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一、氣孔的特點(diǎn)及危害
1、氣孔的特點(diǎn)
氣孔是焊接是熔池中的氣泡在凝固時(shí)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(jiàn)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(chóng)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(shí)是單個(gè)的，有時(shí)是密集在一起或是沿焊縫連續(xù)分布。
2、氣孔的危害
氣孔是體積性缺陷，對(duì)焊縫的性能影響很大其危害性主要是會(huì)降低焊縫的承載能力。這是因?yàn)闅饪渍紦?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(qiáng)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(shí)，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(shí)會(huì)由此而引起整個(gè)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。
二、氣孔的生成
1、氣孔的形成
焊接過(guò)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(lái)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(guò)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(huì)形成氣孔。但是如果氣體的產(chǎn)生在熔池的結(jié)晶過(guò)程中，而結(jié)晶過(guò)程進(jìn)行較快時(shí)，氣體來(lái)不及排出熔池，就會(huì)殘留在焊縫中形成氣孔。
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：
H2的影響：焊接區(qū)的H2來(lái)自于各個(gè)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(shí)由于冶煉鋼總也含有，它們?cè)陔娀「邷刈饔孟滦纬蓺馀菝土业叵蛲馀懦觯诤缚p冷卻過(guò)程中來(lái)不及浮出的H2便會(huì)形成氣孔。
N2的影響：N2主要來(lái)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(lái)不及排出的氣泡殘留在焊縫中形成氣孔。形成氣孔是在沒(méi)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。
三、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。
1、工件和焊絲的焊前處理
TIG焊對(duì)油、銹、水特別敏感，極易產(chǎn)生氣孔，因此對(duì)母材的表面質(zhì)量要求較高。焊前必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的清理， 對(duì)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(shí)對(duì)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。
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(shí)氬氣純度應(yīng)大于99.95%，另外當(dāng)氬氣瓶?jī)?nèi)壓力小于2.0MPa時(shí)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(yàn)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6-9L/min，還要保證氣路通暢，不得有堵漏現(xiàn)象發(fā)生。
3、噴嘴直徑
噴嘴直徑可由下面的經(jīng)驗(yàn)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。
4、鎢極伸出長(zhǎng)度
鎢極伸出長(zhǎng)度過(guò)大增大了噴嘴與工件之間的距離保護(hù)效果變差；伸出長(zhǎng)度過(guò)小雖然保護(hù)效果好但會(huì)阻擋焊工視線，鎢極與焊絲易碰撞發(fā)生短路使焊接無(wú)法進(jìn)行。
5、焊接速度
焊接速度是主要的焊接參數(shù)之一，速度過(guò)快會(huì)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(shí)必須選擇合適的焊接速度。
6、提前送氣滯后關(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。
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(gè)焊工要有過(guò)硬的基本功。焊槍、焊絲、工件之間要保持正確的位置和相對(duì)角度動(dòng)作要協(xié)調(diào)。施焊時(shí)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(shí)也要注意觀察熔池的變化，提高對(duì)氣孔的排出能力。全位置焊管子時(shí)，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(shí)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(shí)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(guò)高時(shí)，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(guò)長(zhǎng)時(shí)間生產(chǎn)實(shí)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。