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气体保护焊焊接方法对焊接工艺的影响
编辑:无锡市世达精密焊管制造有限公司   时间:2018-12-21

1 气孔问题

  在气体保护焊时,由于氧化作用,会在熔池中产生气体,由于气体又具有冷却功能,一方面熔池在快速凝固的情况下,在焊缝之中容易产生较多气孔。一般使用焊丝作为技术手段,减少焊缝中气孔的产生几率。这是因为焊丝之中含有足够的脱氧元素,能够高效地防止焊缝气孔的产生。另一方面熔池在高温条件下,会有大量氧气渗入进来,在焊缝凝结的过程中氧气不能够完全逸出,残留的氧气在焊缝中形成气孔。
  气体保护焊电弧区中的氢元素主要来自两个部分:一部分是焊接过程中所使用的焊丝以及工件表面的油污及铁锈内含有氢元素;另一部分是气体中含有一定的水分。为了消除氢气的影响,一方面在进行焊接操作之前,相关工作人员要对焊丝和工件表面的油污与铁锈进行清除;另一方面焊接过程中应选用水分含量较低的气体。通过降低熔池中氢元素的含量,不但可以有效消除氢气孔,还能够有效提高焊缝金属的塑性,提升焊接效果。
  目前国内焊接用气主要来自酿造厂、制糖厂及化工厂的副产品,含水分较高且不稳定。为了获得优质焊缝,焊前对瓶装气体要进行处理,其方法是将气瓶倒置1~2 h,然后打开阀门,排出沉积在瓶底的水,每隔30 min排水一次,先后2~3次,放水后仍将瓶正置,再打开阀门放气2~3 min,排出瓶内上部的空气,另外在气路系统中放置干燥器,以除去气中的水分。干燥器内一般放置硅胶或脱水硫酸等吸水剂。
  当瓶内气体压力降到980kPa时,不能继续使用。这是因为瓶内气体压力降到980kPa以下时,气体所含水分将增加到3倍左右。当焊接对水分比较敏感的金属,瓶内气压为14kPa7时,就不宜再用。
  根据上述情况,焊接区存在着氧化性气体,使得氧的分压增加,造成自由状态之下的氢被氧化,形成不溶于金属的水蒸气和羟基,从而降低了氢气对焊接活动的消极影响。
  氢气的氧化性导致气体孔和飞溅的产生,但在制约氢的危害方面又是有益的,所以与埋弧焊和氢弧焊相比,气体保护焊对铁锈、水分的敏感性较小。
  进行气体保护焊的过程中,氮气的来源主要有两个:一是空气之中的氮气进入焊接区;二是焊接气体纯度不高。相关实验表明,短路过渡时气中加入3%的氮(按体积),在射流过渡时气中加入4%的氮(按体积)仍不会引起气孔。在一般情况下,气中含氮量最多不超过1%(按体积),可以看出气纯度不高造成氮气孔的可能性较低。从实际情况来看,焊接过程中,焊缝内的氮气孔产生主要是因为保护气流遭到破坏,使得大量空气进入焊接区造成的。
  保护气流受到损坏的主要原因是多方面的,例如气体流量过低、喷嘴受到堵塞、喷嘴与工件间距设置不合理,以及焊接场地有侧向风等。
  因此可以看出,对于气体保护焊,在采用含有脱氧剂的焊丝焊接低碳钢与低合金钢时,焊接之前,需要对焊丝以及被焊工件表面存在的油污、铁锈等杂质进行清理,当气中的水分在比较低的情况下,焊缝金属中产生的气孔主要是氮气孔,所以在焊接过程中要保证保护气流的稳定,能够有效防止金属焊接缝中气孔的出现。
  另外,焊接工艺方面的因素例如焊接回路中的电弧电压、焊接人员的工作速度、电源极性等,也会造成气孔产生。焊接回路中电弧电压如果升高,就会增加空气进入焊接区的几率,熔池中含氮量增加,即使不出现气孔,也会导致焊缝金属塑性的下降。焊接速度主要影响熔池的结晶速度。反极性焊接对消除气孔有利。
  
2、 飞溅问题

  飞溅是气体保护焊的主要特点,气体保护焊时,应采取措施,尽可能地使飞溅最小。

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