为12~15L/min。

第三篇：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。

第四篇：铝合金MIG焊的气孔问题研究

铝合金MIG焊的气孔问题研究

摘要：铝合金在MIG焊时很容易产生气孔，需要采取相应的解决措施。为此，选用先进的焊接设备，焊前对母材及焊材的清洁度、保护气体的纯度进行严格控制，并配以合理的焊接工艺参数，可使气孔得到有效地控制。

关键词：铝合金；MIG焊；气孔；焊缝质量

中图分类号：TG441.7 文献标识码：A文章编号：1006-8937（2014）15-0094-01

铝合金由于比重小、比强度高、无磁性、以及良好的加工性能、耐腐蚀性能和导电热性能，被广泛应用于各种焊接结构和产品中。因此，特别适用于航空航天器、船舶、车辆等运载工具以及对快速机动能力有高要求的兵工装备。铝合金适最用于TIG焊和MIG焊，而MIG焊相比TIG焊，焊接效率高，因而得到更广泛的应用。但是，MIG焊时最容易产生气孔，气孔的存在会影响焊接接头的性能，因此，解决合金焊接时产生的气孔问题，是焊接质量控制的首要任务。

1MIG焊接设备、焊接工艺的发展与应用

近年来，全球的焊接技术发展非常快。焊接设备已从机械控制进入了电子控制时代。在过去的几十年里，焊接设备的功率器件由磁放大器向晶闸管、晶体管和IGBT等方向发展。晶体管逆变式控制的脉冲MIG焊机，成为目前铝合金焊接的发展趋势。焊接工艺多采用自动或半自动方式焊接。如铝合金储液罐及换热器的焊接一般实现了半自动焊及全自动焊。焊接设备多采用晶体管道逆变控制式脉冲氩弧焊机（DIGITAL PULSE）、全密封式的焊台结合PLC系统，有效地控制工件运转节率，采用纯氩保护进行焊接，为半自动MIG焊提供技术保障，较大程度地减少了人和环境对焊缝质量的影响。工艺上采用高速和大电流规范进行施焊，使用这样的设备及焊接工艺施焊时产生的气孔和飞溅现象非常少。

2铝合金焊缝中形成气孔的机理

2.1铝合金焊接时产生气孔的来源

铝合金焊接时极易气孔，而氢是铝及铝合金熔焊时产生气孔的主要原因，铝合金焊接中少量的氢污染都能引起严重的气孔。

铝合金焊缝中氢的来源，主要有以下几个方面：①母材和焊材的表面的油污、水分及其他有机物等在焊接电弧的高温下分解产生的氢；②母材和焊材中固溶的氢；③保护气体纯度不够，气体中含水；④在电弧气氛中侵入了空气中的水分。

2.2焊接设备对气孔产生的影响

晶体管道逆变控制式脉冲MIG焊机，其晶体管控制MIG焊电源输出波形为方波脉冲，可实现与脉冲电流同步的1滴/1脉冲熔滴过渡。即使焊接电流发生变化，在1次脉冲里过渡的熔滴大小仍基本相同。且从小电流到大电流整个较大的范围内都可进行稳定的熔滴过渡（焊接），基本无飞溅和烟雾少，气孔也显著降低。而晶闸管控制的焊机未能达到该效果。目前，又出现一种DPMIG新技术焊机，它具有一个脉冲过渡一个熔滴的特点，同时对熔池起到搅拌的作用，使得气熔池内部气体有足够的时间逸出，从而得到低气孔率焊接熔池。

2.3焊接接头位置对焊缝中气孔的影响因素

焊接结构的多样化，决定了焊接接头位置的多样性，焊接接头位置不同，决定了残留在晶体中细小、孤立气泡的逃逸量。平焊时，不论焊枪移动还是工件移动，对于焊缝中气孔的逸出最为有利。下坡焊时，焊接熔池金属可能流到焊丝的前面，对母材产生预热作用，而削弱了清理作用和保护效果，而上坡焊的效果正好与下坡焊相反。铝材的下坡焊很容易产生缺陷，影响焊缝质量，一般不推荐使用。

2.4保护气体对铝合金焊缝中气孔的影响

氩气和氦气是铝合金气体保护焊最常用的两种保护气体，它们均属于惰性气体，但两者的热物理特性具有很大差异，从而决定了其电弧特性亦明显不同。氩气的密度比空气大，而热导率比较小，因此氩弧燃烧非常稳定，熔滴易呈稳定的轴向射流过渡，保护效果好。但氩弧电弧电压和能量密度较低，射流过渡时易得到指状熔深。氦气的密度比空气小，导热率比氩气高，易获得较高的电弧电压，从而增大了焊缝熔深。

实践证明，采用纯度为99.99%的纯氩气可以获得较好的焊缝质量。对于导热性较好的铝合金，采用混合气保护，以较快的焊接速度焊接时，其冷却速度也较快，大量分布于细小的枝晶组织间的气泡不能像晶体生长得那么快，也不能产生足够的浮力逸出熔池，这样孤立的气泡就陷于晶体中作为细小的气孔保留于焊缝中。而采用纯氩气保护焊接时，焊缝金属的冷却速度相对较慢，有利于气泡的长大和逸出，而获得焊缝较好的内部质量。例如纯氩条件下的薄壁铝合金罐体（壁厚2.0 mm，直径Φ30~60 mm）获得的焊缝质量，其耐爆破强度性能指数在15 MPa以上，压力循环试验性能指数在15万次以上（试验压力1~35 bar，试验频率1 Hz）。

2.5其它因素对铝合金焊缝中气孔的影响

作为熔化极的铝焊丝表面摩擦系数较大，因此，应该尽可能的选择高耐磨和摩擦系数低的材料作送丝软管，且弯曲的送丝管对焊接效果有很大影响，如将铝焊丝沿着弯曲的送丝管送出，很容易引起电弧不稳、焊嘴被堵等多种故障，从而无法获得优质的内部焊缝。

MIG焊接过程中，粘在喷嘴内壁上少量的飞溅应及时去除，以免掉在焊缝中产生夹渣和气孔。对焊接规范、氩气流量、导电嘴的使用寿命等进行合理的控制，也可有效的减少铝合金焊缝中气孔。

3焊接工艺参数的控制

焊接工艺参数控制不当往往会是焊接质量明显下降。焊接工艺参数主要包括焊接电流、焊接电压和焊接速度三个因素，焊接电流是焊缝熔深和焊缝厚度主要影响因素，焊接电流大，焊缝熔深大，焊缝厚度大，焊接效率高，但是电流过大，容易产生咬边、焊穿等缺陷，焊缝厚度大即熔池深，焊接时气体逸出时间变长，也容易产生气孔。焊接电压是影响焊缝熔宽的主要因素，并随着电流增大也相应增大，否则电弧会不稳定，但电压不宜过大，电压过大，电弧变长，保护气体效果变差，容易被空气侵入而产生气孔；焊接电压过小，焊接电弧不稳定，焊缝宽度太小，焊缝成型不好。焊接速度是影响焊缝成型的重要因素，焊接速度太小，焊缝厚度高，焊缝宽度小，焊缝中心会凸起，成型不好，还容易焊穿；焊接速度过大，容易产生咬边，焊缝冷却过快，保护气体保护效果变差，而且熔池还没冷却下来，空气已经侵入，焊缝容易被氧化和产生气孔。

因而，在实践过程中要掌握好焊接工艺参数，并熟练地操作，焊接过程中才能控制好焊缝成型和不产生焊接气孔。

4结语

①选择先进的焊接设备，并在焊前去除对母材和焊材表面对焊接质量产生影响的油污、水分及其他杂物，再配以合理的焊接工艺参数，可有效地控制铝合金MIG焊时气孔的产生。

②晶体管逆变式控制的脉冲MIG焊机的应用及半自动MIG焊接方式的选择，可有效地控制人及周边环境等外界因素对焊缝质量的影响，很大程度上降低了焊工的作业强度，有利于焊接质量的稳定提高。

参考文献：

[1] 邹增大.焊接材料工艺及设备手册[M].北京:化学工业出版社,2001.[2] 水野政夫(日),许慧姿(译).铝及其合金的焊接[M].北京:冶金工业出版社,1985.[3] 刘嘉,殷树言.铝及铝合金焊接新技术[J].航空制造技术,2006,(5).

第五篇：硅钢片与不锈钢焊接过程中焊接气孔产生的因及解决措施

硅钢片与不锈钢焊接过程中焊接气孔产生的因及解决措施

摘 要：分析硅钢片与不锈钢焊接过程中焊接气孔产生的原因，并研究解决方案。结果表明：硅钢片与不锈钢焊接过程中焊接气孔产生的主要原因是硅钢片涂层中的有机物分解产生气孔。采用钨极氩弧焊可有效减少焊接过程中气孔产生的倾向。

关键词：硅钢片； 不锈钢； 焊条电弧焊； 钨极氩弧焊； 气孔； 有机涂层

硅钢片是一种含碳极低的硅铁软磁合金，一般含硅量为0.5～4.5%。最近在公司一个供电电抗器铁心的工艺制造中，要求对硅钢片与奥氏体不锈钢进行焊接，在验证中发现硅钢片与不锈钢在焊接过程中易产生焊接气孔缺陷。轨道牵引产品是公司主营产品，硅钢片为最常用的基本材料，所以研究硅钢片与不锈钢焊接过程中焊接气孔产生的原因及解决方法，对保证公司产品质量和设计产品工艺有十分重要的意义。试验材料与方法

1.1 试验材料

硅钢片选择的是武钢35WW360的硅钢片，不锈钢材料选择的是1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢。试件规格见表1。焊接过程中采用的是φ3.2的A312不锈钢焊条，A312是钛钙型药皮的不锈钢焊条。母材与焊条的化学成分见表2[1]。

1.2 试验方法

硅钢片与不锈钢焊接试验采用手工电弧焊焊接方法，接头形式为角接接头。焊接前对硅钢片与不锈钢焊接试板待焊处20mm表面清理干净，进行机械打磨去除铁锈、氧化皮等杂质。并用酒精进行擦洗，去除表面的有机杂质。焊条按照焊接工艺规范进行烘干。焊接过程中适当摆条利于熔池中气体的溢出。硅钢片与不锈钢焊接气孔产生原因及解决方法

2.1 硅钢片与不锈钢焊接过程中焊接气孔产生原因

焊接后发现焊缝表面存在焊接气孔缺陷，且多组试件均存在。

2.1.1 润滑剂的原因

跟踪硅钢片加工时发现在剪冲时有少量润滑剂残留在硅钢片的表面，初步分析这些残余物在焊接时受到加热的作用外渗有产生焊接气孔的倾向。

2.1.2 硅钢片涂层的原因

为满足硅钢片的耐蚀、绝缘等性能，硅钢片的表面附有涂层，主要包括无机涂层、半无机涂层和有机涂层三大类，其中无机涂层具有最好的焊接性。公司产品供电电抗器铁心所用硅钢片是半无机涂层。这种半无机涂层的硅钢片具有良好的剪冲加工性和防腐性。但是在焊接过程中树脂的挥发可产生过多的气孔 [2]。

所以硅钢片表面涂层中的树脂焊接时分解是硅钢片与不锈钢焊接过程中焊接气孔产生的主要原因。

2.2 硅钢片与不锈钢焊接过程中焊接气孔的解决方法

钨极氩弧焊中钨电极与母材间产生的电弧在惰性气氛中极为稳定，氩气同样起到保护熔池的作用。焊接速度低，熔池存在的时间长，配合适当摆条可使产生的气体有效溢出。所以选用钨极氩弧焊进行焊接，焊丝为ER-309L。下图为钨极氩弧焊焊接硅钢片与不锈钢焊缝表面。结果表明采用钨极氩弧焊可解决硅钢片与不锈钢焊接过程中产生焊接气孔问题。结论

（1）硅钢片涂层中有机物焊接时产生大量气体来不及溢出是硅钢片与不锈钢焊接过程中焊接气孔产生的主要原因。硅钢片剪冲后残留在表面的少量有机润滑剂也有产生焊接气孔的倾向，建议剪冲后、叠片前清理干净，并进行焊前预热。

（2）选用钨极氩弧焊焊接硅钢片与不锈钢可解决焊接气孔的问题，小批量生产时可采用。

参考文献：

[1]丁启湛，丁成钢.不锈钢的焊接[M].北京：机械工业出版社，2009.[2]冷轧硅钢片涂层绝缘性，http：//wenku.baidu.com/view/86a26a47a8956bec0975e364.html

[3]李亚江.焊接缺陷分析与对策[M].北京：化学工业出版社，2011.作者简介：陈方遒（1971―），男，湖南长沙人，本科，助理工程师，研究方向：变压器制造工艺。