对碳钢小管水平固定焊易产生气孔的原因分析及对策探究

蔡玉清 刘立国 王汉卿

摘 要：碳钢小管水平固定焊，属于目前十分常见的焊接技术，为碳钢小管的安装制作等提供帮助。因此，在碳钢小管的水平固定焊期间，应分析易产生气孔的原因，结合具体情况正确的研究，并采用科学的方式规避气孔问题，严格管理焊接质量，为后续工作的实施夯实基础。

关键词：碳钢小管;水平固定焊;易产生气孔;原因分析;对策

碳钢小管水平固定焊相关技术的应用，很容易产生气孔，如果不能合理的控制，将会导致焊接质量受到影响，不能满足当前的实际加工制作要求，甚至对碳钢小管的合理焊接和制作产生影响。因此，在碳钢小管的水平固定焊加工中，要求总结丰富经验，遵循科学化的原则，提升焊接加工的质量，达到预期的工作目的。

一、碳钢小管水平固定焊易产生气孔原因

焊接加工的工作中，熔池金属的熔点过高，流动性就会降低，而熔点过低，会导致流动性增强，在一定程度上会导致熔池的金属成分和熔渣成分相互分离。尤其在焊接热输入量较高的情况下，熔池的体积会有所提升，熔渣成分还有熔池金属成分会更加容易分离。虽然熔池的面积大有助于焊接人员更好的了解熔池状态，但是，相关的金属很容易与熔渣保护相互脱离，在空气中裸露，空气也很容易进入到熔池的金属之内，在此情况下，如果不能正确选择焊接工艺技术，亦或是操作行为不当，就很容易生成气孔，在一定程度上会对焊接工作质量产生影响。①一般情况下，钛钙类型的焊条药皮中含有31%左右的氧化钛成分，还有23%的含钙碳酸盐矿成分，在实际使用的过程中，其中有很多大理石成分还有荧石成分，其在焊接中很容易生成二氧化碳，使得焊接中的氧气含量降低。但是，在材料有质量问题之后，很容易导致其中的大理石成分还有荧石成分的含量降低，在焊接操作的环节中，所产生二氧化碳数量减少，氧气的含量随之增多，很容易出现气孔。目前在实际研究中可以得知，碱性焊条中的荧石成分较高，在焊接操作中很容易生成二氧化碳成分，能够减小焊接期间的氧含量和氢含量，在良好还原条件之下，可预防生成气孔，前提是正确进行焊条药皮成分的分析、焊条质量的管理，否则在还原不良的情况下，也很容易出现气孔。②在水平固定焊接的过程中，水分也會对焊接操作产生影响，气孔的生成率有所提升。一般情况下，相同焊条、焊接工艺与手法的情况下，潮湿焊条与干燥焊条之间比较，可以发现干燥焊条的气孔生成率较低，而潮湿焊条很容易出现气孔，主要因为水分会导致焊条的质量受到影响，气孔的生成率增加，一些气孔甚至会贯穿整个焊接件，对焊缝的衔接产生影响。与此同时，在固态焊接的过程中，焊缝很容易有轻微缺陷，如果潮湿性较高，就容易生成氢分子，而这些氢分子会在小空间之内形成很大的压力，导致焊缝更加脆弱，气孔的生成量也会增加。③铁锈在一定程度上会导致焊接的质量受到影响，出现气孔的问题。焊接操作的过程中，如果碳钢存在铁锈，将会诱发气孔的现象。铁锈属于钢铁氧化物，其属于氧化铁的水化物，其中有很多结晶水的成分，分解过程中会形成吸热的反应，如果相关的业态熔池温度较高，将会导致氢成分在熔池中溶解扩散，结晶过程中随着溶解度的降低，就会有大量氢成分析出，出现气孔的现象。

二、碳钢小管水平固定焊的气孔预防措施

碳钢小管水平固定焊的操作过程中，要求合理的预防气孔，树立正确的观念意识，采用科学合理的方式进行防控处理。

应合理的应用细焊条进行处理，严格控制电流数值和电压数值，并正确进行层间温度的控制，将多层焊的相关工艺技术应用在工作中，以便于合理的进行焊接热输入数量的控制，降低熔池的面积，以此减小具体的熔渣液态重量，从而使得熔渣与熔池之内的金属分离率降低，从根本上预防出现气孔问题。

应合理的选用碱性焊条开展焊接工作，主要因为碱性焊条的焊渣黏度较高，能够预防出现熔渣还有熔池金属相互分离的问题，以此合理的预防气孔生成。

要求正确进行焊条角度的管控，尽量将焊条的角度控制在水平位置，这样在一定程度上可以预防生成焊接气孔，实现最终的焊接管理目的。例如：焊条于上坡相应位置的时候，应该与焊接点的切线呈现出70度到80度夹角，使得电弧吹力可以集中于熔池位置，这样在熔池当中相关的液态金属与熔池下淌分离之间就会形成一定阻力，使得熔池可以受到相关熔渣的良好保护。

应重点进行焊接姿势的调整，由于上坡的位置较短，所以，焊接操作期间胳膊尽量半伸开，在焊条熔化与缩短的过程中，胳膊自然性的平稳前伸，这样有助于预防焊接动作带来的影响，规避在操作期间出现气孔问题。

对焊条进行烘干处理，实现保温的目的。在焊条烘干之后，将其设置在焊条保温筒之内，随时使用并随时取出。需要注意的是，应对坡口的水分还有油渍等进行彻底的清除，以免在焊接的过程中生成气孔，形成良好的预防作用。

一般情况下，在碳钢小管水平固定焊的操作中，焊接周围区域的空气进入到熔池之内，如果没有合理的保护措施，将会导致空气侵入其中出现气孔。因此，在水平固定焊的工作之前，要求做好保护工作，按照操作技术与规范要求，正确进行焊接点周围位置的保护，以免空气进入其中出现气孔。

焊接材料的管理。一般情况下，焊接材料很容易会吸附空气水分，导致水分过高，在焊接期间产生气孔。因此，要求在实际工作中做好焊接材料的管理工作，将其设置在干燥的环境中，并预防与水分接触，独立性的管理，规避吸潮问题。要求在焊接操作中尽量将已经打开包装的材料用完，如果没有用完，必须将其设置在专门的存储区域，以免吸潮。且在材料的应用环节，还需进行质量的分析，一旦发现有潮湿的材料，杜绝应用在实际工作中，以此从根本上规避吸潮问题。需要注意的是，如果有焊条潮湿，在操作中就应正确采用烘干的方式对其进行处理，烘干之后设置在保温筒内，以免因为潮湿在使用过程中出现气孔的现象。如果工件的表面有铁锈，在操作工作中就应该正确进行铁锈的清除，去除氧化膜还有铁锈，预防气孔的形成。

第八，在碳钢小管水平固定焊的操作过程中，小孔类型的气孔，主要是因为小孔缺乏稳定性，或者是等离子体开始波动，使得惰性的气体进入到小孔之内，出现小孔类型的气孔。因此，在操作的过程中，应重视小孔稳定性，并增强相关气体的逃逸能力，尽可能的降低气体卷入数量，以此形成相应的气孔预防机制[1]。

近年来在碳钢小管水平固定焊的操作中，受到诸多因素的影响，经常会出现气孔的问题，严重影响焊接质量。因此，在未来的工作中，应总结丰富经验，正确的预防气孔问题。一方面，在焊接工作中，要求动态化监测，及时发现气孔的隐患问题，并采用合理的措施进行处理，在每个工作环节中都要预防气孔。另一方面，应对操作人员进行专业知识和先进技能的教育培训，使得工作人员全面掌握相关的工作技能，预防出现相应的焊接质量问题，提升整体的工作效果[2]。

结语：

碳钢小管水平固定焊的操作期间经常会受到潮湿问题、质量问题和其他问题的影响出现气孔，严重影响焊接工作质量。因此，在水平固定焊接的操作中，要求工作人员全面分析是否存在气孔的隐患问题，动态化的进行监测，一旦发现有气孔，必须对其进行严格的处理，以免为后续的操作埋下隐患，达到预期的工作目标。

参考文献：

[1]张帅锋，程方杰，王东坡， 等.固定式排水罩水下局部干法CO2气体保护焊焊接工艺优化及接头性能分析[J].焊接学报，2018，39（9）：99-104.

[2]李建.一种消除激光焊接气孔的焊接系统：CN201910266426.4[P].2019，33（25）145-187.