焊缝气孔的产生原因是什么?如何防止?

文章来源:www.hangzhouaoda.com原创 发布时间:2017-06-12
摘要:目前在金属的 冲压加工 焊接过程中最常出现的就是焊缝气孔这一缺陷,而这一缺陷主要是由两种情况造成的:一是在熔池内产生的一氧化碳和和水等冶金反应产物;二是氢气和氮气等...

目前在金属的冲压加工焊接过程中最常出现的就是焊缝气孔这一缺陷,而这一缺陷主要是由两种情况造成的:一是在熔池内产生的一氧化碳和和水等冶金反应产物;二是氢气和氮气等来自外部的溶解度非常有限的气体。气泡主要是由于焊接的熔池里面吸收的气体出现饱和而形成,而这些气泡因为在焊接过程中不能及时地排出去而残留在焊缝里面,最终形成了气孔缺陷。 

焊缝气孔的产生原因是什么?如何防止?

一、焊缝气孔的类型

焊缝气孔会根据不同的特征分为不同的类型。例如,根据气孔的分布区域可以把它们分为匀布状气孔和孤立气孔;再比如,根据气孔的形态的不同又可以把它们分为条形气孔和球形气孔。而本文在此主要是根据它的气体类型的联系进行区分的,具体可分为应用型气孔和反应型气孔。

焊缝气孔的产生原因是什么?如何防止?

二、焊缝气孔的形成原因

气孔的形成主要是由于气体的存在造成的,这两者具有了必然的联系。而气孔实际上就是气泡在金属凝固的时候不能及时排除而残留在金属中造成的。而形成气泡的过程主要包括两个方面,即形核和稳定成长。而在这两个过程中,焊缝最终是否会形成气孔,主要是由金属凝固速度和气孔的逸出速度两者间的对比关系所决定的,并且当气泡逸出的速度小于金属的凝固速度时,焊缝就会比较容易产生气孔。而影响这两者的速度比例的具体又可以分为以下这些因素。

1、影响气泡浮出速度的因素:①气泡的尺寸:气泡尺寸的大小会影响气泡的浮出速度进而影响到焊缝气孔的产生。气泡的半径越大,则气体浮出的速度就会变快。②金属的密度:因为液体金属的密度远大于气泡的密度,因此气泡的逸出速度并不是取决于气泡的密度而是取决于金属的密度。③金属的粘度:在金属的凝固阶段中,液体金属的粘度会急剧增大,致使气泡很难在短时间内迅速浮出,从而残留在金属里面形成了气孔。

2、冲压加工焊接工艺的条件对气孔产生的影响:焊接条件的正常与否会直接影响到电弧的稳定性,当它的条件不稳定时,就会使得电弧失去了正常的保护作用,从而致使熔融金属里会融入大量的外在气体,造成气孔的产生。

3、焊接材料对气孔产生的影响:从金属冶炼性能的角度上看,焊接材料的还原性和氧化性能否平衡会影响到焊缝气孔的产生。不同的焊接材料对气孔的敏感程度不同,有的会对气孔敏感性很低,有的会对气孔敏感性很强。

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三、焊缝气孔的主要防止措施

1、控制好冲压加工金属焊接的条件:正常的焊接条件不仅可以保证焊枪、电源、焊柜等焊接设备的正常工作状态,而且可以有效控制好焊接工艺的正常参数。在焊接的过程中,可以通过对焊接条件的控制来对电弧外围的气体进行限制以及为熔池中气体能够快速逸出创造有利的条件。

首先就反应性气体而言,只有创造出有助于气体逸出而限制外在气体融入的条件才能把焊缝气孔产生的可能性降低。对于不同焊接方式会影响到气泡产生的这一情况,我们可以在焊接的过程中增加脉冲,从而减少气体的产生。

2、严格选用焊接的材料:在选用焊接材料方面,必须要选用与焊接金属物体相匹配的材料,尽量选取抗锈性能比较好的焊接材料。如可以选用钢条的焊接材料,在钢条的焊接过程中,可以选取合适的惰性气体作为保护气,并在惰性气体中添加进少量氧、二氧化碳等活性气体,从而通过降低氢的分压去限制氢气的融入,同时还能使液体金属表面的张力降低以及活动性能的增大,从而有利于促进气体的排出。

3、抑制外来气体的融入:首先是要清理好焊接材料的表面,因为焊丝和工件表面的油污、铁锈或氧化膜在焊接的过程中均可以向熔池提供氧和氢,从而造成了焊缝气孔的产生,因此在进行焊接时,焊丝表面不能带有油污或者铁锈等等。而对于铁锈的清理方法,一般可以采用钢丝刷或机械砂轮打磨的方式进行清理,而针对有色金属的氧化膜,则可让机械清理和化学清洗两种清理方式结合使用。并且在清洗过后,要及时进行焊接。其次是要注意焊接材料的防潮,要把烘干的焊条放到特定的保温箱或烘干箱中保管好。再次是要对焊条加强防护,防止空气入侵熔池。 

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