结507焊条气孔的形成和防范

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1、J507焊条焊接气孔形成及工艺措施摘要：气孔就是焊接时，溶池中的气泡在凝固时未能逸出，而留下来形成的孔穴。J507碱性焊条焊时多为氮气孔、氢气孔和CO气孔。平焊位置要较其他位置气孔多；打底层要比填充、盖面多；长弧焊要比短弧多；断弧焊要比连弧焊多；引弧、收弧和接头处要比焊缝其它位置多。由于气孔的存在，不但会降低焊缝的致密性，削弱焊缝的有效截面积，还会降低焊缝的强度、塑性和韧性。文中以J507焊条溶滴过渡的特点、选择焊接电源、合适的焊接电流、合理的引弧和收弧、短弧操作直线运条等方面做以工艺措施控制，在焊接生产中得到了很好的质量保证。J507焊条焊接气孔形成及工艺措施目前

2、在压力容器生产制造中常采用J507焊条，由于该种焊条的溶滴过渡状态为粗溶滴短路状态，加之焊条本身制造中出现了偏心，焊药药皮脱落等原因以及对焊条烘干状态要求比较高，因而往往在操作中溶池保护不良形成了气孔缺陷，这种气孔缺陷往往存在于搭肩焊或第一层焊缝中。不但对焊接质量造成影响，而且也给返修工作带来了困难。融化金属在高温时溶解大量气体，随着温度的下降，这些气体以气泡形式逐渐自焊缝中逸出，来不及逸出的气体残留在焊缝内就形成气孔。形成气孔的气体主要有氢气和一氧化碳。从气孔的分布状态看有单个气孔、连续气孔、密集气孔；从气孔的部位不同可分为外部气孔和内部气孔（见下图）；从形状上看

3、有针孔（如针状的微小气孔）、圆气孔、条状气孔（气孔呈条虫形，是圆气孔的连续）、链状和蜂窝状气孔等。（如下图）就目前来说，J507焊条在焊接时产生气孔缺陷更为典型。因此，以J507焊条焊接低碳钢为例，对产生气孔缺陷的原因与焊接工艺的关系作一些讨论。一、J507焊条溶滴过渡的特点：J507焊条为高碱度的低氢型焊条，该焊条在直流焊机反极性时方可正常使用。因此无论采用何种类型的直流焊机，其溶滴过渡均由阳极区向阴极区过渡。在一般手工电弧焊时，阴极区温度略低于阳极区温度。因此，无论何种过渡形式溶滴到阴极区后温度均会降低，造成了该种焊条各溶滴的聚合过渡到溶池中去，即形成了粗溶滴过

4、渡形式。但由于手工电弧焊是人为的因素：如焊工熟练程度、电流电压大小等不同，其溶滴的大小也是不均匀的，形成了溶池的大小也是不均匀的。因此，在外来及内在因素的影响下，形成了气孔等缺陷。同时，碱性焊条药皮中又含有大量的萤石，在电弧作用之下分解出电离电位较高的氟离子，使得电弧的稳定性变差，进而又造成了电焊时溶滴过渡的不稳定因素。因此要解决J507焊条手工电弧焊的气孔问题，除了对焊条烘干、坡口清理以外，还必须从工艺措施上入手，以确保电弧溶滴过渡的稳定。二、选择焊接电源，确保电弧稳定由于J507焊条药皮中含有电离电位较高的氟化物，造成了电弧气份不稳定因素，因此选择合适的焊接电源

5、相当必要。我们通常采用的直流焊接电源分为两种类型：旋转式直流弧焊机和硅整流式直流焊机。虽然它们的外特性曲线均属下降特性，但是因旋转式直流弧焊机是通过选装换向极达到整流目的的，因而其输出的电流波形呈规则形状的摆动，这势必在宏观上为一额定电流，在微观上输出电流为小幅度变化，尤其在溶滴过渡时造成摆动幅度增加。对于硅整流直流焊机是靠硅元件整流后进行滤波处理，虽然输出电流有波峰和波谷，但总体上是平滑的，或称在某一过程中是极少量有摆动的，它因此可以认为是连续的。因此其受溶滴过渡的影响较小，在溶滴过渡时引起的电流波动不大。在焊接工作中以两种类型焊机焊接得以结论，硅整流焊机比旋转式

6、直流弧焊机出现的气孔几率均有所降低。经分析试验结果，认为采用J507焊条施焊时要选择硅整焊机流焊接电源，这样可以确保电弧稳定避免气孔缺陷的产生。三、选择合适的焊接电流由于采用J507焊条焊接，焊条除药皮以外在焊芯中也含有大量的合金元素，以增强焊缝接头强度，消除产生气孔缺陷的可能性。而由于采用较大的焊接电流，溶池变深，冶金反应激烈，同时造成合金元素烧损严重。因为电流过大，明显的使焊芯电阻热猛增，焊条发红，造成焊条药皮中的有机物过早分解而形成气孔；而电流过小。熔池的结晶速度过快，熔池中气体来不及逸出而产生气孔。加之采用直流反极性，阴极区温度偏低，即使在激烈反应下产生的氢

7、原子溶解于溶池之中也无法很快地被合金元素置换出来，即使氢气迅速浮出焊缝之外，而溶池过热后又迅速冷却，使得残余的氢形成分子凝固在溶池焊缝之中形成了气孔缺陷，因此考虑合适的焊接电流是相当必要的。低氢型焊条比同规格的酸性焊条一般略小10～20%左右的工艺电流。在生产实践中，对低氢型焊条可用该焊条直径的平方乘以十作为参考电流。如Ф3.2mm焊条可定为90～100A、Ф4.0mm焊条可定为160～170A作为参考电流，通过实验作为选定工艺参数的依据。这样可以减少合金元素的烧损，避免气孔出现的可能。四、合理的引弧和收弧J507焊条焊接接头产生气孔的几率比其他部位要大，这是因