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焊接气孔产生的主要原因

焊接气孔产生的主要原因:

1、电弧焊接中所产生的气体里含有过量的氢气及一氧化碳所造成的;

2、母材钢材中含硫量过多;

3、焊剂的性质和烘赔温度不够高;

4、焊接部位冷却速度过快;

5、焊接区域有油污、油漆、铁锈、水或镀锌层等造成;

6、空气中潮气太大、有风;

7、电弧发生偏吹。


CO2电弧焊时,由于熔池表面没有熔渣盖覆,CO2气流又有较强的冷却作用,因而熔池金属凝固比较快,但其中气体来不及逸出时,就容易在焊缝中产生气孔。


可能产生的气孔主要有3种:一氧化碳气孔、氢气孔和氮气孔。


1、一氧化碳气孔

产生CO气孔的原因,主要是熔池中的FeO和C发生如下的还原反应:                         FeO+C==Fe+CO

该反应在熔池处于结晶温度时,进行得比较剧烈,由于这时熔池已开始凝固,CO气体不易逸出,于是在焊缝中形成CO气孔。  


如果焊丝中含有足够的脱氧元素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,有效地防止CO气孔的产生。所以CO2电弧焊中,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,则留在焊缝金属中形成气孔。


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。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,不仅可防止氢气孔,而且可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。


另外,氢是以离子形态溶解于熔池的。直流反极性时,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,因而减少了进入熔池的氢离子的数量。所以直流反极性时,焊缝中含氢量为正极性时的1/3~1/5,产生氢气孔的倾向也比正极性时小。


3、氮气孔

氮气的来源:一是空气侵入焊接区;二是CO2气体不纯。试验表明:在短路过渡时CO2气体中加入φ(N2)=3%的氮气,射流过渡时CO2气体中加入φ(N2)=4%的氮气,仍不会产生氮气孔。而正常气体中含氮气很少,φ(N2)≤1%。由上述可推断,由于CO2气体不纯引起氮气孔的可能性不大,焊缝中产生氮气孔的主要原因是保护气层遭到破坏,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;喷嘴与工件的距离过大,以及焊接场地有侧向风等。因此,适当增加CO2保护气体流量,保证气路畅通和气层的稳定、可靠,是防止焊缝中氮气孔的关键。


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。


磷化处理是种强碱弱酸盐,处理时一般会在处理药剂中适当增加一些活性剂。若工件表面情况良好,且焊接是满焊,那么一般情况下是没有气孔产生的;若工件的表面粗糙,焊接时存在一些缝隙,那么容易产生一些焊缝的腐蚀,造成气孔,不过气孔的大小和处理时间的长短有一定的关系。


气孔允许存在的指标在标准中都有规定,不同的行业焊接有不同的规定,关键焊缝和普通焊缝也不同,这在检测标准中都有的。产生的气孔主要有N气孔和H气孔相对来说H气孔较容易产生,具体原因焊条焊丝含有过多的水分,工件有污物(如铁锈,水分),保护气体不纯或是气体流量调节不好,还有就是焊接时候有穿堂风存在。

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