CO2气体保护焊产生气孔的原因及补焊措施

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1、C02气体保护焊产生气孔的原因及补焊措施摘要二氧化碳气体保护焊是以活性气体 CO2 作为保护气体，以焊丝作为电极和填 充材料的熔化极半自动电弧焊。它与手工电弧焊相比具有生产效率高、焊接变形 小、质量好等优点，是电焊操作者优先选择的焊接方法。但如果对电流、电压的 选择不当也容易产生焊缝缺陷特别是容易在焊缝是产生气孔。对此，在实际操 作中，应该正确应用 CO2 气体保护焊，以提高焊接质量，并在发现气孔后应及时 将不良焊缝清除后重新补焊。关键词：气孔 焊丝 二氧化碳气体保护焊 CO2 气体保护焊补焊 焊缝缺陷AbstractCarbon dioxide gas welding is active g

2、as CO2 as a shielding gas to wire as the electrode and the melting polar semi-automatic filler arc. It is compared with the manual metal arc welding has high efficiency, welding distortion, and good quality, is preferred operator welding welding method. But ifon the current and voltage options are a

3、lso prone to improper weld defects. Particularly easy to produce porosity in the weld is. This, inpractice, should be the correct application of CO2 gas shielded welding, to improve the quality of welding, and after the discovery of holes should be removed promptly after the re-repair welding seam b

4、ad.KEY WORDS: air hole welding wire Carbon dioxide gas welding CO2 gas shielded welding repair welding weld defect目录1绪论42CO2 保护焊气孔的分布特征： 43、气孔的形成过程：43.1 气孔形成的全过程43.2 各过程的影响因素54 CO2 保护焊产生的气孔的种类及预防措施 54.1 CO 气孔的产生即预防措施54.2 氢气孔的产生即预防措施64.3 氮气孔的产生及预防措施75、CO2保护焊产生各种气孔的主要原因76、CO2 保护焊气孔的危害 87、CO2 保护焊产生气孔的补

5、焊措施 87.1 正确地选择焊接工艺参数87.7.1 焊接电流与电弧电压87.7.2 焊枪角度 97.2 正确的现场操作方法9结 论11致 谢12参考文献131 绪论二氧化碳气体保护焊是以活性气体 CO2 作为保护气体，以焊丝作为电极 和填充材料的熔化极半自动电瓶焊。它与手工电弧焊相比具有生产效率高、焊接 变形小、质量好等优点。是电焊操作者优先选择的焊接方法。但如果对电流、电 压的选择不当也容易产生焊缝缺陷，特别是容易在焊缝是产生气孔。对此，在世 纪操作中，应该正确应用 CO2 气体保护焊，以提高焊接质量，并在发现气体后应 及时将不良焊缝清楚后重新补焊。2 C02保护焊气孔的分布特征：气孔的分

6、布特征往往与生成的原因和条件密切相关。从所在的位置看，有 的在表面，有的在焊缝的内部或根部。也有的贯穿整个焊缝。从分布状态看，有 单个气孔，有密集的多个气孔，还有沿焊缝纵向呈链状分布的气孔。3、气孔的形成过程：虽然不同的气体所形成的气孔不仅在外观与分布上各有特点，而且产生的冶 金与工艺因素也不尽相同。但任何气体在熔池中形成气泡都是在液相中形成气相 的过程，即服从于新相形成的一般规律。也由形核与长大两个基本过程组成。3.1 气孔形成的全过程熔池中吸收了较多的气体而达到饱和状态气体在一定条件下聚集形核 气泡核心长大为具有一定尺寸的气泡气泡上浮受阻残留在凝固后的焊 缝中而形成气孔。可见，气孔的形成由

7、气体表内液态金属吸收、气泡形核、长大、 浮出等几个环节共同作用的结果。每个环节都有各自的影响的影响因素。3.2 各过程的影响因素液态金属中过饱和气体（或不能溶解的气体）的存在，是气体形核与长大的 物质基础。焊接时熔池中由获得形成气泡的所需气体的充分条件。同时，熔池中 饱和程度越大，气体从溶解状态析出所需要的能量越小。气体长大所需要两个条件：一是气体的内压足以克服其所受的外压。二是长 大要有足够的速度，以保证在熔池凝固前达到一定的宏观尺寸气体上浮由两个过程组成，首先气泡必须脱离所依附的形成表面，其难易程 度与气泡和表面的接触情况有关。气泡上浮速度速度与下列因素有关：气孔半径、 液态金属的密度，液

8、态金属的粘度4 CO2保护焊产生的气孔的种类及预防措施CO2气体保护焊时，由于熔池表面没有熔渣盖覆，CO2气流又有冷却作用，因而熔池凝固比较快。如果焊接材料或焊接工艺处理不当，可能会出现 CO 气孔、氮气孔和氢气孔。4.1 CO 气孔的产生即预防措施CO主要是FeO、O2或其他氧化物与C作用的产物C+O=COFeO+C二CO+FeMnO+C二CO+MnSiO2+2C=2CO+SiO在CO2焊接过程中，当焊丝金属中含脱氧元素不足时，焊接过程中就会有 较多的溶于熔池金属中，熔池中的C与FeO反应生成CO气体，当熔池金属凝固 过快时，生成的CO气体来不及逸出，从而形成CO气孔。这类气孔通常出现在焊

9、缝的根部或近表面的部位，且多呈针尖状。要防止产生CO气孔，必须选用含足够脱氧剂的焊丝，且焊丝中的含碳量要 低，抑制C与FeO的氧化反应。如果母材的含碳量较高，则在工艺上应选用较大 线能量的焊接参数，增加熔池停留的时间，以利于CO气体的逸出。如果焊丝中含有足够的脱氧元素Si和Mn，以及限制焊丝中的含碳量，就 可以抑制上述的还原反应，有效地防止CO气孔的产生。所以CO2电弧焊中，只 要焊丝选择适当，产生CO气孔的可能性是很小的。4.2氢气孔的产生即预防措施氢气孔产生的主要原因是，熔池在高温时溶入了大量氢气，在结晶过程中又 不能充分排出，留在焊缝金属中成为气孔。氢的来源是工件、焊丝表面的油污及铁锈，

10、以及CO2气体中所含的水分。油 污为碳氢化合物，铁锈是含结晶水的氧化铁。它们在电弧的高温下都能分解出氢 气。氢气在电弧中还会被进一步电离，然后以离子形态很容易溶入熔池。熔池结 晶时，由于氢的溶解度陡然下降，析出的氢气如不能排出熔池，则在焊缝金属中 形成圆球形的气孔。要避免H2气孔，就要杜绝氢的来源。焊前应去除工件及焊丝上的铁锈、油 污及其它杂质，更重要的要注意CO2气体中的含水量。因为CO2气体中的水分 常常是引起氢气孔的主要原因。CO2气体具有氧化性，可以抑制氢气孔的产生，只要焊前对CO2气体进行 干燥处理，去除水分，清除焊丝和工件表面的杂质，产生氢气孔的可能性很小。 因而CO2电弧焊是一种

11、公认的低氢焊接方法。4.3 氮气孔的产生及预防措施在电弧高温下。熔池金属对氮有很大的溶解度。但当熔池温度下降时，氮在 液态金属中的溶解度便迅速减小，就会析出大量氮，若未能逸出熔池，便生成氮 气孔。氮气孔常出现在焊缝近表面的部位，呈蜂窝状分布，严重时还会以细小气 孔的形式广泛分布在焊缝金属之中。这种细小气孔往往在金相检验中才能被发 现，或者在水压试验时被扩大成渗透性缺陷而表露出来。氮气孔产生的主要原因是保护气层遭到破坏，使大量空气侵入焊接区。造成 保护气层破坏的因素有：使用的C02保护气体纯度不合要求；C02气体流量过 小；喷嘴被飞溅物部分堵塞；喷嘴与工件距离过大及焊接场地有侧向风等。要避 免氮

12、气孔，必须改善气保护效果。要选用纯度合格的 CO2 气体，焊接时采用适当 的气体流量参数；要检验从气瓶至焊枪的气路是否有漏气或阻塞要增加室外焊接 的防风措施。此外，在野外施工中最好选用含有固氮元素（如Ti、Al）的焊丝。5、CO2 保护焊产生各种气孔的主要原因CO2 气体保护焊会发生很强烈的氧化还原化学反应，所以飞溅比较大，损 失热量多，只要那一个环节没有控制好，就容易出气孔,出气孔的主要原因如下：1、焊缝没清理干净，存在油污，水，锈等等；2、焊接时没注意防风；3、气管漏气（漏气在焊接时会形成射吸，把周围空气吸进来）；4、焊接时焊摆过宽；5、焊丝干伸长过大；6 、喷嘴飞溅堵赛 , 变形严重；7

13、、焊丝质量问题；8、气体流量太小，气流挺度小产生气孔；9、气体不纯；，10、导电杆烧穿（没装陶瓷气赛烧穿后会造成喷嘴一边气大一边气小）；11、送丝小车的电磁阀损坏或者堵塞，导致刚开始焊接时有气，但是气体 流量越来越小，直至停止送气；13 、气体流量过大也会产生紊流，吸入空气，导致气孔；14 、焊道间隙过大，保护气覆盖范围不足也会产生气孔；15 、焊枪（ OTC ）尾部密封圈失效，产生气孔；16 、管道输送气体，长时间不用，气包中第一包气没有放出，产生气孔；17 、使用不规范的自制绝缘套，长时间使用绝缘套在喷嘴内燃烧，使 CO2 气体分解，产生气孔；18 、喷嘴歪斜安装，导电咀不在喷嘴中心，即焊

14、丝熔滴不在保护气氛围中 心，怎么焊都出气孔；19 气体管线不应存在较大的泄漏，较大的泄漏会使气体管线渗入少量空气。20 、分流器小孔加工角度不标准，导致保护气在喷嘴内形成紊流，产生气孔；6、CO2 保护焊气孔的危害气孔作为焊缝中的一种缺陷，主要危害有：在气孔区容易产生冷裂纹和疲 劳裂纹、延迟裂纹等再生缺陷，能使焊缝的屈服强度和抗拉强度减弱。7、CO2 保护焊产生气孔的补焊措施针对上述情况，要求操作者在补焊时除正确的选择焊接工艺参数外，还应注 意喷嘴要保持一定的干伸长度以及在应当注意焊枪角度，具体如下：7.1 正确地选择焊接工艺参数7.7.1 焊接电流与电弧电压电弧电压是焊接参数中关键的一个,其

15、大小决定了电弧的长短及熔滴的过渡 形式,对飞溅有很大的影响。在一定的焊丝直径和焊接电流下,若电弧电压偏高, 焊丝的熔化速度增大,电弧长度增加,会使熔滴无法正常过渡,而成大颗粒飞出, 飞溅增多;若电弧电压偏低,电弧引燃困难，焊丝熔化速度减小 ,电弧长度变短, 焊丝扎入熔池,同样会造成飞溅大和焊缝成形不良。若焊接电流和电弧电压最佳 匹配时,熔滴过渡频度高,飞溅最小,焊缝成形美观。表 1为三种不同直径焊丝典 型的短路过渡焊接工艺参数，此时焊接飞溅最小。表 1 不同直径焊丝短路过渡焊接工艺参数焊丝直径（mm）电弧电压（V）焊接电流（A）7.7.2 焊枪角度1、平焊时焊枪角度：一般是焊枪与焊缝的平面夹角

16、应保持在65左右，焊 接时运行要平稳，焊枪不能忽高忽低，忽快忽慢，如果补焊场地锋利过大时应用 薄钢板挡在风的上风口，最好是用厚2mm，宽200mm薄钢板弯成一个U型框架放 在补焊区旁边，因为 U 型框架可以挡住来自几个方向的风避免对焊接区干扰，而 且又可以防止弧光不伤害周围工作人员的眼睛。2、横焊时焊枪角度：焊枪与母材应保持在45的夹角范围，横焊时运行速 度不易过快，焊枪摆动幅度不宜太大，一般宽度在 1015mm 之间，如果遇到周围 风力大时，可用钢板或者钢板做的 U 型框架放在补焊区旁边来挡风，但是在放钢 板时不能阻挡补焊者自己的视线及影响焊枪的摆动。3、立焊时焊枪角度：焊枪与母材焊缝的夹角

17、为15左右，焊接电流不易过 大，一般比平焊小 20%左右。立焊时由于受焊部位下面上升气流的影响，在补焊 时 CO2 流量可以适当加上一点（因情况而定），因为立焊的位置离地面越高，上 升气流就越大，如果遇到这种情况时可以在焊补抢下面垫一块 200mm 的薄钢板就 可以有效阻挡上升气流对焊补区的影响。4、焊补区域空气流动快慢直接影响焊补的质量，使用 CO2 气体保护焊时， 严禁风扇对着焊补区域吹风。7.2 正确的现场操作方法由于长时间焊接，飞溅物会把焊枪喷嘴堵塞，使 CO2 气体流量减少，保护性 能变差，容易产生氮气孔。这时应及时清除飞溅物。喷嘴长时间使用逐渐变形变 小，使保护范围变小，也易产生气

18、孔。发现这种情况时，应及时更换新的喷嘴才 能进行补焊工作。当焊接全部结束后，应关掉焊机开关和 CO2 阀门，防止加热表 长时间待热烧坏发热丝。结论CO2 气体保护焊产生气孔的主要原因是母材焊接表面的清洁度（油、氧化 物）、CO2气体流量过小，不足以保护焊接区；气体中的水分太多，影响纯度; 喷嘴与工件间的距离过大，空气容易侵入；喷嘴内壁飞溅物附着过多，影响保护 效果；操作场地有风，破坏了保护气帘等。补焊措施除了要选择正确的焊接工艺 参数、保障焊接设备的良好性外，还应当保证焊丝的质量、CO2气体的纯度，选 择正确的焊接角度等致谢感谢公司里的一些师傅给与的经验知识，书本上的理论知识和生产实践中有 很

19、大的差别。没有公司里师傅们给与的经验教导，我就不会有这么多在生产实践 中的材料信息，可能写出来的会与实际偏离很远，也很感谢我的论文指导老师沈 老师，很感谢她能够不厌其烦对我的论文中出现的知识点和论文格式错误给于多 次的改正，让我的论文研究的更加深入，内容更假的丰富，格式更加的标准化。参考文献1 王燕; 乐欢欢; 付建科; 吴敏; 秦东升. CO_2 气体保护焊焊接飞溅收 集方案比较研究.三峡大学学报(自然科学版), 20072. 王德军.CO_2气体保护焊在焊接工艺的应用浅析.中国科技财富，20093. 聂桂兰，崔学民.CO_2气体保护焊在管桩施工中的应用J.中国高新 技术企业， 2009，(12) .4. 魏建锁.减少CO_2气体保护焊飞溅的方法J.水利电力机械，20065. 朱成华， 许先果， 姚宗湘. CO_2 气体保护焊熔滴短路过渡特性的研究 现状与展望J.电焊机，2004,(12)6. 霍恭明.CO_2焊产生飞溅的原因及控制措施.山西建筑,20087. 英若采. 熔焊原理及金属材料焊接 四川省机械工业学校机械工业出版社， 2005