碳钢板埋弧焊表面气孔问题的分析及对策

2018-05-21姜明全王树伟张南南

世界家苑 2018年4期

姜明全王树伟张南南

摘要：针对埋弧焊焊接起重机主梁腹板与盖板角接焊缝时产生气孔影响产品质量和工期的问题，从冶金、工艺因素分析与试验，结果表面，待焊区域表面铁锈、水分以及油污对焊缝表面气孔问题影响较大，其次是焊接参数和保护氛围的影响，根据试验结果调整焊接工艺后，焊缝内部及表面均没有发现气孔，焊接质量稳定。

关键词：埋弧焊表面气孔

1.前言

埋弧焊是目前广泛使用的一种机械化焊接方法，与手工电弧焊相比，具有以下优点：（1）生产效率高。焊丝导电长度短，可以采用大电流和电流密度，使电弧的熔深能力和焊丝熔敷效率大大提高。（2）焊缝质量高。熔渣能有效隔绝外界空气，保护效果好，飞溅少，焊接过程平稳。（3）劳动条件好。埋弧焊为自动焊方法，减轻了手工操作的劳动强度，且没有弧光辐射。

我公司在生产起重机主梁的过程中，也大量使用了埋弧焊，但在操作和工艺不当的情况下，焊缝表面容易出现气孔。气孔不仅会削弱焊缝的有效工作界面，带来应力集中，而且也会显著降低焊缝的强度和塑性。焊缝有气孔时，通常要用碳弧气刨清根后进行补焊，这样即影响工作进度，又增加了材料和工时的消耗。因此，研究埋弧焊焊缝表面气孔问题是很有必要的。

2.气孔成因分析

起重机主梁腹板厚度8mm，盖板厚度14mm，材质Q235B，焊丝H10Mn2，直径φ4mm，焊剂HJ404（牌号SJ101）。焊接时，采用单边V型坡口，先用CO2气体保护焊封底再用埋弧焊焊接，电流540A，电压25.5V，速度48cm/min。主梁平躺在垫架上，焊丝与水平面成45°角（如图2-1所示）。

通过对施焊过程跟踪和焊接参数的分析，可能出现气孔的原因主要有冶金因素和

工艺因素。

2.1铁锈、水分、油污的影响

在焊接生产中，因准备工作处理不当，将铁锈、水分、油污等带入熔池，促使在焊缝中产生气孔。

铁锈主要成分为mFe2O3·nH2O，焊接时会析出大量的氧，增加氧化作用，促使生成CO2气孔。

实际生产中，焊剂存放在焊机上方的漏斗中，反复使用，时间长了焊剂会从空气中重新吸收水分，增加焊缝出现氢气孔概率。

另外，焊件表面存在油污，一般为碳氢化合物，同样会促使焊缝形成氢气孔（如图2-2所示是未经打磨过的焊缝）。

2.2焊接参数的影响

焊接热输入量小，熔池存在时间短，气体来不及逸出，气孔产生概率大。反之有利于气体逸出，气孔产生概率小。但实际生产中，加大电流会增加焊缝表面积，熔池气体含量上升；同时随着电流的增大，熔深和焊缝余高显著增加，而焊縫宽度变化不大，气体上浮困难，增加气孔产生的几率。

因此，要想提高焊接效率，应在增加焊接电流的同时，适当增加焊接电压，以保证得到合适的焊缝形状和质量（如图2-3所示是焊接速度较大时的焊缝）。

2.3保护气氛的影响

焊接区内的气体主要来源于焊剂中的造气剂、高价氧化物和水分、周围空气等。