洛陽吉力電焊學校:你了解夾鎢，對焊縫的影響有多大嗎？
洛陽吉力電焊學校
“夾鎢”缺陷是TIG焊（鎢極氬弧焊）特有的一種焊接缺陷。夾鎢的危害表現為惡化接頭的力學性能以及降低焊接結構的使用壽命。
鎢極氬弧焊時，由于某些原因，使鎢極強烈地發熱，使鎢極端部熔化、蒸發，或鎢極崩落的碎屑留在焊縫內則成為高密度夾雜物，稱為夾鎢。《焊接詞典》將“夾鎢”缺陷定義為：鎢極惰性氣體保護焊時，鎢極微粒混入焊縫金屬的現象。
夾鎢在焊縫照相底片上的影像如圖1所示。由于夾鎢幾何形狀不規則，尖角、棱角對焊縫有割裂作用，易造成應力集中，是產生裂紋的根源之一，因此，夾鎢是一種比較嚴重的缺陷。
一、影響焊縫產生夾鎢缺陷的因素
TIG焊夾鎢缺陷的產生原因，技術文獻有一些記載，另外，根據筆者實際焊接經驗總結和經過焊接試驗的數據統計，導致焊縫產生夾鎢的原因有以下幾方面：
1.工藝因素的影響
一般認為，焊接電流、保護氣體、鎢極伸出長度等工藝因素對TIG焊夾鎢缺陷的產生有一定的影響。
（1）焊接電流超過了鎢極的承載能力，導致鎢極過熱燒損，鎢粒崩落熔池。
（2）鎢極伸出長度過長，導致鎢極過熱，鎢極熔化或氧化，進入熔池，形成夾鎢。
（3）保護不良，導致鎢極氧化。一般是因為保護氣體選擇不當，保護氣體流量選擇錯誤以及外界因素干擾（室外氣流等）導致夾鎢缺陷產生。
（4）直流TIG焊時極性選擇不當（直流反極性）或采用交流電源焊接，也會大大增加夾鎢的幾率。
２.操作因素的影響
手工焊接過程中，由于操作者施焊操作不慎，也會導致夾鎢缺陷的產生。
根據TIG焊的操作經驗，焊接操作方面導致夾鎢缺陷產生的因素主要有：
（1）鎢極與熔池或焊絲接觸。一般是由于操作手法不熟練或電極夾夾持電極不牢使鎢極滑落與熔池接觸；在TIG焊接觸引弧時，也易將鎢顆粒帶入熔池。
（2）熔池飛濺造成對鎢極的污染。焊件清理不良，鐵銹、污物等導致飛濺增大，飛濺金屬與鎢接觸后落入熔池。
（3）TIG焊接觸引弧時，鎢極直接與焊件接觸，易產生夾鎢。
３.鎢極材料對夾鎢缺陷的影響
（1）鎢極種類的影響
相同電流條件下，鈰鎢極較鑭鎢極易出現夾鎢缺陷。
（2）鎢極錐度的影響
鎢極的圓錐角大時，不易出現夾鎢。
（3）鎢極端部形式的影響
端部為尖角時較端部位圓角時更為易于產生夾鎢缺陷。
（4）鎢極質量
鎢極如果質量問題出現開裂或產生裂紋，也會在焊接過程中使鎢崩落至焊接熔池導致裂紋產生。
另外，鎢極在打磨時表面過于粗糙，也會增大夾鎢缺陷產生的幾率。
二、焊縫夾鎢缺陷成因分析
１.工藝因素
在鎢極種類、鎢極直徑一定的情況下，鎢極對電流的承載能力是有一定限度的，過大的焊接電流，將導致鎢極燒損，最終導致夾鎢缺陷產生。
惰性氣體保護焊，氣體純度不夠或選擇活性混合氣體作為保護氣體，將降低保護效果，使鎢極得不到良好的保護從而被氧化。
直流反極性或TIG焊時交流負半周焊接，都將使鎢極的溫度升高，燒損嚴重，使鎢顆粒進入熔池。
2.操作因素
焊工的操作熟練程度不高，手法不嫻熟，會使鎢極經常與工件或焊絲觸碰；當焊縫受空間位置影響或焊槍障礙物影響，將增大操作過程的難度，增加鎢極與熔池或焊絲觸碰的幾率。
3.鎢極材料
目前鎢極材料有純鎢極、釷鎢極、鈰鎢極、鑭鎢極、鋯鎢極等幾種。
純鎢極引電弧穩定性不高，現已很少采用；釷鎢極由于具有一定的放射性也很少采用；采用較多的鎢極材料是鈰鎢極和鑭鎢極。
鈰鎢材料有非輻射性、低熔化率、長的焊接壽命、良好的起弧性等優點。
鑭鎢有機械切割性能更好、抗蠕變性能更好、再結晶溫度高、延展性好等優點。
由于在焊接時冷熱溫差交替出現，鎢極端部角度小，很容易產生應力集中，導致鎢極尖端應力斷裂，鎢極掉入熔池中形成夾鎢。
如果鎢極表面粗糙，焊接時，高溫產生的氧化物在向尖端移動中在局部堆積，導致局部氧化物聚集，易產生崩裂現象，導致夾鎢產生。
三、控制焊縫夾鎢缺陷的措施
1.嚴格根據鎢極的種類、直徑選擇所使用的焊接電流。
鈰鎢極是低電流焊接環境下的較好選擇，保證具有良好的引弧性能。
鑭鎢極適用于較大焊接電流（I＞100A）以及交流電源焊接時選用。鑭鎢極在溫差大的情況下不易出現爆裂。
2.嚴格控制惰性保護氣體的純度（≥99.9%），不可將Ar+O2氣體以及Ar+CO2氣體用于TIG焊。
3.焊接時應控制鎢極伸出長度，對接焊時鎢極伸出長度一般保持在5～6 mm；焊接角焊縫時鎢極伸出長度最好為7～8mm。
4.直流TIG焊選擇直流正接極性。
5.選擇合理的氣體流量數值；在室外風大場所焊接應采用擋風板。
6.焊接時盡可能采用短弧焊接，增強保護效果。
7.使用專用的打磨設備打磨鎢極；小電流焊接時鎢極打磨出小的夾角和尖角；大電流焊接時打磨出適當大的夾角，端部打磨成大角度、圓角。
8.強化焊工操作基本功，焊接時，嚴格控制鎢極與工件間距離，以免與工件接觸導致夾鎢。
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