二氧化碳气体保护焊接中气孔和飞溅的影响因素及其防止措施

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1、工艺与设备建材与装饰2008年4月二氧化碳气体保护焊接中气孔和飞溅的影响因素及其防止措施雷荣宾（福建省工业设备安装有限公司）摘要：CO2气体保护焊由于其高效、优质、节能、易于实现自动化等特点，在焊接领域的应用具有广阔前景。然而，由于其焊接过程中出现的气孔、飞溅问题一直以来都制约着它的发展。本文针对CO2气体保护焊中出现气孔、焊接飞溅过大的缺陷，着重分析了以短路过渡形式进行焊接时，气孔、焊接飞溅产生的影响因素，并阐述了防止产生气孔、减少飞溅的工艺措施。关键词：CO2气体保护焊；气孔；飞溅；影响因素；防止措施；短路过渡前言防止焊缝中产生气孔、保证焊缝的焊接质量，是非

2、常值得注意的问题。二氧化碳气体保护焊（以下简称CO2气保焊）是20世纪501.3气孔的形成及分析年代初期发展起来的一种高效率、低成本的焊接技术，它以CO2焊接过程中，熔池的周围充满着成分复杂的各种气体，这些作为保护气体（有时采用CO2+Ar的混合气体）进行焊接，具有气体主要来自周围的空气、焊件上的杂质、以及焊接过程中冶金适用范围广、抗腐蚀能力强、便于监控，且适用于大电流焊接等反应所产生的气体等。所有这些气体都不断地与金属熔池发生特点。采用该技术大大提高了焊接质量和生产效率（比手工焊作用。一些气体通过化学反应或溶解等形式进入熔池，使熔池的高3~6倍），降低了成本和

3、劳动强度，改善了劳动条件，取得了液体金属吸收了相当多的气体。如果这些气体排出较快，熔池结显著效果，为生产施工发挥了巨大作用。因此CO2气保焊在推晶较慢，就不会形成气孔。但是如果气体的产生正处在熔池的结广应用中，创造了良好的经济效益和社会效益。尽管CO2气保晶过程中，而结晶过程进行较快时，气体来不及排出熔池，就会焊优点确实很多，但其焊接过程存在的飞溅大、易产生气孔等残留在焊缝中形成气孔。缺点，正因为这些缺点限制了CO2气保焊的进一步推广应用。CO2气保焊的气孔一般有3种，即CO气孔、H2孔和N2孔。其原因主要是因为，在CO2气保焊操作过程中由于采用焊接工对于CO2

4、气保焊来说，由于焊接区受到CO2气体的有效保护，产艺措施不当，加之焊工操作水平所限，导致焊缝中出现气孔缺生N2孔的可能性较小（N2主要来自周围的空气）。又因CO2气体陷的几率较大，使X射线探伤一次合格率明显下降，严重影响是氧化性保护气体，它可以与氢发生如下反应：了焊缝的质量。以至于有些操作者遇到气孔缺陷和过多的飞溅CO2+H2=CO+H2O（1）时束手无策；有些单位甚至想放弃采用CO2气保焊方法，成为+CO2+H=CO+OH（2）直接影响CO2气保焊方法的推广应用。由式1、2可知，由于CO2气体的氧化性，增加了焊接区域氧1气孔的分压，使自由状态的氢被氧化而生成不

5、溶于金属的水蒸汽和羟基，从而减弱了H2的有害作用。所以CO2气保焊产生H2孔的1.1气孔的特点倾向也较小，它对铁锈、油污和水份不那么敏感，具有较强的抗气孔是焊接时熔池中的气体在凝固时未能逸出而残留在锈、抗潮能力。焊缝金属中所形成的空穴，是CO2气保焊时常见的也是主要的CO气孔的产生主要是因为焊接时熔池中溶入了FeO，FeO一种焊接缺陷。其形状有球形、椭圆形、旋风形和蠕虫形等。在和C发生了如下反应：焊缝内部的称内部气孔，露在焊缝表面的称外部气孔。气孔的[FeO]+[C]=[Fe]+CO（3）大小不等，有时是单个存在，有时是密集在一起或是沿焊缝连式3的反应条件是必须

6、有充足的FeO才可能发生。对于CO2续分布。常见的有氢气孔、氮气孔、一氧化碳气孔等。气保焊方法来说FeO的来源主要有3个，一是在焊接过程中熔1.2气孔的危害池保护不好，空气中O2对Fe的氧化：气孔是体积性缺陷，对焊缝的性能影响很大。其危害主要[Fe]+1/2O2=[FeO]（4）是会降低焊缝的致密性，减少焊缝的有效工作截面积，致使焊二是CO2对Fe的直接氧化：接接头的承载能力下降。因为这些缺陷占据了焊缝金属一定的CO2+[Fe]=[FeO]+CO（5）体积，使焊缝的有效工作截面积减小，因而也就相应降低了焊三是H2O气对Fe的氧化：缝的力学性能，使焊缝的塑性，特别

7、是弯曲性能和冲击韧度降H2O气+[Fe]=[FeO]+H2（6）低得更多。如果气孔穿透焊缝表面，特别是穿透接触介质的焊当然，CO2保护气自行分解产生的CO（见式7）也是不可忽缝表面，介质积存在孔穴内，当介质有腐蚀性时，将形成集中腐视的。由此可见，CO气孔是CO2气保焊中最常见的气孔。蚀，孔穴逐渐变深、变大，以至腐蚀穿孔而泄漏。从而破坏了焊1.4产生气孔的影响因素及其防止措施缝的致密性，严重时会由此而引起整个金属结构的破坏。所以，产生气孔的因素很多，既有熔池冶金因素，又有焊接工艺因·278·建材与装饰2008年4月工艺与设备素，在某些条件下还受环境介质的影响。任何

8、一个环节的疏忽都P2焊机