氬弧焊為什麼會產生氣孔,如何找出原因排除氣孔缺陷

氬弧焊該焊接方法有很多優點: 保護效果好,焊接質量高，不會產生飛濺, 焊縫成形美觀；焊接變形小，可實現單面焊雙面成型，保證根部焊透，能進行各種位置的焊接；可以焊接各種金屬和合金；電弧燃燒穩定, 明弧操作，無熔渣, 容易實現自動化。

因此，在實際生產中得到廣泛應用。但由於氬弧焊抗風能力弱，對鐵鏽、水，油汙特別敏感，對氣體的純度、坡口清理、焊接工藝等要求嚴格，容易產生氣孔。

本文結合生產實際對氬弧焊焊接產生氣孔問題進行分析，並提出一些處理方法和注意事項。

 氣孔的影響因素 

 1.氬氣不純 

焊接碳鋼時氬氣的純度不低於99.7%，焊接鋁時不低於99.9%, 而焊接鈦和鈦合金用的氬氣純度高達99.99%。

檢測氬氣純度方法: 

(l) 在打磨乾淨的鋼板或管子上不加焊絲進行焊接，然後在焊道上多次重熔，如果有氣孔，則說明氬氣不純。

(2) 焊接時，電弧周圍有非常小的火星也說明氬氣不純。

(3) 有時當氬氣的純度接近焊接要求的純度要求時，用上述2種檢測方法並不能檢驗出來，但是在焊接有間隙的焊口時，就會在焊縫的根部產生斷續的氣孔，或者在蓋面焊時產生表面氣孔，或焊道表面有一層氧化皮。

(4) 在鎳板上點焊數點，焊點呈銀白色，表面如鏡面，則說明氬氣純度合格。

 2.氬氣流量 

氬氣流量過小，抗風乾擾能力弱 ；過大，氣體流速太大，經過噴嘴時形成的近壁層流很薄，氣體噴出後，很快紊亂，而且容易把空氣捲入，對熔池的保護效果變差。所以，氬氣的流量一定要合適，氣流才能穩定。

 3.氣帶漏氣 

氣帶接口或者氣帶漏氣都會造成焊接時氣體流量過小，空氣被吸入氣帶內，從而造成保護效果不好。

 4. 風的影響 

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風稍大，會使氬氣保護層形成紊流，從而造成保護效果不佳。因此，風速> 2m/s時要採取防風措施；焊接管子時,要把管口堵住，避免在管內形成穿堂風。

  母材材質的影響 

 1. 板材或管材質量的影響 

板材或管材中若有夾層，夾層中的雜質會促使氣孔缺陷的產生。

 2 .鋼種的影響

沸騰鋼( 氧含量大、雜質多)不能用氬弧焊焊接。

    鎢極的影響    

 1. 鎢極端部的影響 

鎢極端部不尖，電弧漂移不穩定，破壞氬氣的保護區，使熔池金屬氧化產生氣孔。

 2 .引弧時電弧上爬造成保護不好 

當用高頻引弧的設備時，剛引弧時鎢極端部溫度低，不具備足夠的熱發射電子能力，電子容易從有氧化膜的地方發射，沿電極上爬尋找有氧化物的地方發射，此時造成電弧拉長，氬氣對熔池的保護效果變差，當鎢極的溫度上升後，電子便從鎢極的前端發射，電弧弧長相應變短。這時只要把鎢極表面上氧化物打磨乾淨就可以排除。

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  焊接工藝的影響 

 1 .坡口清理 

坡口面以及坡口兩側各10mm範圍都要打磨乾淨，避免焊接時電弧產生的磁性把熔池附近的鐵鏽吸入熔池。

 2 .焊接速度的影響 

焊接速度過快，由於空氣阻力對保護氣流的影響, 氬氣氣流會彎曲，偏離電極中心和熔池，對熔池和電弧保護不好。

 3 .熄弧弧方法的影響 

熄弧時採用衰減電流或加焊絲、把電弧帶到坡口側並壓低電弧的熄弧方法，不要突然停弧造成高溫的熔池脫離氬氣流的有效保護，避免弧坑出現氣孔或縮孔。

 4 .焊接電流的影響 

焊接電流太小，電弧不穩定，電弧在鎢極的端部不規則地漂移，破壞保護區。焊接電流太大，電弧對氣流產生擾亂作用，保護效果變差。

 5 .鎢極伸出長的影響 

鎢極伸出太長，氬氣對電弧和熔池的保護效果變差。

 結語 

引起手工鎢極氬弧焊焊接時產生氣孔的因素固然較多，但是，只要了解了氬弧焊的特點，並根據實際情況逐一排查影響因素，排除所有引起氬弧焊時焊縫產生氣孔的因素，就能夠在實際生產中提高焊接質量。

以下內容是裂紋的內容：

焊接裂紋就其本質來分,可分為熱裂紋、再熱裂紋、冷裂紋、層狀撕裂等。下面僅就各種裂紋的成因、特點和防治辦法進行具體的闡述。

是在焊接時高溫下產生的,故稱熱裂紋,它的特徵是沿原奧氏體晶界開裂。根據所焊金屬的材料不同(低合金高強鋼、不鏽鋼、鑄鐵、鋁合金和某些特種金屬等),產生熱裂紋的形態、溫度區間和主要原因也各不相同。目前,把熱裂紋分為結晶裂紋、液化裂紋和多邊裂紋等三大類。1)結晶裂紋主要產生在含雜質較多的碳鋼、低合金鋼焊縫中(含S,P,C,Si偏高)和單相奧氏體鋼、鎳基合金以及某些鋁合金焊縫中。這種裂紋是在焊縫結晶過程中,在固相線附近,由於凝固金屬的收縮,殘餘液體金屬不足,不能及時添充,在應力作用下發生沿晶開裂。防治措施為:在冶金因素方面,適當調整焊逢金屬成分,縮短脆性溫度區的範圍控制焊逢中硫、磷、碳等有害雜質的含量;細化焊縫金屬一次晶粒,即適當加入Mo、V、Ti、Nb等元素;在工藝方面,可以通過焊前預熱、控制線能量、減小接頭拘束度等方面來防治。2)近縫區液化裂紋是一種沿奧氏體晶界開裂的微裂紋,它的尺寸很小,發生於HAZ近縫區或層間。它的成因一般是由於焊接時近縫區金屬或焊縫層間金屬,在高溫下使這些區域的奧氏體晶界上的低熔共晶組成物被重新熔化,在拉應力的作用下沿奧氏體晶間開裂而形成液化裂紋。這一種裂紋的防治措施與結晶裂紋基本上是一致的。特別是在冶金方面,儘可能降低硫、磷、矽、硼等低熔共晶組成元素的含量是十分有效的;在工藝方面,可以減小線能量,減小熔池熔合線的凹度。3)多邊化裂紋是在形成多邊化的過程中,由於高溫時的塑性很低造成的。這種裂紋並不常見,其防治措施可以向焊縫中加入提高多邊化激化能的元素如Mo、W、Ti等。通常發生於某些含有沉澱強化元素的鋼種和高溫合金(包括低合金高強鋼、珠光體耐熱鋼、沉澱強化高溫合金,以及某些奧氏體不鏽鋼),他們焊後並未發現裂紋,而是在熱處理過程中產生了裂紋。再熱裂紋產生在焊接熱影響區的過熱粗晶部位,其走向是沿熔合線的奧氏體粗晶晶界擴展。防治再熱裂紋從選材方面,可以選用細晶粒鋼。在工藝方面,選用較小的線能量,選用較高的預熱溫度並配合以後熱措施,選用低匹配的焊接材料,避免應力集中。主要發生在高、中碳鋼、低、中合金鋼的焊接熱影響區,但有些金屬,如某些超高強鋼、鈦及鈦合金等有時冷裂紋也發生在焊縫中。一般情況下,鋼種的淬硬傾向、焊接接頭含氫量及分布,以及接頭所承受的拘束應力狀態是高強鋼焊接時產生冷裂紋的三大主要因素。焊後形成的馬氏體組織在氫元素的作用下,配合以拉應力,便形成了冷裂紋。它的形成一般是穿晶或沿晶的。冷裂紋一般分為焊趾裂紋、焊道下裂紋、根部裂紋。防治冷裂紋可以從工件的化學成分、焊接材料的選擇和工藝措施三方面入手。應儘量選用碳當量較低的材料;焊材應選用低氫焊條,焊縫應用低強度匹配,對於高冷裂傾向的材料也可選用奧氏體焊材;合理控制線能量、預熱和後熱處理是防治冷裂的工藝措施。在焊接生產中由於採用的鋼種、焊接材料不同,結構的類型、鋼度,以及施工的具體條件不同,可能出現各種形態的冷裂紋。然而在生產上經常遇到的主要是延遲裂紋。1)焊趾裂紋——這種裂紋起源於母材與焊縫交界處,並有明顯應力集中部位。裂紋的走向經常與焊道平行,一般由焊趾表面開始向母材的深處擴展。2)焊道下裂紋——這種裂紋經常發生在淬硬傾向較大、含氫量較高的焊接熱影響區。一般情況下裂紋走向與熔合線平行。3)根部裂紋——這種裂紋是延遲裂紋中比較常見的一種形態,主要發生在含氫量較高、預熱溫度不足的情況下。這種裂紋與焊趾裂紋相似,起源於焊縫根部應力集中最大的部位。根部裂紋可能出現在熱影響區的粗晶段,也可能出現在焊縫金屬中。鋼種的淬硬傾向、焊接接頭含氫量及其分布,以及接頭所承受的拘束應力狀態是高強鋼焊接時產生冷裂紋的三大主要因素。這三個因素在一定條件下是相互聯繫和相互促進的。鋼種的淬硬傾向主要決定於化學成分、板厚、焊接工藝和冷卻條件等。焊接時,鋼種的淬硬傾向越大,越易產生裂紋。為什麼鋼淬硬之後會引起開裂呢?可歸納為以下兩方面。a:形成脆硬的馬氏體組織——馬氏體是碳在ɑ鐵中的過飽和固溶體,碳原子以間隙原子存在於晶格之中,使鐵原子偏離平衡位置,晶格發生較大的畸變,致使組織處於硬化狀態。特別是在焊接條件下,近縫區的加熱溫度很高,使奧氏體晶粒發生嚴重長大,當快速冷卻時,粗大的奧氏體將轉變為粗大的馬氏體。從金屬的強度理論可以知道,馬氏體是一種脆硬的組織,發生斷裂時將消耗較低的能量,因此,焊接接頭有馬氏體存在時,裂紋易於形成和擴展。b:淬硬會形成更多的晶格缺陷——金屬在熱力不平衡的條件下會形成大量的晶格缺陷。這些晶格缺陷主要是空位和位錯。隨焊接熱影響區的熱應變量增加,在應力和熱力不平衡的條件下,空位和位錯都會發生移動和聚集,當它們的濃度達到一定的臨界值後,就會形成裂紋源。在應力的繼續作用下,就會不斷地發生擴展而形成宏觀的裂紋。氫是引起高強鋼焊接冷裂紋重要因素之一,並且有延遲的特徵,因此,在許多文獻上把氫引起的延遲裂紋稱為「氫致裂紋」。試驗研究證明,高強鋼焊接接頭的含氫量越高,則裂紋的敏感性越大,當局部地區的含氫量達到某一臨界值時,便開始出現裂紋,此值稱為產生裂紋的臨界含氫量[H]cr。各種鋼產生冷裂的[H]cr值是不同的,它與鋼的化學成分、鋼度、預熱溫度,以及冷卻條件等有關。1：焊接時,焊接材料中的水分、焊件坡口處的鐵鏽、油汙,以及環境溼度等都是焊縫中富氫的原因。一般情況下母材和焊絲中的氫量很少,而焊條藥皮的水分和空氣中的溼氣卻不能忽視,成為增氫的主要來源。2：氫在不同金屬組織中的溶解和擴散能力是不同的,氫在奧氏體中的溶解度遠比鐵素體中的溶解度大。因此,在焊接時由奧氏體向鐵素體轉變時,氫的溶解度發生突然下降。與此同時,氫的擴散速度恰好相反,由奧氏體向鐵素體轉變時突然增大。焊接時在高溫作用下,將有大量的氫溶解在熔池中,在隨後的冷卻和凝固過程中,由於溶解度的急劇降低,氫極力逸出,但因冷卻很快,使氫來不及逸出而保留在焊縫金屬中形成擴散氫。

 接文章上述內容，

5.焊槍噴嘴的影響 

噴嘴直徑過小，當電弧周圍的氬氣有效保護範圍小於熔池面積時，就會造成保護不好而產生氣孔。尤其是野外作業、焊接大管子時要用較大直徑的噴嘴，以有效地保護電弧和熔池。

 6.焊槍噴嘴與工件間的距離 

該距離小，對側風的影響敏感度小；該距離大，抗風乾擾的能力弱。

 7.氣瓶內壓力太小 

氣瓶內的壓力小於1MPa時要停用。

 8.焊槍角度過大 

焊槍的角度過大，一方面會把空氣帶入熔池，另一方面造成長弧側的氬氣流對電弧和熔池的保護效果變差。

 9 .氫氣流量表的影響 

流量表出氣不穩定，忽大忽小都會影響保護效果。

 10 .操作的影響 

在用帶控制按鈕的氬弧焊焊槍時，在焊前要先放氣，以免氣帶內的壓力過大，在引弧時造成出氣流量瞬間過大，產生氣孔。

 11 .焊槍配件不合適 

鎢極夾不配套，堵塞氣路不流暢，保護氣體從噴嘴內的一側流出，不能形成完整的保護圈。

  焊接材料的影響 

 1 .焊絲型號的影響 

不能用埋弧焊焊絲代替手工鎢極氬弧焊焊絲，否則會產生斷續或者連續狀的氣孔。

 2 .焊絲不乾淨 

焊絲表面有鐵鏽、油汙、水將直接促使焊縫內產生大量的氣孔。