第一篇:CO2焊接的气孔问题及解决措施
CO2焊接的气孔问题及解决措施
CO2焊时,熔池表面只有很少量熔渣覆盖,CO2气流又有冷却作用,因而熔池凝固较快,使焊接时产生的气体来不及上逸,故增大了产生气孔的可能性。
CO2焊焊缝金属中的气孔通常由下述情况造成:
(一)CO气孔
CO气孔多是由于焊丝的化学成分选择不当造成。当焊丝金属中含脱氧元素不足时,焊接过程中就会有较多的FeO溶于熔池金属中,并与C发生可逆反应,产物为Fe和CO气体。该反应在熔池处于结晶温度时进行得比较剧烈,由于此时熔池已开始凝固,CO气体不易逸出,于是在焊缝中形成气孔。
若焊丝中含有足够的脱氧元素Si和Mn,以及限制焊丝中的含C量,就可以抑制上述反应,有效地防止气体的产生。所以在CO2焊中只要焊丝选择适当,产生CO气体的可能性是很小的。
CO气孔常出现在焊缝根部与表面,且多呈针尖状。
(二)氮气孔
氮气的来源:一是由于保护效果不良,空气侵入焊接区;二是CO2气体不纯。近年的研究试验表明:由于CO2气体不纯而引起氮气孔的可能性不大,焊缝中的氮气孔主要是由于保护气层遭到破坏,大量空气侵入焊接区所致。
造成保护气层失效的因素有:过小的CO2气体流量;喷嘴被飞溅物部分堵塞;喷嘴与工作距离过大,以及焊接场地有侧向风等。
因此,避免产生氮气孔的主要措施是应增强气体的保护效果;另外,选用含有固氮元素(如Ti和Al)的焊丝,也有助于防止产生氮气孔。
此外,电弧电压越高,空气侵入的可能性越大。随着电弧电压的增大,焊缝中含氮量增加,电弧电压达一定值后,焊缝中就出现氮气孔。焊缝中含氮量增加,即使不出现气孔,也将显著降低焊缝金属的塑性。
(三)氢气孔
电弧区的氢主要来自焊丝、工件表面的油污及铁锈,以及CO2气体中所含的水分。所以焊前要适当清除工件和焊丝表面的油污及铁锈,另一方面应尽可能使用含水分低的CO2气体。CO2气体中的水分常常是引起氢气孔的主要原因。
生产实践表明,除非在钢板表面已锈蚀有一层黄锈时,焊前一般不必除锈,但焊丝表面的油污,必须用汽油等溶剂擦掉。这不仅是为防止气孔,也可避免油污在送丝软管内造成堵塞,以及减少焊接中的烟雾等。
减少CO2气体中的水分可不仅可减少氢气孔,也可以提高焊缝金属的塑性。液态CO2中可溶解约占0.05%的水分,另外还有一部分自由状态的水分沉于钢瓶的底部。试验表明,在焊接现场采取以下措施,对减少气体中的水分可得到显著效果:
1)将新灌气瓶倒立静置1~2小时,然后打开阀门,把沉积在下部的自由状态的水排出。根据瓶中含水量的不同,可放水2~3次,每隔30分钟左右放一次。放水结束后,将气瓶放正。
2)经放水处理后的气瓶,在使用前先放气2~3分钟,以放掉气瓶上面部分的气体。因为这部分气体通常含有较多的空气和水分,这些空气和水分主要是装瓶时混入的。
3)在气路系统中设置高压干燥器和低压干燥器(根据需要,低压干燥器可增至2~3个),可进一步减少CO2气体中的水分。可用硅胶或脱水硫酸铜作干燥剂,用过的干燥剂经烘干后可反复使用。
4)瓶中气压降到10个大气压时,不再使用。
另外,由于氢是以离子形态溶于熔池的,而直流反接(即工件接负极)时,熔池为负极,它发射大量电子,使熔池表面的氢离子又复合为原子,因而减少进入熔池的氢离子数量。所以,采用直流反接时,焊缝中含氢量为直流正接时的1/3~1/5,产生氢气孔的倾向也比直流正接时小。
第二篇:CO2焊接的气孔问题及解决措施
CO2焊接的气孔问题及解决措施.txt我的优点是:我很帅;但是我的缺点是:我帅的不明显。什么是幸福?幸福就是猫吃鱼,狗吃肉,奥特曼打小怪兽!令堂可是令尊表姐?我是胖人,不是粗人。CO2焊接的气孔问题及解决措施.txt我退化了,到现在我还不会游泳,要知道在我出生之前,我绝对是游的最快的那个CO2焊接的气孔问题及解决措施
CO2焊时,熔池表面只有很少量熔渣覆盖,CO2气流又有冷却作用,因而熔池凝固较快,使焊接时产生的气体来不及上逸,故增大了产生气孔的可能性。
CO2焊焊缝金属中的气孔通常由下述情况造成:
(一)CO气孔
CO气孔多是由于焊丝的化学成分选择不当造成。当焊丝金属中含脱氧元素不足时,焊接过程中就会有较多的FeO溶于熔池金属中,并与C发生可逆反应,产物为Fe和CO气体。该反应在熔池处于结晶温度时进行得比较剧烈,由于此时熔池已开始凝固,CO气体不易逸出,于是在焊缝中形成气孔。
若焊丝中含有足够的脱氧元素Si和Mn,以及限制焊丝中的含C量,就可以抑制上述反应,有效地防止气体的产生。所以在CO2焊中只要焊丝选择适当,产生CO气体的可能性是很小的。
CO气孔常出现在焊缝根部与表面,且多呈针尖状。
(二)氮气孔
氮气的来源:一是由于保护效果不良,空气侵入焊接区;二是CO2气体不纯。近年的研究试验表明:由于CO2气体不纯而引起氮气孔的可能性不大,焊缝中的氮气孔主要是由于保护气层遭到破坏,大量空气侵入焊接区所致。
造成保护气层失效的因素有:过小的CO2气体流量;喷嘴被飞溅物部分堵塞;喷嘴与工作距离过大,以及焊接场地有侧向风等。
因此,避免产生氮气孔的主要措施是应增强气体的保护效果;另外,选用含有固氮元素(如Ti和Al)的焊丝,也有助于防止产生氮气孔。
此外,电弧电压越高,空气侵入的可能性越大。随着电弧电压的增大,焊缝中含氮量增加,电弧电压达一定值后,焊缝中就出现氮气孔。焊缝中含氮量增加,即使不出现气孔,也将显著降低焊缝金属的塑性。
(三)氢气孔
电弧区的氢主要来自焊丝、工件表面的油污及铁锈,以及CO2气体中所含的水分。所以焊前要适当清除工件和焊丝表面的油污及铁锈,另一方面应尽可能使用含水分低的CO2气体。CO2气体中的水分常常是引起氢气孔的主要原因。
生产实践表明,除非在钢板表面已锈蚀有一层黄锈时,焊前一般不必除锈,但焊丝表面的油污,必须用汽油等溶剂擦掉。这不仅是为防止气孔,也可避免油污在送丝软管内造成堵塞,以及减少焊接中的烟雾等。
减少CO2气体中的水分可不仅可减少氢气孔,也可以提高焊缝金属的塑性。液态CO2中可溶解约占0.05%的水分,另外还有一部分自由状态的水分沉于钢瓶的底部。试验表明,在焊接现场采取以下措施,对减少气体中的水分可得到显著效果:
1)将新灌气瓶倒立静置1~2小时,然后打开阀门,把沉积在下部的自由状态的水排出。根据瓶中含水量的不同,可放水2~3次,每隔30分钟左右放一次。放水结束后,将气瓶放正。
2)经放水处理后的气瓶,在使用前先放气2~3分钟,以放掉气瓶上面部分的气体。因为这部分气体通常含有较多的空气和水分,这些空气和水分主要是装瓶时混入的。
3)在气路系统中设置高压干燥器和低压干燥器(根据需要,低压干燥器可增至2~3个),可进一步减少CO2气体中的水分。可用硅胶或脱水硫酸铜作干燥剂,用过的干燥剂经烘干后可反复使用。
4)瓶中气压降到10个大气压时,不再使用。
另外,由于氢是以离子形态溶于熔池的,而直流反接(即工件接负极)时,熔池为负极,它发射大量电子,使熔池表面的氢离子又复合为原子,因而减少进入熔池的氢离子数量。所以,采用直流反接时,焊缝中含氢量为直流正接时的1/3~1/5,产生氢气孔的倾向也比直流正接时小。
第三篇: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。
第四篇:J507焊条焊接气孔形成及工艺措施2013
申请焊接技师论文
碱性焊条焊接气孔形成及预防措施
申请职称: 技 师 专 业: 焊 接 姓 名: 石 书 祥 指导老师: 谭 建
2013年 7 月 30 日
碱性焊条焊接气孔形成及预防措施
烟台工贸学校 石书祥
摘要:
气孔就是焊接时,熔池重的气泡在凝固时未能逸出,而留下来形成的空穴。J507碱性焊条焊接时多为氮气孔、氢气孔和CO2孔。平焊时要较其他位置气孔多;打底层要比填充、盖面多;长弧要比短弧多;断弧要比连弧多;引弧、收弧和接头处要比焊缝其他位置多。由于气孔的存在,不但会降低焊缝的致密性,削弱焊缝的有效截面积,还会降低焊缝的强度、塑性和韧性。文中以J507焊条焊前准备、熔滴过渡的特点、选择焊接电源、合适的焊接电流、合理的引弧和收弧、短弧操作直线运条等方面做以工艺措施控制,在焊接生产中得到了很好的质量保证。
关键词:气孔 熔滴过渡 工艺参数 短弧
碱性焊条焊接气孔形成及预防措施
在2010年山东省全国技校学生技能大赛选拔赛中,其中一项比赛项目是板横位J507碱性焊条打底,CO2气体保护焊填充盖面。该项比赛后对焊件拍片检验时发现:全省参赛选手的作品,只有聊城职教中心一家的焊件拍片合格,其他十几家学生焊件拍片都不过关。作为烟台市的代表队事后我们对造成焊件拍片不过关的原因做了多方面的研究分析,翻阅了大量的资料,请教了工厂中技术经验丰富的老师傅,请教了市职教室的老师,特别是暑假学习期间有幸听了谭建老师的讲课,并仔细向谭老师请教了这方面的问题,得到谭老师悉心指导,最后对碱性焊条焊接过程中气孔的形成机理和预防措施有了更加深入的认识,总结出来以便大家共同探讨使我们能把碱性焊条焊接教学工作做得更好。有不足之处敬请各位前辈。同行批评指正。
1、气孔形成的原因
气孔产生的原因是焊接过程中产生的气体及熔池周围的气体被液态金属吸收后在凝固过程中因溶解度急剧下降,这些气体以气泡形式逐渐自焊缝中逸出,来不及逸出的气体残留在焊缝内就形成气孔。形成气孔的气体主要有氢气和一氧化碳。从气孔的分布状态看有单个气孔、连续气孔、密封气孔;从气孔的部 2 位不同可分为外部气孔和内部气孔;从形状看有针孔、圆气孔、条状气孔(气孔呈条虫形,是圆气孔的连续)、链状和蜂窝状气孔等。
J507碱性焊条的熔滴过渡状态为粗熔滴短路状态,加之焊条本身制造中出现了偏心,焊药药皮脱落等原因以及对焊条烘干状态要求比较高,因而往往在操作中熔池保护不良形成了气孔缺陷,这种气孔缺陷往往存在于搭建焊或第一层焊缝中。不但对焊接质量造成影响,而且也给返修工作带来了困难。
2、控制气孔产生的具体措施
2.1清理焊接部位
碱性焊条的特点是对铁锈、油污及水分的敏感性大,焊接时如不清理彻底极易产生气孔,因此,焊接部位要求在焊接前必须对坡口及焊缝两侧20mm的范围内,包括内部两侧进行仔细的清理,将铁锈、油污、水分等赃物清理干净,必要时打磨,直至露出金属光泽。多层多道焊时,将每道的熔渣、飞溅物仔细清理,焊缝的表面尽可能的平滑,咬边、焊瘤、焊趾过度过大的部位要用细砂轮仔细打磨,直至表面光滑平整,方可进行下一道焊接。2.2 选择合理的坡口形式
在焊接前,应根据不同的技术要求选择合理的坡口形式,当板厚在20mm以上时对接坡口应选用U型或双边U型坡口,而不应选用V型或X型坡口因为V型或X坡口根部夹角较小,焊条顶端不容易接近坡口根部,常在打底焊时造成偏吹,其后果不是产生夹渣,未焊透,就是出现气孔。而U型坡口具有焊条顶端与坡口接触面积较大,便于施焊,能有效地保证打底焊的焊接质量,所以必须选择合理的坡口形式。另外在打底焊操作过程中,一定要形成圆润平滑的底部成型,不要在焊道两边形成夹角,否则清渣不干净,留下的残渣在填充层焊接时汽化后,不能全部逸出,很容易形成气孔。2.3选择焊接电源,确保电弧稳定
J507焊条为高碱度的低氢型焊条,该焊条在直流焊机反极性时方可正常使用。因此无论采用何种类型的直流焊机,其溶滴过渡均由阳极区向阴极区过渡。在一般手工电弧焊时,阴极区温度略低于阳极区温度。因此,无论何种过渡形式溶滴到阴极区后温度均会降低,造成了该种焊条各溶滴的聚合过度到溶池中去,即形成了粗溶滴过渡形式。但由于手工电弧焊是人为的因素:如焊工熟练程度、电流电压大小等不同,其溶滴的大小也是不均匀的,形成了气孔等缺陷。同时,碱性焊条药皮中又含有大量的萤石,在电弧作用之下分解出电离电位较高的氟离子,使得电弧的稳定性变差,进而又造成了电焊时溶滴过渡的不稳定因素。因此要解决J507焊条手工电弧焊的气孔问题,必须从工艺措施上入手,以确保电弧溶滴过渡的稳定。
我们通常采用直流焊接电源分为两种类型:旋转式直流弧焊机和硅整流式直流焊机。虽然它们的外特性曲线均属下降特性,但是因旋转式直流弧焊机是通过选装换向极达到整流目的地,因而其输出的电流波形呈规则形状的摆动,这势必在宏观上为一额定电流,在微观上输出电流为小幅度变化,尤其在熔滴过渡时造成摆动幅度增加。对于硅整流直流焊机是靠硅元件整流后进行滤波处理,虽然输出电流有波峰和波谷,但总体上是平滑的,或称在某一过程中是极少量有摆动的,它因此可以认为是连续的。因此其受溶滴过渡的影响较小,在溶滴过渡时引起的电流波动不大。在焊接工作中以两种类型焊机焊接得出结论,硅整流焊机比旋转式直流弧焊机出现的气孔的几率均有所降低。经分析实验结果,认为采用J507焊条施焊时要选择硅整焊机流焊接电源,这样可以确保电弧稳定避免气孔缺陷的产生。2.4、选择合适的焊接电流
由于采用J507焊条焊接,焊条除药皮以外在焊芯中也含有大量的合金元素,以增强焊缝接头强度,消除产生气孔缺陷的可能性。而由于采用较大的焊接电流,溶池变深,冶金反应激烈,同时造成合金元素烧损严重。;因为电流过大,明显的使焊芯电阻热猛增,焊条发红,造成焊条药皮中的有机物过早分解而形成气孔;而电流过小。熔池的结晶速度过快,熔池中气体来不及逸出而产生气孔。加之采用直流反极性,阴极区温度偏低,即使在激烈反应下生成的氢原子溶解于溶池之中也无法很快地被合金元素置换出来,即使氢气迅速浮出焊缝之外,而溶池过热后又迅速冷却,使得残余的氢形成分子凝固在溶池焊缝之中形成了气孔缺陷,因此考虑合适的焊接电流是相当必要的。低氢型焊条比同规格的酸性焊条一般略小10~20%左右的电流。在生产实践中,对低氢型焊条可用该焊条直径的平方乘以十作为参考电流。3.2mm焊条可定为90~100A、4.0mm焊条可定为160~170A作为参考电流,通过实验作为选定工艺参数的依据。这样可以 4 减少合金元素的烧损,避免气孔出现的可能。2.5 合理的引弧和收弧
J507焊条焊接接头产生气孔的几率比其他部位要大,这是因为接头处往往在焊接时比其他他部位的温度略低。因为更换新焊条使原收弧处已经有一段时间的散热,在新的焊条端部也有可能有局部锈蚀,使得在接头处产生密集气孔,要解决由此造成的气孔缺陷,除在刚开始操作时在起弧端部在引弧板上轻擦引弧,以清除端部的锈迹。在中间各接头部位,必须采用超前引弧的方法,就是在焊缝前10~20mm处引弧稳定后,再拉回到接头收弧处,以便对原收弧出进行局部加热,待形成溶池以后再低压电弧,略上下摆动1~2次即正常运条焊接。收弧时应尽量保持短弧,以保护溶池填满弧坑,用点弧或来回摆动2~3次填满弧坑达到消除收弧处产生气孔的目的。2.6短弧操作直线运条
一般J507焊条都强调采用短弧操作。短弧操作的目的在于保护溶池,使高温沸腾状态下的溶池不受外界空气的侵入而产生气孔。但短弧应保持时何种状态,我们认为要按不同规格的焊条而异。通常短弧是指弧长控制于焊条直径2/3的距离。因为过小的距离,不但溶池看不清、不易操作且会因短路造成断弧。过高及过低都达不到保护溶池的目的。在运条时应采用直线运条为宜,回往复摆动过大会造成溶池保护不当。对于厚度较大的(指≥16mm)可采用U型或双U型坡口来解决,在盖焊面时也可以多道焊尽量减少摆动幅度。在焊接生产中采用了以上方法,不但保证了内在质量而且焊道平滑整齐。
在操作J507焊条施焊时,除以上一些工艺措施防止可能产生气孔以外,对一些常规要求的工艺处理不能忽视。例如:焊条烘干除水份油污,焊条的保温存放,适当的接地位置以防止偏弧造成气孔等。只有结合产品的特点从工艺措施上进行控制,必定能有效地减少及避免气孔缺陷。
注释:
参考文献:
(1)、《焊工》——冯金水、、北京、煤炭工业出版社、2005年、第1版
(2)、《焊工实用手册》——陈杏醉、施岳良、、浙江、浙江科学技术出版社、1996年、第 5 一版
(3)、《焊工工艺与技能训练》——张梦欣中国劳动社会保障出版社、2007年、第一版
第五篇:浅析油缸焊接过程中气孔的产生及防止措施
浅析油缸焊接过程中气孔的产生原因及防止措施
焊接熔池在结晶过程中由于某些气体来不及逸出残存在焊缝中就形成了气孔,气孔是焊接接头中最常见的缺陷。我公司油缸焊接采用MAG焊(熔化极活性气体保护焊)的焊接方法,保护气体为80%Ar+20%CO2。大多数气孔都出现在焊缝收弧处,比如缸底和活塞焊接时出现的气孔。根据产生气孔的气体种类,焊缝中的气孔主要有H2孔,N2孔以及CO气孔。由于产生气孔的气体不同,因而气孔的形态和特征也不同。
1、一氧化碳气孔
一氧化碳气孔主要是在焊接过程中,由于冶金反应产生了大量的CO,CO不溶于金属。反应如下:FeO+C=Fe+CO。
在熔池处于结晶温度时,该反应进行比较剧烈,由于熔池已经开始凝固,CO气体不易逸出,于是在焊缝中形成CO气孔。CO气孔多形成于焊缝内部,呈条虫状,内壁有氧化颜色。
如果焊丝中有足够的脱氧元素Si和Mn,以及限制焊丝中的含碳量,就可以抑制上述的还原反应,有效防止CO气孔的产生。所以MAG焊过程中,只要焊丝选择适当,产生CO气孔的可能性是很小的。
2、氢气孔
如果熔池在高温时溶入了大量氢气,在结晶过程中又不能充分排出,则遗留在焊缝金属中形成气孔。氢气孔的断面一般呈螺钉状,多数出现在焊缝表面(个别情况下也会出现在内部),呈喇叭口形,气孔四周有光滑内壁。
电弧区的氢主要来自焊丝、工件表面的油污及铁锈,以及CO2气体中所含的水分。油污为碳氢化合物,铁锈中含有结晶水,它们在电弧高温下都能分解出氢气。减少熔池中氢的溶解量,不仅可以防止氢气孔的产生,而且还可以提高焊缝金属的塑性。所以,一方面焊前要适当清除工件和焊丝表面的油污及铁锈,另一方面应尽可能使用含水分低的CO2气体。CO2气体中的水分常常是引起氢气孔的主要原因。具体做法如下:
(1)焊前清理,消除气体来源。焊前须对焊缝表面、坡口及其附近20~30mm范围进行清理,去除表面锈蚀、氧化膜、油污和水分等杂质,露出金属光泽。所以焊件焊前清洗工作至关重要不容忽视,只有做好了清洗工作,才能从根源上消除气体的来源。
(2)CO2气体中的主要有害杂质是水分和氮气,氮气含量一般较少,危害大的是水分。随着CO2气体中水分的增加,焊缝中的含氢量亦增加,严重时就会出现气孔,所以控制CO2气体的纯度相当重要,焊接用CO2纯度应大于99.5%。可以通过以下措施减少CO2气体中的水分:①将新灌气瓶倒立静置1~2h,然后开启阀门,把沉积在下部的液态水排出。②经倒置放水后的气瓶,在使用前2~3min,放掉气瓶上面部分的气体。因为这部分气体通常含有较多空气和水分,这些空气和水分主要是灌瓶时混入瓶内的。③焊前必须检查CO2加热器是否工作正常,防止流量计冻结阻塞,还可以进一步减少CO2气体中的水分。④当气体压力显示气体不足时,要及时更换气体。瓶内气体降到0.98MPa时,不能再继续使用。因为当压力降到0.98MPa时,CO2气体中所含水分将比饱和压力下增加3倍左右。如果继续使用,焊缝就极易出现气孔。
3、氮气孔
氮气孔的来源主要是由于空气侵入焊缝区,保护气层遭到破坏造成的。氮气孔也分布在焊缝表面,多数成堆出现,与蜂窝相似。断口分析发现,气孔内表面呈凹凸形貌。但在正常的焊接时焊缝中很少出现氮气孔,只有电弧较长保护效果不好时才会产生氮气孔。
造成保护气层失效的因素有:过小的气体流量;喷嘴被飞溅物部分堵塞;喷嘴与工件的距离过大,以及焊接场地侧向风(包括吸尘设备)等。
因此,适当增加保护气体的流量,保证气路畅通和气层稳定、可靠,是防止焊缝中氮气孔的关键。但是,气体流量并不是越大越好。气体流量过大,则会使气体从喷嘴流出形成涡流,将周围空气卷入,破坏保护效果,从而导致焊缝形成气孔。在一般情况下,焊接电流小于200A时,适用气体流量为10-15L/min;焊接电流大于200A时,合适的气体流量应为20-25 L/min。
另外,工艺因素对气孔的产生也有影响。电弧电压越高,空气侵入的可能性越大,就越可能产生气孔。焊接速度主要影响熔池的结晶速度。焊接速度慢,熔池结晶也慢,气体容易逸出;焊接速度快,熔池结晶快,则气体不易排出,易产生气孔。
张蛟雄