對碳鋼小管水平固定焊易產(chǎn)生氣孔的原因分析及對策探究

蔡玉清 劉立國 王漢卿

摘 要：碳鋼小管水平固定焊，屬于目前十分常見的焊接技術(shù)，為碳鋼小管的安裝制作等提供幫助。因此，在碳鋼小管的水平固定焊期間，應(yīng)分析易產(chǎn)生氣孔的原因，結(jié)合具體情況正確的研究，并采用科學(xué)的方式規(guī)避氣孔問題，嚴(yán)格管理焊接質(zhì)量，為后續(xù)工作的實施夯實基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：碳鋼小管;水平固定焊;易產(chǎn)生氣孔;原因分析;對策

碳鋼小管水平固定焊相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用，很容易產(chǎn)生氣孔，如果不能合理的控制，將會導(dǎo)致焊接質(zhì)量受到影響，不能滿足當(dāng)前的實際加工制作要求，甚至對碳鋼小管的合理焊接和制作產(chǎn)生影響。因此，在碳鋼小管的水平固定焊加工中，要求總結(jié)豐富經(jīng)驗，遵循科學(xué)化的原則，提升焊接加工的質(zhì)量，達(dá)到預(yù)期的工作目的。

一、碳鋼小管水平固定焊易產(chǎn)生氣孔原因

焊接加工的工作中，熔池金屬的熔點過高，流動性就會降低，而熔點過低，會導(dǎo)致流動性增強(qiáng)，在一定程度上會導(dǎo)致熔池的金屬成分和熔渣成分相互分離。尤其在焊接熱輸入量較高的情況下，熔池的體積會有所提升，熔渣成分還有熔池金屬成分會更加容易分離。雖然熔池的面積大有助于焊接人員更好的了解熔池狀態(tài)，但是，相關(guān)的金屬很容易與熔渣保護(hù)相互脫離，在空氣中裸露，空氣也很容易進(jìn)入到熔池的金屬之內(nèi)，在此情況下，如果不能正確選擇焊接工藝技術(shù)，亦或是操作行為不當(dāng)，就很容易生成氣孔，在一定程度上會對焊接工作質(zhì)量產(chǎn)生影響。①一般情況下，鈦鈣類型的焊條藥皮中含有31%左右的氧化鈦成分，還有23%的含鈣碳酸鹽礦成分，在實際使用的過程中，其中有很多大理石成分還有熒石成分，其在焊接中很容易生成二氧化碳，使得焊接中的氧氣含量降低。但是，在材料有質(zhì)量問題之后，很容易導(dǎo)致其中的大理石成分還有熒石成分的含量降低，在焊接操作的環(huán)節(jié)中，所產(chǎn)生二氧化碳數(shù)量減少，氧氣的含量隨之增多，很容易出現(xiàn)氣孔。目前在實際研究中可以得知，堿性焊條中的熒石成分較高，在焊接操作中很容易生成二氧化碳成分，能夠減小焊接期間的氧含量和氫含量，在良好還原條件之下，可預(yù)防生成氣孔，前提是正確進(jìn)行焊條藥皮成分的分析、焊條質(zhì)量的管理，否則在還原不良的情況下，也很容易出現(xiàn)氣孔。②在水平固定焊接的過程中，水分也會對焊接操作產(chǎn)生影響，氣孔的生成率有所提升。一般情況下，相同焊條、焊接工藝與手法的情況下，潮濕焊條與干燥焊條之間比較，可以發(fā)現(xiàn)干燥焊條的氣孔生成率較低，而潮濕焊條很容易出現(xiàn)氣孔，主要因為水分會導(dǎo)致焊條的質(zhì)量受到影響，氣孔的生成率增加，一些氣孔甚至?xí)灤┱麄€焊接件，對焊縫的銜接產(chǎn)生影響。與此同時，在固態(tài)焊接的過程中，焊縫很容易有輕微缺陷，如果潮濕性較高，就容易生成氫分子，而這些氫分子會在小空間之內(nèi)形成很大的壓力，導(dǎo)致焊縫更加脆弱，氣孔的生成量也會增加。③鐵銹在一定程度上會導(dǎo)致焊接的質(zhì)量受到影響，出現(xiàn)氣孔的問題。焊接操作的過程中，如果碳鋼存在鐵銹，將會誘發(fā)氣孔的現(xiàn)象。鐵銹屬于鋼鐵氧化物，其屬于氧化鐵的水化物，其中有很多結(jié)晶水的成分，分解過程中會形成吸熱的反應(yīng)，如果相關(guān)的業(yè)態(tài)熔池溫度較高，將會導(dǎo)致氫成分在熔池中溶解擴(kuò)散，結(jié)晶過程中隨著溶解度的降低，就會有大量氫成分析出，出現(xiàn)氣孔的現(xiàn)象。

二、碳鋼小管水平固定焊的氣孔預(yù)防措施

碳鋼小管水平固定焊的操作過程中，要求合理的預(yù)防氣孔，樹立正確的觀念意識，采用科學(xué)合理的方式進(jìn)行防控處理。

應(yīng)合理的應(yīng)用細(xì)焊條進(jìn)行處理，嚴(yán)格控制電流數(shù)值和電壓數(shù)值，并正確進(jìn)行層間溫度的控制，將多層焊的相關(guān)工藝技術(shù)應(yīng)用在工作中，以便于合理的進(jìn)行焊接熱輸入數(shù)量的控制，降低熔池的面積，以此減小具體的熔渣液態(tài)重量，從而使得熔渣與熔池之內(nèi)的金屬分離率降低，從根本上預(yù)防出現(xiàn)氣孔問題。

應(yīng)合理的選用堿性焊條開展焊接工作，主要因為堿性焊條的焊渣黏度較高，能夠預(yù)防出現(xiàn)熔渣還有熔池金屬相互分離的問題，以此合理的預(yù)防氣孔生成。

要求正確進(jìn)行焊條角度的管控，盡量將焊條的角度控制在水平位置，這樣在一定程度上可以預(yù)防生成焊接氣孔，實現(xiàn)最終的焊接管理目的。例如：焊條于上坡相應(yīng)位置的時候，應(yīng)該與焊接點的切線呈現(xiàn)出70度到80度夾角，使得電弧吹力可以集中于熔池位置，這樣在熔池當(dāng)中相關(guān)的液態(tài)金屬與熔池下淌分離之間就會形成一定阻力，使得熔池可以受到相關(guān)熔渣的良好保護(hù)。

應(yīng)重點進(jìn)行焊接姿勢的調(diào)整，由于上坡的位置較短，所以，焊接操作期間胳膊盡量半伸開，在焊條熔化與縮短的過程中，胳膊自然性的平穩(wěn)前伸，這樣有助于預(yù)防焊接動作帶來的影響，規(guī)避在操作期間出現(xiàn)氣孔問題。

對焊條進(jìn)行烘干處理，實現(xiàn)保溫的目的。在焊條烘干之后，將其設(shè)置在焊條保溫筒之內(nèi)，隨時使用并隨時取出。需要注意的是，應(yīng)對坡口的水分還有油漬等進(jìn)行徹底的清除，以免在焊接的過程中生成氣孔，形成良好的預(yù)防作用。

一般情況下，在碳鋼小管水平固定焊的操作中，焊接周圍區(qū)域的空氣進(jìn)入到熔池之內(nèi)，如果沒有合理的保護(hù)措施，將會導(dǎo)致空氣侵入其中出現(xiàn)氣孔。因此，在水平固定焊的工作之前，要求做好保護(hù)工作，按照操作技術(shù)與規(guī)范要求，正確進(jìn)行焊接點周圍位置的保護(hù)，以免空氣進(jìn)入其中出現(xiàn)氣孔。

焊接材料的管理。一般情況下，焊接材料很容易會吸附空氣水分，導(dǎo)致水分過高，在焊接期間產(chǎn)生氣孔。因此，要求在實際工作中做好焊接材料的管理工作，將其設(shè)置在干燥的環(huán)境中，并預(yù)防與水分接觸，獨立性的管理，規(guī)避吸潮問題。要求在焊接操作中盡量將已經(jīng)打開包裝的材料用完，如果沒有用完，必須將其設(shè)置在專門的存儲區(qū)域，以免吸潮。且在材料的應(yīng)用環(huán)節(jié)，還需進(jìn)行質(zhì)量的分析，一旦發(fā)現(xiàn)有潮濕的材料，杜絕應(yīng)用在實際工作中，以此從根本上規(guī)避吸潮問題。需要注意的是，如果有焊條潮濕，在操作中就應(yīng)正確采用烘干的方式對其進(jìn)行處理，烘干之后設(shè)置在保溫筒內(nèi)，以免因為潮濕在使用過程中出現(xiàn)氣孔的現(xiàn)象。如果工件的表面有鐵銹，在操作工作中就應(yīng)該正確進(jìn)行鐵銹的清除，去除氧化膜還有鐵銹，預(yù)防氣孔的形成。

第八，在碳鋼小管水平固定焊的操作過程中，小孔類型的氣孔，主要是因為小孔缺乏穩(wěn)定性，或者是等離子體開始波動，使得惰性的氣體進(jìn)入到小孔之內(nèi)，出現(xiàn)小孔類型的氣孔。因此，在操作的過程中，應(yīng)重視小孔穩(wěn)定性，并增強(qiáng)相關(guān)氣體的逃逸能力，盡可能的降低氣體卷入數(shù)量，以此形成相應(yīng)的氣孔預(yù)防機(jī)制[1]。

近年來在碳鋼小管水平固定焊的操作中，受到諸多因素的影響，經(jīng)常會出現(xiàn)氣孔的問題，嚴(yán)重影響焊接質(zhì)量。因此，在未來的工作中，應(yīng)總結(jié)豐富經(jīng)驗，正確的預(yù)防氣孔問題。一方面，在焊接工作中，要求動態(tài)化監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)氣孔的隱患問題，并采用合理的措施進(jìn)行處理，在每個工作環(huán)節(jié)中都要預(yù)防氣孔。另一方面，應(yīng)對操作人員進(jìn)行專業(yè)知識和先進(jìn)技能的教育培訓(xùn)，使得工作人員全面掌握相關(guān)的工作技能，預(yù)防出現(xiàn)相應(yīng)的焊接質(zhì)量問題，提升整體的工作效果[2]。

結(jié)語：

碳鋼小管水平固定焊的操作期間經(jīng)常會受到潮濕問題、質(zhì)量問題和其他問題的影響出現(xiàn)氣孔，嚴(yán)重影響焊接工作質(zhì)量。因此，在水平固定焊接的操作中，要求工作人員全面分析是否存在氣孔的隱患問題，動態(tài)化的進(jìn)行監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)有氣孔，必須對其進(jìn)行嚴(yán)格的處理，以免為后續(xù)的操作埋下隱患，達(dá)到預(yù)期的工作目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張帥鋒，程方杰，王東坡， 等.固定式排水罩水下局部干法CO2氣體保護(hù)焊焊接工藝優(yōu)化及接頭性能分析[J].焊接學(xué)報，2018，39（9）：99-104.

[2]李建.一種消除激光焊接氣孔的焊接系統(tǒng)：CN201910266426.4[P].2019，33（25）145-187.