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1、钢结构施工中CO2气体保护焊缺陷研究 【摘要】：论述了在钢结构气体保护焊中常见的几种焊接缺陷，分析了各种焊接缺陷形成的原因。【关键词】：CO2气体保护焊、焊道外观缺陷、气孔、裂纹中图分类号：O659文献标识码：A文章编号：近年来，建筑钢结构在我国经济建设中占有非常重要的地位。钢结构由于自重轻、建设周期短、适应性强、造型美观、维护方便等优点，被越来越广泛的应用于工业与民用建筑中。钢结构施工中常用的连接方式之一是焊接连接。而今，在建筑钢结构中，CO2气体保护焊由于其生产效率高（是焊条电弧焊的4倍）、焊接变形小、焊
2、接操作简单方便、焊缝成型好等优点已逐步取代手工电弧焊而被广泛的应用。如国家体育场（鸟巢）工程中，CO2气体保护焊作为主要的焊接方法被使用。现就CO2气体保护焊应用中可能遇到的缺陷及形成原因论述如下，以便制定防制措施，使其得到更好的应用。CO2气体保护焊焊接缺陷的产生，所涉及的原因比较复杂。一、焊道外观缺陷6外观缺陷即表面缺陷是指不用借助于仪器,从工件表面就可以发现的缺陷。焊道外观缺陷往往是由于焊接条件不适当或焊枪操作不当所引起的。1.焊道成形不良：指焊缝的外观几何尺寸不符合要求。有焊缝超高、表面不光滑以及焊缝过
3、宽、焊缝向母材过渡不圆滑等。其原因是：焊接用电缆弯曲过多；焊丝伸出长度较大；焊接坡口清理不干净；气体质量不佳及流量不当等。2.未焊满:指焊缝表面上连续的或断续的沟槽。填充金属不足是产生未焊满的根本原因。未焊满同样削弱了焊缝,容易产生应力集中；同时容易带来气孔、裂纹等。产生的原因为：焊接电弧电压较低；焊丝较细；焊接电流较小；焊接摆动幅度较小；焊道层数少；焊枪指向及角度不正确等。3.熔深不足：焊接时焊丝熔化滴向焊缝，同时母材也有一部分受热熔化和焊丝熔化金属结合在一起。母材受热熔化的深度叫熔透深度，是保持焊接强度的重
4、要因素。母材和熔化金属间如有局部没有熔合便会形成没有熔透现象。焊缝没有熔透是严重的焊接缺陷，它消弱焊接连接的强度可达60%-80%。通常造成没有焊透的原因是：焊工技术差或该开坡口施焊的未开坡口；坡口的斜度不够；组对缝隙太小；坡口的纯边留得太厚或太薄或两边厚薄不一致；施焊时速度太快或焊接电流过小；焊接前焊缝没有清理干净，如有锈、有渣子或气割残留物等没有清干净，使母材的边缘熔化不良；操作时焊枪指向不对，以致熔池偏向母材的一边等。64.烧穿：烧穿是指焊接过程中,熔深超过工件厚度,熔化金属自焊缝背面流出,形成穿孔性缺陷
5、。焊接电流过大,速度太慢,电弧在焊缝处停留过久,都会产生烧穿缺陷。工件间隙太大,在焊缝背面未加设垫板或药垫；钝边太小也容易出现烧穿现象。烧穿是不允许存在的缺陷,它完全破坏了焊缝的承载能力。5.咬边：咬边是指沿着焊趾,在母材部分形成的凹陷或沟槽,它是由于电弧将焊缝边缘的母材熔化后没有得到熔敷金属的充分补充所留下的缺口。造成咬边的原因是焊接时焊接速度快；电流、电压过高；焊缝空间位置不合适造成熔化金属分布不均；焊枪与工件间角度不正确；摆动不合理；焊接次序不合理等。咬边是焊缝的外部缺陷，在检查时肉眼就可以发现。咬边现象
6、会消弱母材断面积并形成局部应力集中，造成构件受力时破坏。6.焊瘤：焊接时有过多熔化金属流到焊缝附近没有熔化的母材上的现象。焊瘤是因为焊接时焊丝快速熔化，熔化的金属液沿池边流到母材上凝固而成的。焊瘤的形成往往是因焊接时电流、电压选择不当；焊接速度较慢；焊丝伸出过长；焊道及其两侧清理不干净产生的。它较容易发生在立焊或仰焊时。二、气孔6气孔是指焊接时,由于焊缝金属在熔化状态吸收的气体在凝固过程中来不及逸出，残存于焊缝之中所形成的空穴。气孔减少了焊缝的有效截面积,使焊缝疏松,从而降低了接头的强度,降低塑性,还会引起泄漏
7、。气孔也是引起应力集中的因素。氢气孔还可能促成冷裂纹。CO2气体保护焊时可能产生的气孔主要有三种，一氧化碳气孔、氢气孔和氮气孔。常温固态金属中气体的溶解度只有高温液金属中气体溶解度的几十分之一至几百分之一,熔池金属在凝固过程中,有大量的气体要从金属中逸出来。当凝固速度大于气体逸出速度时,就形成气孔。产生气孔的原因有焊丝选择不当，焊丝上附着有锈、水分、油污等；母材污染，坡口两侧有油、锈、涂料、水分、氧化皮等；CO2气体质量不佳，气体纯度不应低于99.5％；防风措施不当，受风的影响，保护气体流量过小；喷嘴内壁飞溅附
8、着过多，影响保护效果，喷嘴内壁未涂敷防飞溅剂；喷嘴与工件间距过大，空气容易侵入，应不得超过25mm；CO2气体流量太小，不足以保护焊接区。钢瓶气压不足0.1MPa，气管及接头处有漏气现象；焊接参数不当，焊接电流较小，焊接速度过快等。三、裂纹焊接区的裂纹是最危险的焊接缺陷。焊缝中原子结合遭到破坏,形成新的界面而产生的缝隙称为裂纹。从产生温度上看,焊接裂纹通常分为冷裂纹和热裂纹两大类。6热
