對碳鋼小管水平固定焊易產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，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，應分析易產生氣孔的原因，結合具體情況正確的研究，并采用科學的方式規避氣孔問題，嚴格管理焊接質量，為后續工作的實施夯實基礎。

關鍵詞：碳鋼小管;水平固定焊;易產生氣孔;原因分析;對策

碳鋼小管水平固定焊相關技術的應用，很容易產生氣孔，如果不能合理的控制，將會導致焊接質量受到影響，不能滿足當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生影響。因此，在碳鋼小管的水平固定焊加工中，要求總結豐富經驗，遵循科學化的原則，提升焊接加工的質量，達到預期的工作目的。

一、碳鋼小管水平固定焊易產生氣孔原因

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，會導致流動性增強，在一定程度上會導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，但是，相關的金屬很容易與熔渣保護相互脫離，在空氣中裸露，空氣也很容易進入到熔池的金屬之內，在此情況下，如果不能正確選擇焊接工藝技術，亦或是操作行為不當，就很容易生成氣孔，在一定程度上會對焊接工作質量產生影響。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，在材料有質量問題之后，很容易導致其中的大理石成分還有熒石成分的含量降低，在焊接操作的環節中，所產生二氧化碳數量減少，氧氣的含量隨之增多，很容易出現氣孔。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，可預防生成氣孔，前提是正確進行焊條藥皮成分的分析、焊條質量的管理，否則在還原不良的情況下，也很容易出現氣孔。②在水平固定焊接的過程中，水分也會對焊接操作產生影響，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，可以發現干燥焊條的氣孔生成率較低，而潮濕焊條很容易出現氣孔，主要因為水分會導致焊條的質量受到影響，氣孔的生成率增加，一些氣孔甚至會貫穿整個焊接件，對焊縫的銜接產生影響。與此同時，在固態焊接的過程中，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形成很大的壓力，導致焊縫更加脆弱，氣孔的生成量也會增加。③鐵銹在一定程度上會導致焊接的質量受到影響，出現氣孔的問題。焊接操作的過程中，如果碳鋼存在鐵銹，將會誘發氣孔的現象。鐵銹屬于鋼鐵氧化物，其屬于氧化鐵的水化物，其中有很多結晶水的成分，分解過程中會形成吸熱的反應，如果相關的業態熔池溫度較高，將會導致氫成分在熔池中溶解擴散，結晶過程中隨著溶解度的降低，就會有大量氫成分析出，出現氣孔的現象。

二、碳鋼小管水平固定焊的氣孔預防措施

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

應合理的應用細焊條進行處理，嚴格控制電流數值和電壓數值，并正確進行層間溫度的控制，將多層焊的相關工藝技術應用在工作中，以便于合理的進行焊接熱輸入數量的控制，降低熔池的面積，以此減小具體的熔渣液態重量，從而使得熔渣與熔池之內的金屬分離率降低，從根本上預防出現氣孔問題。

應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，能夠預防出現熔渣還有熔池金屬相互分離的問題，以此合理的預防氣孔生成。

要求正確進行焊條角度的管控，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防生成焊接氣孔，實現最終的焊接管理目的。例如：焊條于上坡相應位置的時候，應該與焊接點的切線呈現出70度到80度夾角，使得電弧吹力可以集中于熔池位置，這樣在熔池當中相關的液態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熔渣的良好保護。

應重點進行焊接姿勢的調整，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，胳膊自然性的平穩前伸，這樣有助于預防焊接動作帶來的影響，規避在操作期間出現氣孔問題。

對焊條進行烘干處理，實現保溫的目的。在焊條烘干之后，將其設置在焊條保溫筒之內，隨時使用并隨時取出。需要注意的是，應對坡口的水分還有油漬等進行徹底的清除，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，焊接周圍區域的空氣進入到熔池之內，如果沒有合理的保護措施，將會導致空氣侵入其中出現氣孔。因此，在水平固定焊的工作之前，要求做好保護工作，按照操作技術與規范要求，正確進行焊接點周圍位置的保護，以免空氣進入其中出現氣孔。

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，導致水分過高，在焊接期間產生氣孔。因此，要求在實際工作中做好焊接材料的管理工作，將其設置在干燥的環境中，并預防與水分接觸，獨立性的管理，規避吸潮問題。要求在焊接操作中盡量將已經打開包裝的材料用完，如果沒有用完，必須將其設置在專門的存儲區域，以免吸潮。且在材料的應用環節，還需進行質量的分析，一旦發現有潮濕的材料，杜絕應用在實際工作中，以此從根本上規避吸潮問題。需要注意的是，如果有焊條潮濕，在操作中就應正確采用烘干的方式對其進行處理，烘干之后設置在保溫筒內，以免因為潮濕在使用過程中出現氣孔的現象。如果工件的表面有鐵銹，在操作工作中就應該正確進行鐵銹的清除，去除氧化膜還有鐵銹，預防氣孔的形成。

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定性，或者是等離子體開始波動，使得惰性的氣體進入到小孔之內，出現小孔類型的氣孔。因此，在操作的過程中，應重視小孔穩定性，并增強相關氣體的逃逸能力，盡可能的降低氣體卷入數量，以此形成相應的氣孔預防機制[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，經常會出現氣孔的問題，嚴重影響焊接質量。因此，在未來的工作中，應總結豐富經驗，正確的預防氣孔問題。一方面，在焊接工作中，要求動態化監測，及時發現氣孔的隱患問題，并采用合理的措施進行處理，在每個工作環節中都要預防氣孔。另一方面，應對操作人員進行專業知識和先進技能的教育培訓，使得工作人員全面掌握相關的工作技能，預防出現相應的焊接質量問題，提升整體的工作效果[2]。

結語：

碳鋼小管水平固定焊的操作期間經常會受到潮濕問題、質量問題和其他問題的影響出現氣孔，嚴重影響焊接工作質量。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，動態化的進行監測，一旦發現有氣孔，必須對其進行嚴格的處理，以免為后續的操作埋下隱患，達到預期的工作目標。

參考文獻：

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

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