手工钨极氩弧焊出气孔问题分析

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手工钨极氩弧焊出气孔问题分析

摘要:本文结合多年的实际生产积累的焊接经验,对手工钨极氩弧焊焊接时出现气孔的问题进行分析、归纳、总结,并提出一些处理方法和注意事项。应用到了生产和电焊工培训中,有效地减少了气孔的产生,提高了整体焊接合格率。

关键词:钨极氩弧焊气孔问题分析

1.前言

氩弧焊是以惰性气体“氩气”作为保护气体的一种电弧焊方法,氩气从喷嘴中喷出,在焊接区形成惰性气体保护层,隔绝了空气的侵入,从而对电弧及熔池形成保护。该焊接方法有很多优点:保护效果好,焊接质量高,不会产生飞溅,焊缝成形美观;焊接变形小,可实现单面焊双面成形,保证根部焊透,能进行各种位置的焊接;可以焊接各种金属和合金;电弧燃烧稳定,明弧操作,无熔渣,容易实现自动化。因此,在实际生产中得到广泛应用。但由于氩弧焊抗风能力弱,对铁锈、水、油污特别敏感,对气体的纯度、坡口清理、焊接工艺等要求严格,容易产生气孔。本文结合施工现场焊接经验,通过对氩气、焊接材料、管材材质、钨极以及焊接工艺的影响,分析总结出一套较实用的发现及解决气孔产生的方法。

2.氩气的影响

2.1氩气的纯度:焊接碳钢的氩气纯度不低于99.7%,焊接铝不低于99.9%,而焊接钛和钛合金用的氩气纯度高达99.99%。

2.2检测氩气纯度方法:

2.2.1在打磨干净的钢板或管子上不加焊丝进行焊接,然后在焊道上多次重熔,如果有气孔,则说明氩气不纯。

2.2.2 焊接时,电弧周围有非常小的火星也说明氩气不纯。

2.2.3焊接时钨极端部为银白色,说明保护效果好,如果钨极发蓝,说明气体不纯或者保护效果差。

2.2.4当氩气的纯度接近焊接要求时,并不能检测出来,当在有间隙的焊口上焊接时就会在焊缝的根部出现气孔,或者在盖面时出现表面气孔,或者焊道表面氧化严重发黑。

2.3 氩气流量:氩气流量过大,气体流速太快,经过喷嘴时形成的近壁层流很薄,气体喷出后,很快紊乱,而且容易把空气卷入,对熔池保护效果变差。氩气流量过小,抗风干扰能力弱。所以氩气的流量一定要合适,气流要稳定。氩气流量=喷嘴直径(mm)×(0.8~1.2)

2.4 气带漏气:气带接口或者气带漏气造成焊接时气量过小、空气被吸入气带内,从而造成保护效果不好。

2.5 风的影响:风稍大,会使氩气保护层形成紊流,从而造成保护效果不佳。因此,风速>2m/s时要采取防风措施;焊接管子时,要把管口堵住,避免在管内形成穿堂风。

2.6 焊枪喷嘴的影响:喷嘴直径过小,当电弧周围的氩气有效保护范围小于熔池时,就会造成保护不好而形成气孔。尤其是室外作业、焊接大管子时更要用较大直径的喷嘴和气体流量。喷嘴直径=(2.5~

3.5)×钨极直径。

2.7 焊枪喷嘴与工件的距离:

2.7.1距离小,对侧风的影响敏感度小。距离大,抗风能力弱。

2.7.2第一层焊接时,由于坡口的保护作用,不会出气孔,但在盖面时焊枪喷嘴与工件距离大时就会出气孔。

2.8气瓶压力太小:压力小于1Mpa时停用。

2.9焊枪角度太倾斜:角度太倾斜,一方面把空气带入,另一方面造成长弧侧保护效果不好。

2.10压力表影响:压力表出气不稳,忽大忽小。

2.11焊枪配件不合适:钨极夹不配套,堵塞气路不流畅,保护气从喷嘴的一侧流出,不能形成完整的保护圈。

2.12操作的影响:在使用控制按钮的氩弧焊焊枪时,焊接前要先放气,以免气带内憋的压力过大,在引弧时出气流量瞬间过大,造成气孔。

3.焊接材料、材质以及钨极的影响

3.1焊丝型号的影响:根据不同的钢材级别选用合适的焊丝,一般焊接碳钢用牌号是ER50-6焊丝。

3.2焊丝不干净:焊丝表面有铁锈、油污、水将直接影响焊缝质量会出现大量的气孔。

3.3板材或管材质量的影响:有夹层、夹层中杂质、表面有铁锈、油污都能引起气孔。

3.4引弧时电弧上爬造成保护不好:当用高频引弧的设备时,刚引弧时钨极

端部温度低,不具备足够的热发射电子能力,电子容易从有氧化膜的地方发射,沿电极上爬寻找有氧化物的地方发射,此时造成电弧变长,氩气对熔池的保护变差,当钨极的温度上升后,电子便从钨极的前端发射,电弧弧长相应变短。这时只要把钨极表面上氧化物打磨干净就可以排除。

3.5钨极端部的影响:端部不尖,电弧漂移不稳定,破坏氩气的保护区,使熔池金属氧化产生气孔。

4.焊接工艺的影响

4.1坡口清理:坡口面以及坡口里外侧20mm都要打磨干净,避免焊接时电弧产生的磁性把熔池附近的铁锈吸入熔池。

4.2焊接速度的影响:焊接速度过快,由于空气阻力对保护气流的影响,氩气气流会弯曲偏离电极中心和熔池,对熔池和电弧保护不好。因此焊接速度快时,同时增大气体的流量。

4.3 收弧方法的影响:收弧时采用衰减电流或加焊丝、把电弧带到坡口侧并压低电弧的收弧方法,不要突然停弧造成高温的熔池脱离氩气的有效保护,避免弧坑出现气孔或缩孔。

4.4 电流的影响:电流太小,电弧不稳定,电弧在钨极的端部不规则的漂移,破坏保护区。如果电流值超过了相应直径的钨极许用电流,由于电流密度太大,钨极端部温度达到或者超过了钨极的熔点,钨极端部熔化,并在钨极端部形成圆球形,此时电弧在钨极端部漂移,很不稳定,这不仅破坏了氩气保护区,而且容易形成夹钨缺陷。

4.5钨极伸出长度的影响:喷嘴离工件的距离越近,保护效果越好,钨极伸出长度太长,氩气对电弧和熔池保护效果变差。钨极的伸出长度一般为5~6 mm。

5.焊接铝合金出气孔的原因

5.1铝的焊接性

5.1.1纯铝的熔点660℃,氧化铝的熔点有2050℃,造成夹杂和气孔,导热性好,冷却速度快,是钢的4~7倍,不利于气体的上浮。铝的密度小,不利于溶渣上浮,造成熔合不良和夹杂,强度降低。

5.1.2容易氧化,铝合金表面极易形成一层难熔的氧化膜,焊接时若不能将其及时有效清除,则会影响焊接质量,由于氧化膜能吸附大量水分,可促使焊缝产生气孔。

5.1.3容易产生氢气孔,氮不熔入液态铝,铝也不含碳,所以不会有氮气孔、一氧化碳气孔,氢大量熔于液态铝而不熔于固态铝,在结晶时液态铝中的氢析出

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