有水壶里的水垢怎么去除的钢板怎么一焊就有气孔和裂纹?

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2016-09-10 06:17 标签： 水垢清洗
不锈钢焊接为什么老有气孔_百度知道车间底漆对钢板焊接热裂纹敏感性的影响--《焊接技术》2016年02期
车间底漆对钢板焊接热裂纹敏感性的影响
【摘要】：正0引言预涂底漆是一种将钢板消磨平整后,再用自动喷丸处理技术,即预先去除材料表面的轧制氧化皮、锈及其他杂质之后,使用高压真空喷枪在其表面喷涂一定厚度的底漆。因此,在焊接现场,尤其是海洋平台建造过程中,常有对预涂底漆大厂钢板进行焊接组装的情况。然而预涂底漆钢板在焊接过程中会产生大量气孔,会大大降低焊缝合格率,从而严重影响焊接质量[1]。因此,为了确保焊接质量,国内外都高度重视
【作者单位】：
【关键词】：
【分类号】：TG457.11【正文快照】：
0引言预涂底漆是一种将钢板消磨平整后,再用自动喷丸处理技术,即预先去除材料表面的轧制氧化皮、锈及其他杂质之后,使用高压真空喷枪在其表面喷涂一定厚度的底漆。因此,在焊接现场,尤其是海洋平台建造过程中,常有对预涂底漆大厂钢板进行焊接组装的情况。然而预涂底漆钢板在焊
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多年来，板对接仰焊在局、省、集团公司和全国性的多种焊工技术比赛中经常被作为比赛项目，在生产中也经常遇到仰焊位置的工件，此项目是板状对接焊中最难的项目。从指导学员参加的各种比赛中和生产实践中总结分析，这个项目影响比赛成绩或生产质量最大的是X光射线探伤检验。主要缺陷有气孔、夹渣、裂纹、未焊透、未熔合、焊瘤、咬边。在焊缝不同阶段和层次中出现的气孔，是最为常见也是在焊接过程中最难控制和无法预料的主要缺陷。
1．焊缝中所产生的气孔的形态和性质
气孔是焊接时，熔池中的气体在凝固时未能逸出而残留下来所形成的空穴。根据其产生部位可分为内部气孔和表面气孔；按形状可分为球形气孔、条虫状气孔和针状气孔等；而根据气孔的分布特点、又可分为分散气孔和密集气孔。如图1所示。
单个球形气孔
条虫状气孔
图1　气孔的形态
其尺寸大小不一，以0.5～1.5mm的数量居多。仰焊时焊缝中出现的最常见气孔主要有氢气孔和氮气孔两种。氢气孔多为单个气孔，分布随意。是由于溶解在熔池中的氢气在熔池冷却结晶过程中，因为气体溶解度急剧降低，来不及析出残留在固体金属内形成的；氮气孔多为密集气孔，呈蜂窝状，主要是在焊条的起弧位置，焊条端部的保护性能差，使氮气进入熔池而残留在焊缝中形成气孔。
焊缝中由于气孔的残留，必然减少焊缝金属的有效截面积，从而是焊接接头的强度降低，特别是密集气孔会使焊缝不致密，降低焊缝的塑性和韧性。
2．气孔在焊缝各层中产生的原因
（1）焊接过程中一切能导致焊接过程中产生大量气体的因素都是产生气孔的原因，当液态金属中的气体浮出速度小于或等于液态金属的凝固速度时就可能残留在焊缝中形成气孔。
主要有以下几个方面：①焊条受潮，未按规定要求进行烘干、保温处理。②焊条药皮变质、剥落，或因烘干温度过高而使药皮中部分成分变质失效。③焊芯锈蚀或焊件表面有水、油、锈等。④过大的电流造成焊条药皮发红而失去保护效果。⑤电流偏低或焊速过快，熔池存在时间短，使气体来不及逸出。⑥电弧长度过长，使熔池失去保护，空气侵入熔池。⑦电弧偏吹，运条手法不稳等。
（2）打底层产生气孔的部位和原因
在打底层产生气孔的部位主要是始焊端、终焊端和接头处出现密集性气孔；焊缝的中间部位多出现的是单个气孔。
始焊端产生气孔的原因：①因为试件整体处于低温状态，熔池的凝固速度快，融入熔池的气体来不及逸出留在焊缝内形成的。②由于地球磁场的影响或试件坡口的位置吸附有磁性微粒，使试件坡口处存在较强的磁性，如图2所示。由磁力线的分布状态可知，在始焊端磁力线分布发散不均匀，焊接时极易产生磁偏吹，使电弧飘忽不定，熔池周围的气体保护层被破坏，导致空气中的氮气卷入熔池形成密集气孔。
接头处产生气孔的原因：在更换焊条接头时，熔池已凝固且温度已快速降低，接头处熔池冷却速度快气体来不及逸出容易形成气孔；另外焊条端部的药皮有倒角使焊芯外露，焊接时无法形成很好的气-渣保护，使空气中的氮气进入熔池而形成密集气孔。
终焊端产生气孔的原因：在组对时终焊端的组对间隙较大；焊到终焊端时试件已处于高温状态，熔池的面积增大，液态金属温度升高，在电弧推力的作用下，熔池发生剧烈运动，使药皮对熔池的保护性变差，氮气进入熔池在金属由液态转变为固态时，氮气来不及逸出而形成密集气孔；另外焊条药皮的开裂在焊接过程中也能使氮气进入熔池而形成密集气孔。
焊缝中间部位产生气孔的原因：焊接到焊缝的中间部位出现的气孔大多是单个气孔，按性质应属于氢气孔。大多是因为药皮中所含水分的影响，当药皮原始含水量大于0.4%时，进入熔池中氢的总量增加了，就容易产生氢气孔。
（3）填充层产生气孔的部位和原因　
填充层焊接时，由于使用的电流较大，又采用直流反接方法，所以在填充层出现气孔的概率较小。一般是打底层的始焊端或接头处焊瘤内的气孔未清除干净，在填充焊时因运条速度快而未被熔化遗留下来的气孔。
（4）盖面层产生气孔的部位和原因　
在盖面焊接时，为得到良好的焊缝成形，所用的焊接电流和推力电流都有所降低，电弧长度也会更短，所以在始焊端和接头处可能产生密集气孔。在正常焊接时，如果有粘连现象也会产生密集气孔。产生气孔的原因多是保护不良，氮气进入熔池所致。盖面层出现的单个气孔是因为焊材的含水量较高或在熔滴过渡时所吸附的水分带入熔池，又因为仰板焊接时的熔池在试件下方，气泡反向浮出的阻力增大，在熔池凝固时来不及逸出残留在焊缝中的。
3．控制焊缝中气孔的对策与应用
（1）焊件的清理　
焊件表面油、锈、水等污物在焊接过程中侵入熔池容易形成气孔，因此，在取得焊件后，应首先对焊件坡口面及周围20mm范围的锈、油污和氧化物进行彻底清理直至漏出金属光泽。清理好的试件最好不要平放在地面上或磁性较大的地方（如电力线或电气设备附近），以免坡口处吸附磁性微粒，焊接时产生磁偏吹。
（2）工艺参数选择　
在焊接过程中，电流的大小也影响气孔的产生。当电流过小时，电弧的保护效果不好，空气中的氮气容易侵入熔池，当熔池温度较低，熔池内溶解的气体不易浮出形成气孔。电流过大时电弧吹力也相对较大，容易造成气体保护层被破坏，氮气侵入熔池形成氮气孔。因此，焊接前必须正确选择好焊接工艺参数，采用合适的运条手法和短弧焊方法，焊接参数如附表所示。
（3）焊条的烘干　
药皮原始含水量＜0.35％时，由于药皮中含水量很低，熔滴携带进入熔池中氢的总量很少，气孔倾向小，药皮原始含水量＞0.4％时，药皮中含水量增高，进入熔池中氢的总量增加，如果氢的逸出条件差时，就很容易产生气孔。在多年烘干焊条的实践中发现在焊条烘干时，如果一次把温度升高到规定温度，药皮容易开裂或片状脱落，焊接时会影响焊接质量。通过长期研究焊条烘干时的开裂现象，找到了解决方法。如图3所示：先烘干至150℃保温1h，再升温到380℃保温1h，再缓慢降温到100℃，在烘干箱内保温，焊接时随用随取，能够较好的控制焊条中的含水量。
（4）操作过程中气孔的控制　
打底层焊接时对气孔的控制：①始焊端气孔的控制。始焊端的点固点长度要在15～20mm，在定位焊缝前端引燃电弧后，用小锯齿形运条法焊至间隙处，迅速调整焊条角度，使焊条前倾，与试件的夹角为60°～70°如图4a所示，并左右摆动使两边的母材熔化形成熔池后断弧。待熔池冷却到液态金属凝固到2/3～3/4时，上送焊条并左右摆动熔化母材形成熔池后断弧，断弧焊5～6次后，调整焊条角度为后倾，如图4b所示。始焊端的定位焊缝较长较薄时能在连弧焊接使始焊端的温度迅速升高，高温下坡口处的磁性物质的磁性能被减弱从而减少磁偏吹现象。另外焊条角度前倾，能借助电弧的吹力使铁水朝已焊方向运动，而减弱电弧偏吹现象。②接头处气孔的控制。在收弧后方的焊缝上10～15mm处引弧，连弧焊至收弧处，上送焊条左右摆动形成熔池后断弧，以此循环施焊，采用断弧焊正常焊接。接头处采用连弧焊能使接头处的温度升高，并把焊条前端不能保证焊接质量的前两滴铁水，留在焊缝正面，待清理打底焊道时清除干净。③终焊端气孔的控制。焊接到终焊端时缩短焊条的燃烧时间，相对放慢断弧焊频率给熔池以充分冷却时间，从而降低熔池温度，避免气孔的产生。④焊缝中间部位气孔的控制。严格控制药皮含水量，提高焊条烘干温度，坚持药皮“低水分”技术路线，尽量缩短焊接时的电弧长度。
填充层气孔的控制：彻底清除始焊端和接头处的焊瘤，并把焊瘤处可见的气孔清除干净。在填充焊接时，焊接到焊瘤部位时放慢焊接速度，充分熔化残留在焊缝中的气孔，使气孔重新浮出熔池。
盖面层气孔的控制：在始焊端和接头处引燃电弧后可稍微拉长电弧长度，但不可大于焊芯直径，待电弧燃烧正常后再压低电弧长度正常焊接。焊接过程中如果有粘结现象一定要停止焊接，清除粘结处的气孔，再重新引弧焊接。
本文着重分析了板状对接仰焊时气孔的形态性质及其对焊接质量的影响，探讨了焊缝中气孔形成机理以及冶金学的影响因素，提出了控制气孔产生的对策。只要焊工在操作中注意严格控制药皮含水量，提高焊条烘培温度。严格清理，熟练掌握每层操作技巧，就能焊出合格的焊缝。
作者简介：中原油田采油六厂
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