氬弧焊氣孔的小知識
1 氣孔的特點及危害
1.1 氣孔的特點
氣孔是焊接是熔池中的氣泡在凝固時未能逸出而殘留在焊縫金屬中所形成的空穴，是TIG氬弧焊中常見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、條蟲形等。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是單個的，有時是密集在一起或是沿焊縫連續(xù)分布。
1.2 氣孔的危害
氣孔是體積性缺陷，對焊縫的性能影響很大其危害性主要是會降低焊縫的承載能力。這是因為氣孔占據(jù)了焊縫金屬一定的體積，使焊縫的有效工作截面面積減小，因而也就降低了焊縫的力學(xué)性能，使焊縫的塑性特別是彎曲和沖擊強度降低得更多。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)存在于孔穴內(nèi)，當(dāng)介質(zhì)有腐蝕性時，將形成集中腐蝕，孔穴逐漸變深、變大，以致腐蝕穿孔而泄漏。從而破壞了焊縫的致密性，嚴(yán)重時會由此而引起整個金屬結(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，應(yīng)引起高度的重視。
2 氣孔缺陷產(chǎn)生的因素
2.1 氣孔的形成
焊接過程中熔池的周圍充滿著成分復(fù)雜的各種氣體，這些氣體主要來自周圍的空氣，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，即使熔池結(jié)晶較快就不會形成氣孔。但是如果氣體的產(chǎn)生在熔池的結(jié)晶過程中，而結(jié)晶過程進(jìn)行較快時，氣體來不及排出熔池，就會殘留在焊縫中形成氣孔。
2.2 形成氣孔的影響因素
TIG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H2和N2，以下進(jìn)行詳細(xì)的分析：
2.2.1 H2的影響
焊接區(qū)的H2來自于各個方面，某些組成物的結(jié)晶水和工件表面雜質(zhì)等都含有氫氣的成分，同時由于冶煉鋼總也含有，它們在電弧高溫作用下形成氣泡猛烈地向外排出，在焊縫冷卻過程中來不及浮出的H2便會形成氣孔。
2.2.2 N2的影響
N2主要來自空氣，N2在基本金屬和焊絲中的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)不是很大，在鋼中和其他鐵合金中是以氧化物固溶體及其它形式存在。N2在鋼中的溶解度隨溫度下降而劇烈變化，析出的N2形成氣泡從熔池中排出，來不及排出的氣泡殘留在焊縫中形成氣孔。形成氣孔是在沒有足夠充分的保護(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。
3 預(yù)防氣孔產(chǎn)生的措施
盡管產(chǎn)生氣孔的原因是多方面的，但選用正確的焊接工藝，提高焊工的操作技能是防止氣孔產(chǎn)生的基本途徑。
3.1 工件和焊絲的焊前處理
TIG焊對油、銹、水特別敏感，極易產(chǎn)生氣孔，因此對母材的表面質(zhì)量要求較高。焊前必須經(jīng)過嚴(yán)格的清理，對待焊工件坡口內(nèi)外10-15mm范圍內(nèi)進(jìn)行清理打磨，去除表面的氧化膜。油脂和水分等雜質(zhì)，露出金屬光澤，同時對焊絲表面的油脂。鐵銹也要用砂紙進(jìn)行打磨直到露出金屬光澤。
3.2 氬氣的純度
氬氣是惰性氣體具有高溫下不分解和不與焊縫金屬發(fā)生氧化反應(yīng)的特性，氬弧焊時氬氣純度應(yīng)大于99.95%，另外當(dāng)氬氣瓶內(nèi)壓力小于2.0MPa時含水量增加應(yīng)停止使用"氬氣的流量必須合適，可由下面的經(jīng)驗公式確定：Q=K·D式中Q代表氬氣流量，D為噴嘴直徑，K為系數(shù)（0.8-1.2），所以氬氣流量一般為6-12L/min，還要保證氣路通暢，不得有堵漏現(xiàn)象發(fā)生。
3.3 噴嘴直徑
噴嘴直徑可由下面的經(jīng)驗公式確定：
D=（2.5-3.2）d
式中D為噴嘴直徑，d為鎢極直徑由上面公式可得噴嘴直徑一般為6-12mm為宜。
3.4 鎢極伸出長度
鎢極伸出長度過大增大了噴嘴與工件之間的距離保護(hù)效果變差；伸出長度過小雖然保護(hù)效果好但會阻擋焊工視線，鎢極與焊絲易碰撞發(fā)生短路使焊接無法進(jìn)行。
3.5 焊接速度
焊接速度是主要的焊接參數(shù)之一，速度過快會使保護(hù)氣體偏離鎢極和熔池是保護(hù)效果變差產(chǎn)生氣孔，并且也影響焊縫的成形，所以施焊時必須選擇合適的焊接速度。
3.6 提前送絲滯后關(guān)氣
引弧前3-4S送氬氣可驅(qū)趕管內(nèi)空氣使引弧處在氣體保護(hù)中防止鎢極與熔池發(fā)生氧化產(chǎn)生氣孔，滯后關(guān)氣可達(dá)到保護(hù)熔池緩冷的目的還可避免收弧處出現(xiàn)弧坑、裂紋、氣孔等缺陷，因此必須掌握正確的息弧方法。
3.7 操作技能
操作技能的熟練程度是防止氣孔的重要環(huán)節(jié)，每個焊工要有過硬的基本功。焊槍、焊絲、工件之間要保持正確的位置和相對角度動作要協(xié)調(diào)。
施焊時電弧要平穩(wěn)，電弧的高度要均勻一致，嚴(yán)禁忽高忽低，防止氣體瞬間進(jìn)入熔池產(chǎn)生氣孔，同時也要注意觀察熔池的變化，提高對氣孔的排出能力。
全位置焊管子時，焊槍、焊絲和工件相互間須保持一定的距離，方向一般為由下向上焊接，即仰--立--平的順序，收弧時要避免出現(xiàn)弧坑和縮孔并保證焊縫不低于母材，可以采用焊縫增加法，即收弧時焊接速度減慢，焊炬向后傾角增大，焊絲送進(jìn)量增加當(dāng)熔池溫度過高時，可以熄弧再引弧直至填滿弧坑。
綜合以上分析可得出以下結(jié)論：TIG氬弧焊具有優(yōu)異的焊接特性，通過長時間生產(chǎn)實踐證明采用上述工藝措施可有效的控制氣孔的產(chǎn)生，大幅度的提高一次探傷合格率和焊接接頭的質(zhì)量
