第一篇：不銹鋼焊條焊接氣孔影響因素的研究及新型A102不銹鋼焊條的研制

不銹鋼焊條焊接氣孔影響因素的研究及新型A102不銹鋼焊條的研制

張楚信

（杭州電焊條廠，浙江 杭州 310008）

摘 要：系統(tǒng)闡述了不銹鋼焊條工藝性能改進(jìn)中所產(chǎn)生焊接氣孔的一系列影響因素，通過(guò)大量的配方調(diào)整試驗(yàn)、研究總結(jié)出改善不銹鋼焊條焊接工藝及解決由此引發(fā)的焊接氣孔問(wèn)題的主要方法，提出在限制藥皮含水量的同時(shí)，還要采取合理使用氟化物，控制熔敷金屬的硅含量，適當(dāng)提高熔渣的堿度及焊條的烘焙溫度和延長(zhǎng)烘焙時(shí)間等措施，可實(shí)現(xiàn)不銹鋼焊條抗氣孔能力的全面提高和焊接工藝性能的徹底改進(jìn)，是新型 A102 不銹鋼焊條研制的又一成功范例。

關(guān) 鍵 詞：不銹鋼焊條；焊接氣孔；影響因素；研制新途徑。

中圖分類號(hào)： TG422.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：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

隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，不銹鋼材料的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，不銹鋼的焊接技術(shù)也得到了迅猛的發(fā)展，作為不銹鋼焊接材料的主導(dǎo)產(chǎn)品手工電弧焊不銹鋼焊條的研究也有了重大的進(jìn)展，人們利用對(duì)電弧理論、熔滴過(guò)渡狀態(tài)的研究，提出了通過(guò)提高焊條熔化系數(shù)及改善熔滴過(guò)渡狀態(tài)等措施，較大的改善了焊條的焊接工藝性能、提高了焊條的耐發(fā)紅、開(kāi)裂等現(xiàn)象； 但無(wú)論是在焊條配方的研究過(guò)程中，還是現(xiàn)在市場(chǎng)流通的不銹鋼焊條，其焊接氣孔一直困擾著廣大的焊接工作者，成為提高焊條焊接工藝性能，改善熔敷金屬內(nèi)在質(zhì)量的重量制約因素。A102(E308)焊條是我國(guó)現(xiàn)階段使用量最大的不銹鋼焊條，因此對(duì)氣孔的影響研究及研制新型 A102 不銹鋼焊條，提高抗氣孔能力，改善焊接工藝性能具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。

不銹鋼焊條焊接氣孔的類型及成因

2.1 氣孔的類型

在焊接中產(chǎn)生的氣孔一般是氫氣孔、氮?dú)饪缀鸵谎趸細(xì)饪?，由?A102 不銹鋼焊條熔敷金屬的含碳量都很低，一般產(chǎn)生 CO 氣孔的可能性極小，在含氮類不銹鋼中容易產(chǎn)生氮?dú)饪?，而在常?jiàn)的 18-8型不銹鋼中所產(chǎn)生的氣孔一般均為氫氣孔。

2.2 氣孔形成的主要因素

2.2.1 焊條藥皮的含水量

研究資料表面，不銹鋼焊條的氣孔敏感性與藥皮的含水量有極大的關(guān)系，藥皮含水量與單根焊條平均焊接氣孔數(shù)的關(guān)系，如圖1示。

2.2.2 熔敷金屬的硅含量

由于焊條焊接工藝性能的改善需要較大的增加藥皮中的硅酸鹽的比例，這時(shí)將有利于以下反應(yīng)的進(jìn)行：

這些反應(yīng)的進(jìn)行則使熔敷金屬的硅含量增加，硅是金屬表面活化元素，有抑制熔池中氫逸出的行為，從而提高焊接氣孔的敏感性。

2.2.3 藥皮配比中的碳酸鹽的含量

在不銹鋼焊條的配方中為改善焊條的焊接熔滴過(guò)渡狀

態(tài)，其碳酸鹽的加入量比較低，致使電弧氣氛中的氧化勢(shì)低，氫分壓高，碳配鹽分解的CO2、CO 量較少，不利于下列反應(yīng)進(jìn)行：

時(shí)熔渣中的CaO、ＭgO、MnO 濃度較低，又助長(zhǎng)了滲硅反應(yīng)的進(jìn)行，使氫氣孔的敏感性增加。

2.2.4 氟化物的含量

由于在改善不銹鋼焊條焊接工藝時(shí)需要對(duì)氟化物進(jìn)行控制，因此限制了 CaF2 MgF2 NaAlF4 等類氟化物的焊接冶金去氫效果。

2.2.5 熔渣的堿度及物理性能

熔渣的堿度越低越易產(chǎn)生氫氣孔，同時(shí)，熔渣的物理特性如界面張力、粘度、透氣性等均對(duì)焊接氣孔的形成起一定的作用。

提高抗氣孔能力的有效途徑

3.1 嚴(yán)格控制藥皮的含水量

根據(jù)藥皮含水量對(duì)焊接氣孔的影響，可控制低水系或高水系，由于高水系的焊條在一定程度上受原材料穩(wěn)定性的影響，還存在敏感的弧坑氣孔及內(nèi)部氣孔，同時(shí)，根據(jù)現(xiàn)有的試驗(yàn)結(jié)果，高水系焊條機(jī)械性能的穩(wěn)定性較差，因此，我們選用低水系作為主要的研制方向。

為了能比較完全的控制藥皮含水量，我們預(yù)先把一些加入量較多的硅酸鹽進(jìn)行先期的脫水處理，使之在加入較多量的硅酸鹽時(shí)仍能保證藥皮的含水量在較低的水準(zhǔn)，同時(shí)配方中使用量較多的鈦酸鹽采用以高溫冶煉的人造金紅石，保證該部分材料不含任何化合水。

3.2 合理加入氟化物

實(shí)驗(yàn)證明，氟化物對(duì)冶金去氫是主要的，但是在加入量較多時(shí)，焊條的焊接工藝性能惡化，電弧噪聲增大，飛濺增加，因此在保證其冶金去氫能力的前提下應(yīng)對(duì)其使用量加以控制，同時(shí)，采用復(fù)合氟化物可提高去氫能力。

3.3 適當(dāng)增加碳酸鹽的加入量及提高熔渣的堿度

在一定條件下，碳酸鹽的加入量及熔渣的堿度偏低，焊條的抗氣孔能力仍然受到影響，同時(shí)，焊條熔敷金屬的內(nèi)在質(zhì)量的提高又受到較大的制約，因此在滿足焊條焊接工藝性能的前提下盡量增加碳酸鹽的使用量，并以此提高熔渣的堿度是提高焊條抗氣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屬的硅含量

由于硅對(duì)氫的逸出抑制作用較明顯，加上酸性熔渣的滲硅反應(yīng)也比較明顯，所以焊芯中的硅含量對(duì)氣孔的敏感性有一定的作用，加強(qiáng)熔渣的氧化性又能對(duì)滲硅反應(yīng)起到抑制的作用。

3.5 采用高模數(shù)低濃度水玻璃作為焊條的粘結(jié)劑由于水玻璃模數(shù)的不同，其制造的煉燒溫度也存在較大的差異，模數(shù)越高，煉燒溫度越高，其含水量也越低，因此，在同等條件下，煉燒溫度越高，其含水量也越低，因而，在同等條件下采用高模數(shù)低濃度水玻璃可提高焊條的抗氣孔能力，但是在模數(shù)提高的同時(shí)，要充分考慮到水玻璃模數(shù)對(duì)藥皮開(kāi)裂的影響。

3.6 適當(dāng)提高焊條的烘焙溫度和延長(zhǎng)烘焙時(shí)間

在合理設(shè)計(jì)焊條配方的前提下，可適當(dāng)提高焊條的烘焙溫度，延長(zhǎng)高溫的保溫時(shí)間，盡量降低焊條的含水量，也是重要的工藝保證。

新 A102 焊條設(shè)計(jì)思路及基本性能

綜上所述，在新 A102 焊條的配方設(shè)計(jì)中我采取以下綜合措施：即通過(guò)對(duì)主要硅酸鹽材料進(jìn)行先期脫水，控制藥皮的含水量，采取復(fù)合氟化物，并引用氟化稀土強(qiáng)化冶金去氫效果，適當(dāng)增加碳酸鹽加入量及提高熔渣的堿度，適當(dāng)加大焊條的藥皮外徑，改善熔滴過(guò)渡狀態(tài)，強(qiáng)化焊條的熔渣保護(hù)效果，嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)的烘焙工藝，可使設(shè)計(jì)的 A102 焊條具有優(yōu)良的焊接工藝性能，很強(qiáng)的抗氣孔能力及優(yōu)良的機(jī)械性能，其基本配比，如表 1 所示。

焊條的焊接電弧穩(wěn)定性較好，引弧和再行弧極易，脫渣優(yōu)良，焊縫成型美觀、飛濺少、發(fā)紅、開(kāi)裂現(xiàn)象很少。

結(jié)束語(yǔ)

新研制的 A102 焊條具有優(yōu)良的焊條工藝性能和較強(qiáng)的抗氣孔能力，其內(nèi)有質(zhì)量指標(biāo)均符合 GB/T983－1995 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，熔敷金屬的含硅量控制在較低的水準(zhǔn)。

參考文獻(xiàn)

［ １］ 陳伯蠡、焊接冶金原理［Ｍ］.北京：清華大學(xué)出版社，1991.［ 2 ］ 唐伯鋼，尹士科，王玉榮 K 低碳鋼與低合金高強(qiáng)度鋼焊接材料［ M ］北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1987.［ 3 ］ 王寶、焊接電弧物理與焊條工藝性設(shè)計(jì)［ M ］、北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998.收稿日期： 2000-05-10

作者簡(jiǎn)介：張楚信（1963-），男，浙江東陽(yáng)人，工學(xué)士，工程師，副總工程師，主要從事焊接材料研究開(kāi)發(fā)及生產(chǎn)工藝研究工作。

第二篇：不銹鋼TIG焊要點(diǎn)及注意事項(xiàng)

? 不銹鋼TIG焊要點(diǎn)及注意事項(xiàng)

1.采用垂直外特性的電源，直流時(shí)采用正極性（焊絲接負(fù)極）

2.一般適合于6mm以下薄板的焊接，具有焊縫成型美觀，焊接變形量小的特點(diǎn)

3.保護(hù)氣體為氬氣，純度為99.99%。當(dāng)焊接電流為50~150A時(shí)，氬氣流量為8~10L/min，當(dāng)電流為150~250A時(shí)，氬氣流量為12~15L/min。

第三篇：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(duì)焊接過(guò)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(jiǎn)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(jiǎn)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(duì)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(guò)程熔池的冶金反應(yīng)簡(jiǎn)單和容易控制。對(duì)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(guò)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(guò)焊接電流，不存在熔滴過(guò)渡問(wèn)題，焊接過(guò)程沒(méi)中有飛濺，焊縫成形美觀；氬氣在焊接過(guò)程中僅僅只是單純的保護(hù)隔離作用，因此對(duì)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(guò)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(lái)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(duì)于鍋爐及壓力容器管道對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)接焊全都采用TIG焊，并且高壓鍋爐對(duì)焊接接頭進(jìn)行100%X射線無(wú)損探傷。但是在TIG焊操作過(guò)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(wú)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(duì)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(duì)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(jiàn)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(chóng)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(duì)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(guò)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(lái)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(guò)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(guò)程中，而結(jié)晶過(guò)程進(jìn)行較快時(shí)，氣體來(lái)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(lái)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?cè)陔娀「邷刈饔孟滦纬蓺馀菝土业叵蛲馀懦觯诤缚p冷卻過(guò)程中來(lái)不及浮出的H2便會(huì)形成氣孔。2.2.2 N2的影響

N2主要來(lái)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(lái)不及排出的氣泡殘留在焊縫中形成氣孔。形成氣孔是在沒(méi)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(duì)油、銹、水特別敏感，極易產(chǎn)生氣孔，因此對(duì)母材的表面質(zhì)量要求較高。焊前必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的清理，對(duì)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(duì)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?jī)?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(zhǎng)度

鎢極伸出長(zhǎng)度過(guò)大增大了噴嘴與工件之間的距離保護(hù)效果變差；伸出長(zhǎng)度過(guò)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(wú)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(guò)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(guò)硬的基本功。焊槍、焊絲、工件之間要保持正確的位置和相對(duì)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(duì)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(guò)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(guò)長(zhǎng)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。

第四篇：鋁合金MIG焊的氣孔問(wèn)題研究

鋁合金MIG焊的氣孔問(wèn)題研究

摘要：鋁合金在MIG焊時(shí)很容易產(chǎn)生氣孔，需要采取相應(yīng)的解決措施。為此，選用先進(jìn)的焊接設(shè)備，焊前對(duì)母材及焊材的清潔度、保護(hù)氣體的純度進(jìn)行嚴(yán)格控制，并配以合理的焊接工藝參數(shù)，可使氣孔得到有效地控制。

關(guān)鍵詞：鋁合金；MIG焊；氣孔；焊縫質(zhì)量

中圖分類號(hào)：TG441.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-8937（2014）15-0094-01

鋁合金由于比重小、比強(qiáng)度高、無(wú)磁性、以及良好的加工性能、耐腐蝕性能和導(dǎo)電熱性能，被廣泛應(yīng)用于各種焊接結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品中。因此，特別適用于航空航天器、船舶、車輛等運(yùn)載工具以及對(duì)快速機(jī)動(dòng)能力有高要求的兵工裝備。鋁合金適最用于TIG焊和MIG焊，而MIG焊相比TIG焊，焊接效率高，因而得到更廣泛的應(yīng)用。但是，MIG焊時(shí)最容易產(chǎn)生氣孔，氣孔的存在會(huì)影響焊接接頭的性能，因此，解決合金焊接時(shí)產(chǎn)生的氣孔問(wèn)題，是焊接質(zhì)量控制的首要任務(wù)。

1MIG焊接設(shè)備、焊接工藝的發(fā)展與應(yīng)用

近年來(lái)，全球的焊接技術(shù)發(fā)展非?？?。焊接設(shè)備已從機(jī)械控制進(jìn)入了電子控制時(shí)代。在過(guò)去的幾十年里，焊接設(shè)備的功率器件由磁放大器向晶閘管、晶體管和IGBT等方向發(fā)展。晶體管逆變式控制的脈沖MIG焊機(jī)，成為目前鋁合金焊接的發(fā)展趨勢(shì)。焊接工藝多采用自動(dòng)或半自動(dòng)方式焊接。如鋁合金儲(chǔ)液罐及換熱器的焊接一般實(shí)現(xiàn)了半自動(dòng)焊及全自動(dòng)焊。焊接設(shè)備多采用晶體管道逆變控制式脈沖氬弧焊機(jī)（DIGITAL PULSE）、全密封式的焊臺(tái)結(jié)合PLC系統(tǒng)，有效地控制工件運(yùn)轉(zhuǎn)節(jié)率，采用純氬保護(hù)進(jìn)行焊接，為半自動(dòng)MIG焊提供技術(shù)保障，較大程度地減少了人和環(huán)境對(duì)焊縫質(zhì)量的影響。工藝上采用高速和大電流規(guī)范進(jìn)行施焊，使用這樣的設(shè)備及焊接工藝施焊時(shí)產(chǎn)生的氣孔和飛濺現(xiàn)象非常少。

2鋁合金焊縫中形成氣孔的機(jī)理

2.1鋁合金焊接時(shí)產(chǎn)生氣孔的來(lái)源

鋁合金焊接時(shí)極易氣孔，而氫是鋁及鋁合金熔焊時(shí)產(chǎn)生氣孔的主要原因，鋁合金焊接中少量的氫污染都能引起嚴(yán)重的氣孔。

鋁合金焊縫中氫的來(lái)源，主要有以下幾個(gè)方面：①母材和焊材的表面的油污、水分及其他有機(jī)物等在焊接電弧的高溫下分解產(chǎn)生的氫；②母材和焊材中固溶的氫；③保護(hù)氣體純度不夠，氣體中含水；④在電弧氣氛中侵入了空氣中的水分。

2.2焊接設(shè)備對(duì)氣孔產(chǎn)生的影響

晶體管道逆變控制式脈沖MIG焊機(jī)，其晶體管控制MIG焊電源輸出波形為方波脈沖，可實(shí)現(xiàn)與脈沖電流同步的1滴/1脈沖熔滴過(guò)渡。即使焊接電流發(fā)生變化，在1次脈沖里過(guò)渡的熔滴大小仍基本相同。且從小電流到大電流整個(gè)較大的范圍內(nèi)都可進(jìn)行穩(wěn)定的熔滴過(guò)渡（焊接），基本無(wú)飛濺和煙霧少，氣孔也顯著降低。而晶閘管控制的焊機(jī)未能達(dá)到該效果。目前，又出現(xiàn)一種DPMIG新技術(shù)焊機(jī)，它具有一個(gè)脈沖過(guò)渡一個(gè)熔滴的特點(diǎn)，同時(shí)對(duì)熔池起到攪拌的作用，使得氣熔池內(nèi)部氣體有足夠的時(shí)間逸出，從而得到低氣孔率焊接熔池。

2.3焊接接頭位置對(duì)焊縫中氣孔的影響因素

焊接結(jié)構(gòu)的多樣化，決定了焊接接頭位置的多樣性，焊接接頭位置不同，決定了殘留在晶體中細(xì)小、孤立氣泡的逃逸量。平焊時(shí)，不論焊槍移動(dòng)還是工件移動(dòng)，對(duì)于焊縫中氣孔的逸出最為有利。下坡焊時(shí)，焊接熔池金屬可能流到焊絲的前面，對(duì)母材產(chǎn)生預(yù)熱作用，而削弱了清理作用和保護(hù)效果，而上坡焊的效果正好與下坡焊相反。鋁材的下坡焊很容易產(chǎn)生缺陷，影響焊縫質(zhì)量，一般不推薦使用。

2.4保護(hù)氣體對(duì)鋁合金焊縫中氣孔的影響

氬氣和氦氣是鋁合金氣體保護(hù)焊最常用的兩種保護(hù)氣體，它們均屬于惰性氣體，但兩者的熱物理特性具有很大差異，從而決定了其電弧特性亦明顯不同。氬氣的密度比空氣大，而熱導(dǎo)率比較小，因此氬弧燃燒非常穩(wěn)定，熔滴易呈穩(wěn)定的軸向射流過(guò)渡，保護(hù)效果好。但氬弧電弧電壓和能量密度較低，射流過(guò)渡時(shí)易得到指狀熔深。氦氣的密度比空氣小，導(dǎo)熱率比氬氣高，易獲得較高的電弧電壓，從而增大了焊縫熔深。

實(shí)踐證明，采用純度為99.99%的純氬氣可以獲得較好的焊縫質(zhì)量。對(duì)于導(dǎo)熱性較好的鋁合金，采用混合氣保護(hù)，以較快的焊接速度焊接時(shí)，其冷卻速度也較快，大量分布于細(xì)小的枝晶組織間的氣泡不能像晶體生長(zhǎng)得那么快，也不能產(chǎn)生足夠的浮力逸出熔池，這樣孤立的氣泡就陷于晶體中作為細(xì)小的氣孔保留于焊縫中。而采用純氬氣保護(hù)焊接時(shí)，焊縫金屬的冷卻速度相對(duì)較慢，有利于氣泡的長(zhǎng)大和逸出，而獲得焊縫較好的內(nèi)部質(zhì)量。例如純氬條件下的薄壁鋁合金罐體（壁厚2.0 mm，直徑Φ30~60 mm）獲得的焊縫質(zhì)量，其耐爆破強(qiáng)度性能指數(shù)在15 MPa以上，壓力循環(huán)試驗(yàn)性能指數(shù)在15萬(wàn)次以上（試驗(yàn)壓力1~35 bar，試驗(yàn)頻率1 Hz）。

2.5其它因素對(duì)鋁合金焊縫中氣孔的影響

作為熔化極的鋁焊絲表面摩擦系數(shù)較大，因此，應(yīng)該盡可能的選擇高耐磨和摩擦系數(shù)低的材料作送絲軟管，且彎曲的送絲管對(duì)焊接效果有很大影響，如將鋁焊絲沿著彎曲的送絲管送出，很容易引起電弧不穩(wěn)、焊嘴被堵等多種故障，從而無(wú)法獲得優(yōu)質(zhì)的內(nèi)部焊縫。

MIG焊接過(guò)程中，粘在噴嘴內(nèi)壁上少量的飛濺應(yīng)及時(shí)去除，以免掉在焊縫中產(chǎn)生夾渣和氣孔。對(duì)焊接規(guī)范、氬氣流量、導(dǎo)電嘴的使用壽命等進(jìn)行合理的控制，也可有效的減少鋁合金焊縫中氣孔。

3焊接工藝參數(shù)的控制

焊接工藝參數(shù)控制不當(dāng)往往會(huì)是焊接質(zhì)量明顯下降。焊接工藝參數(shù)主要包括焊接電流、焊接電壓和焊接速度三個(gè)因素，焊接電流是焊縫熔深和焊縫厚度主要影響因素，焊接電流大，焊縫熔深大，焊縫厚度大，焊接效率高，但是電流過(guò)大，容易產(chǎn)生咬邊、焊穿等缺陷，焊縫厚度大即熔池深，焊接時(shí)氣體逸出時(shí)間變長(zhǎng)，也容易產(chǎn)生氣孔。焊接電壓是影響焊縫熔寬的主要因素，并隨著電流增大也相應(yīng)增大，否則電弧會(huì)不穩(wěn)定，但電壓不宜過(guò)大，電壓過(guò)大，電弧變長(zhǎng)，保護(hù)氣體效果變差，容易被空氣侵入而產(chǎn)生氣孔；焊接電壓過(guò)小，焊接電弧不穩(wěn)定，焊縫寬度太小，焊縫成型不好。焊接速度是影響焊縫成型的重要因素，焊接速度太小，焊縫厚度高，焊縫寬度小，焊縫中心會(huì)凸起，成型不好，還容易焊穿；焊接速度過(guò)大，容易產(chǎn)生咬邊，焊縫冷卻過(guò)快，保護(hù)氣體保護(hù)效果變差，而且熔池還沒(méi)冷卻下來(lái)，空氣已經(jīng)侵入，焊縫容易被氧化和產(chǎn)生氣孔。

因而，在實(shí)踐過(guò)程中要掌握好焊接工藝參數(shù)，并熟練地操作，焊接過(guò)程中才能控制好焊縫成型和不產(chǎn)生焊接氣孔。

4結(jié)語(yǔ)

①選擇先進(jìn)的焊接設(shè)備，并在焊前去除對(duì)母材和焊材表面對(duì)焊接質(zhì)量產(chǎn)生影響的油污、水分及其他雜物，再配以合理的焊接工藝參數(shù)，可有效地控制鋁合金MIG焊時(shí)氣孔的產(chǎn)生。

②晶體管逆變式控制的脈沖MIG焊機(jī)的應(yīng)用及半自動(dòng)MIG焊接方式的選擇，可有效地控制人及周邊環(huán)境等外界因素對(duì)焊縫質(zhì)量的影響，很大程度上降低了焊工的作業(yè)強(qiáng)度，有利于焊接質(zhì)量的穩(wěn)定提高。

參考文獻(xiàn)：

[1] 鄒增大.焊接材料工藝及設(shè)備手冊(cè)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2001.[2] 水野政夫(日),許慧姿(譯).鋁及其合金的焊接[M].北京:冶金工業(yè)出版社,1985.[3] 劉嘉,殷樹(shù)言.鋁及鋁合金焊接新技術(shù)[J].航空制造技術(shù),2006,(5).

第五篇：硅鋼片與不銹鋼焊接過(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(duì)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(guò)程中易產(chǎn)生焊接氣孔缺陷。軌道牽引產(chǎn)品是公司主營(yíng)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(guò)程中焊接氣孔產(chǎn)生的原因及解決方法，對(duì)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(jiàn)表1。焊接過(guò)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(jiàn)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(duì)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(guò)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(guò)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(rùn)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(rùn)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(wú)機(jī)涂層、半無(wú)機(jī)涂層和有機(jī)涂層三大類，其中無(wú)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(wú)機(jī)涂層。這種半無(wú)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(guò)程中樹(shù)脂的揮發(fā)可產(chǎn)生過(guò)多的氣孔 [2]。

所以硅鋼片表面涂層中的樹(shù)脂焊接時(shí)分解是硅鋼片與不銹鋼焊接過(guò)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(guò)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(zhǎng)，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(guò)程中產(chǎn)生焊接氣孔問(wèn)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(lái)不及溢出是硅鋼片與不銹鋼焊接過(guò)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(rùn)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(wèn)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(duì)策[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011.作者簡(jiǎn)介：陳方遒（1971―），男，湖南長(zhǎng)沙人，本科，助理工程師，研究方向：變壓器制造工藝。