氬弧焊的影響，主要談氬氣的應(yīng)用要求和注意事項(xiàng)

    鎢極氬弧焊（簡(jiǎn)稱氬弧焊）是鎢極惰性氣體保護(hù)焊的一種。由于其焊接工藝的再現(xiàn)性強(qiáng)，焊接質(zhì)量穩(wěn)定，焊縫成形較好的特點(diǎn)，在許多重要工業(yè)部門(mén)都有較廣泛的應(yīng)用。近幾年尤其在鍋爐管道、輸油輸氣管線工程中得到了極大的推廣和應(yīng)用。但是，在氬弧焊操作過(guò)程中由于采用焊接工藝措施不當(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，使拍片合格率明顯下降，嚴(yán)重影響了焊縫的焊接質(zhì)量，甚至有些操作者遇到氣孔束手無(wú)策，某些單位或部門(mén)甚至放棄采用氬弧焊方法，直接影響氬弧焊方法的推廣應(yīng)用。
本文主要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)實(shí)踐，針對(duì)氣孔缺陷，分析了氣孔特點(diǎn)及影響因素，闡述了防止出現(xiàn)氣孔的工藝措施。對(duì)氬弧焊工藝的應(yīng)用，提高氬弧焊接質(zhì)量，具有重要和實(shí)際的意義。
氣孔的特點(diǎn)及危害
氣孔的特點(diǎn)
氣孔是焊接時(shí)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，是氬弧焊時(shí)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)形和條蟲(chóng)狀等。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)存在，有時(shí)是密集在一起或是沿焊縫連續(xù)分布。
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。因?yàn)檫@些缺陷占據(jù)了焊縫金屬一定的體積，使焊縫的有效工作截面積減小，因而也就相應(yīng)降
低了焊縫的力學(xué)性能，使焊縫的塑性，特別是彎曲和沖擊韌度降低得更多。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)積存在孔穴內(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，以至腐蝕穿孔而泄漏。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，是非常值得注意的問(wèn)題。

氣孔的形成及影響因素
氣孔的形成
焊接過(guò)程中，熔池的周?chē)錆M著成分復(fù)雜的各種氣體，這些氣體主要來(lái)自周?chē)目諝?，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，熔池結(jié)晶較快，就不會(huì)形成氣孔。但是如果氣體的產(chǎn)生正處在熔池的結(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。
形成氣孔的影響因素
氬弧焊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?6和26.
氬弧焊的影響
焊接區(qū)的?6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?6的成分。同時(shí)由于冶煉鋼中也殘留有?6，它們?cè)陔娀「邷刈饔孟滦纬蓺馀菝土业叵蛲馀懦?，在焊縫冷卻過(guò)程中，來(lái)不及浮出的?6便形成氣孔。
氬弧焊的影響
26主要來(lái)自空氣。26在基本金屬和焊絲中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不很大，在鋼中和其它鐵合金中是以氮化物固溶體及氣態(tài)形式存在。26在鋼中的溶解度隨溫度下降而劇烈變化，析出的26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。應(yīng)該說(shuō)，26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。
$防止氣孔產(chǎn)生的工藝措施
產(chǎn)生氣孔的因素很多，既有冶金因素，又有工藝因素，在某些條件下還受環(huán)境介質(zhì)的影響。任何一個(gè)環(huán)節(jié)的疏忽都將導(dǎo)致氣孔的產(chǎn)生。盡管不同氣孔產(chǎn)生的條件有差異，但選用正
確的焊接工藝，采取有效的防止氣孔的措施，培訓(xùn)焊工，提高操作技能則是防止氣孔產(chǎn)生的基本途徑。
工件和填充焊絲的焊前清理
氬弧焊焊對(duì)油、銹、水非常敏感，極易產(chǎn)生氣孔，因此對(duì)材料的表面質(zhì)量要求較高。焊前必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的清理，必須對(duì)待焊工件坡口內(nèi)外71@7!AA范圍內(nèi)進(jìn)行清理打磨，去除表面氧化膜、油脂和水份等雜質(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，露出金屬光澤。
氬弧焊焊中氣孔的影響因素及其防止措施

氬氣純度及流量
氬氣及純度
氬氣是惰性氣體，具有高溫下不分解又不與焊縫金屬發(fā)生氧化反應(yīng)的特性。氬氣純度對(duì)焊接質(zhì)量有較大的影響。氬氣中氧、二氧化碳、氫、水份等雜質(zhì)含量超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定時(shí)，會(huì)使電弧不穩(wěn)定，焊縫力學(xué)性能下降，焊縫氣孔增加，成形惡化等。當(dāng)氬氣純度為99.999%時(shí)可完全滿足使用要求。當(dāng)氣瓶用至內(nèi)壓0.5MPa左右時(shí)，因此時(shí)含水量有所增加1應(yīng)停止使用。
氬氣流量
氬氣流量是影響保護(hù)效果的另一個(gè)重要參數(shù)。流量的大小是獲得優(yōu)質(zhì)焊縫的關(guān)鍵。當(dāng)氬氣流量太大時(shí)，不僅浪費(fèi)氬氣，且會(huì)產(chǎn)生紊流，將空氣卷入保護(hù)區(qū)，反而降低保護(hù)效果，
導(dǎo)致電弧不穩(wěn)，焊縫產(chǎn)生氣孔現(xiàn)象。反之氬氣流量過(guò)小時(shí)保護(hù)氣體挺度不夠，排除周?chē)諝獾哪芰θ?，空氣容易侵入熔池，保護(hù)效果變差，使焊縫產(chǎn)生氣孔。因此，必須選擇合適的
氬氣流量。
氬氣流量可由下面經(jīng)驗(yàn)公式確定：
!"#〓$
式中，!為氬氣流量，$為噴嘴直徑，#為系數(shù)（$(&2
％(#）。所以，氬氣流量一般在32,45678為宜。在確定氣體流量同時(shí)，要確保氣路暢通，各部位接點(diǎn)不得有堵、漏現(xiàn)象。
噴嘴直徑
噴嘴直徑的大小，直接影響保護(hù)區(qū)的范圍。如果噴嘴過(guò)大，不僅浪費(fèi)氬氣，而且限制焊接位置，同時(shí)有礙操作，影響焊接質(zhì)量。噴嘴直徑過(guò)小，則保護(hù)效果不良，產(chǎn)生氣孔，使焊縫質(zhì)量下降，噴嘴本身也易被燒損。
噴嘴直徑的大小可由下面經(jīng)驗(yàn)公式確定：
$9:#(!2'(!;％
式中，$為噴嘴直徑，％為鎢極直徑。
噴嘴直徑一般在32％#66為宜。
'("鎢極伸出長(zhǎng)度
鎢極伸出長(zhǎng)度要適當(dāng)。伸出過(guò)長(zhǎng)，氬氣保護(hù)鎢極與熔池效果變差。伸出過(guò)短，保護(hù)效果雖好1但會(huì)阻擋焊工的視線。所以，通常鎢極伸出長(zhǎng)度以32&66為宜。另外施焊時(shí)在不影響焊工操作視線的情況下，應(yīng)盡可能采用短弧焊接，一般鎢極與熔池的距離為#2'66，即電弧的長(zhǎng)度。電弧過(guò)長(zhǎng)，增大了噴嘴與焊件之間的距離，保護(hù)效果變差，產(chǎn)生氣孔。電弧過(guò)短，鎢極與焊絲易碰撞發(fā)生短路，焊接無(wú)法進(jìn)行。
'(!焊接速度
焊接速度是主要的焊接工藝參數(shù)之一。焊接速度過(guò)快時(shí)，由于空氣阻力對(duì)保護(hù)氣層的影響；或遇側(cè)向氣流的侵襲，會(huì)使保護(hù)氣層偏離鎢極和熔池，從而使保護(hù)效果變差，產(chǎn)生氣孔。且焊接速度顯著影響焊縫成形。所以，施焊時(shí)應(yīng)選擇合適的焊接速度。
'(3焊槍與焊件后傾角
<=>焊時(shí)，在不妨礙焊工操作視線的情況下，焊槍?xiě)?yīng)盡量垂直或與焊件表面后傾?!@2&!@夾角。夾角過(guò)小，其內(nèi)側(cè)產(chǎn)生紊流，外側(cè)氬氣挺度不夠，氣體保護(hù)效果變差，易產(chǎn)生氣孔。
'(?外界氣流
<=>焊時(shí)，由于氬氣保護(hù)層是柔性的，極易受到外界氣流因素的擾動(dòng)而遭破壞，產(chǎn)生氣孔，因此焊接場(chǎng)地或通風(fēng)設(shè)施風(fēng)力不宜太大。焊接管道時(shí)，封閉管口，嚴(yán)禁穿堂風(fēng)。另外<=>
焊不宜在室外進(jìn)行操作。當(dāng)必須在室外作業(yè)時(shí)，風(fēng)速必須不大于％65A。無(wú)特殊的防風(fēng)措施，嚴(yán)禁施焊。
'(&焊接程序控制裝置
'(&(％提前送氣
新型氬弧焊機(jī)中，<=>焊接開(kāi)始時(shí)，一般采用高頻振蕩器產(chǎn)生的高頻高壓，擊穿鎢極與工件之間的間隙而引燃電弧。引弧前提前'2"A輸送氬氣，以驅(qū)趕管內(nèi)空氣，使引弧處在氣體保護(hù)中，防止鎢極與熔池引弧時(shí)氧化產(chǎn)生氣孔。
'(&(#滯后關(guān)氣
新型氬弧焊機(jī)中，<=>焊接結(jié)束時(shí)，通常采用電流衰減熄弧裝置。焊接結(jié)束時(shí)只要閉合控制開(kāi)關(guān)，電流就會(huì)逐漸減小至熄弧，同時(shí)氬氣滯后'2!A停氣，以保護(hù)尚未冷卻的鎢極和熔池。簡(jiǎn)易氬弧焊機(jī)中則沒(méi)有電流衰減裝置，氣路是常開(kāi)的，不存在提前送氣和滯后關(guān)氣，可采用提高焊速法熄弧。當(dāng)焊接結(jié)束時(shí)，先停止送絲，同時(shí)壓低電弧，稍快焊速向前進(jìn)方向沿坡口面移動(dòng)％$66后，抬起斷弧，同樣也可以達(dá)到電流衰減、滯后關(guān)氣保護(hù)熔池緩冷的目的。如果熄弧不正確，會(huì)在收弧處產(chǎn)生弧坑裂紋、氣孔等缺陷，因此必須掌握正確的熄弧方
法。
'(,填充焊絲
一般常用點(diǎn)滴斷續(xù)填絲法填絲，也就是當(dāng)送入電弧區(qū)的焊絲在熔池熔化后，立即將焊絲移出熔池，但焊絲熱端頭不得移出氣體保護(hù)區(qū)，防止氧化。然后再將焊絲重復(fù)送入電弧區(qū)。
意，送入熔池的填充焊絲要平穩(wěn)，要絕對(duì)防止焊絲與高溫的鎢極接觸發(fā)生短路，以免鎢極被污染、燒損，電弧的穩(wěn)定性被破壞。送入熔池的填充焊絲不宜過(guò)快過(guò)猛，防止將空氣帶入熔池產(chǎn)生氣孔。
'(％$操作技能
操作熟練程度是防止氣孔的重要環(huán)節(jié)，每個(gè)<=>焊操作焊工要有過(guò)硬的基本功。焊槍、焊絲、工件之間必須保持正確的位置和相對(duì)角度，動(dòng)作要協(xié)調(diào)配合。施焊時(shí)電弧要平穩(wěn)，電
弧的高度必須均勻一致。引燃電弧后，當(dāng)調(diào)整焊槍角度時(shí)，電弧長(zhǎng)度不變，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)要注意觀察熔池的變化，提高對(duì)氣孔的排除能力。
結(jié)語(yǔ)
氬弧焊焊具有優(yōu)異的特性和廣闊的應(yīng)用前景。多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)踐證明，采取上述工藝措施，可有效地控制氣孔，并能獲得滿意的焊縫質(zhì)量。