发表时间：2020-11-17T11:43:54.127Z 来源：《科学与技术》2020年20期作者：王杰刘昌虎[导读] 设备的安装质量在很大程度上直接关系着设备的使用寿命、使用性能。
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王杰刘昌虎
中车青岛四方机车车辆股份有限公司山东青岛 266000摘要：设备的安装质量在很大程度上直接关系着设备的使用寿命、使用性能。鉴于此，在进行设备焊接施工过程中必须要采取有效措施对施工过程进行严格控制，全面提升设备的安装质量。本文对焊接气孔产生原因及预防进行分析，以供参考。 关键词：焊接气孔；产生原因；预防引言
作为一特种工艺，焊接的质量则更多地取决于其工艺过程，在合理的产品结构基础上靠反复的工艺评定来确定最可靠的工艺参数，以稳定的工艺参数和过程来保证产品质量，而事后检测则往往是不得已而采取的高成本、低可靠性的控制手段。而焊接结构不合理或工艺不稳定则极易造成熔深不够、气孔、裂纹等缺陷。 1焊接气孔形成机理
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气孔的形成因素很多，主要和焊前母材的表面处理情况和焊接工艺有关。焊前待焊表面的氧化膜和油垢是形成气孔的主要根源。气孔的形成与气体的演变密切相关，尤其是氢。气孔是由于激光深熔焊中匙孔的波动导致其衰竭和收缩引起的。对于工艺气孔，其主要是由于不合理的焊接工艺参数造成的，如：焊接速度和冷却速度太快，夹杂在焊缝中的气体没有足够的时间逸出表面，而凝固过程已完成，留在焊缝中的气体就会形成气孔。2焊接气孔原因分析与排查（1）根据经验和相关知识我们知道，焊接气孔一般是焊接过程中，熔池中的气体未在金属凝固前全部逸出熔池，从而残存于焊缝之中所形成的孔洞。其气体可能是熔池从外界吸收的，也可能是焊接冶金过程中反应生成的，熔焊气孔一般最常见的有氢气孔、一氧化碳气孔、氮气孔。我们分析产生气孔的主要原因多与以下因素有关：母材或填充金属表面有锈、水、油污等；焊丝及焊剂未烘干；保护气体未加热；冷却过快；保护气体不足；风吹等。（2）焊丝材料质量、零件材质质量、焊接件活塞杆、活塞焊接的清洁度、焊接气体的纯度；焊接工艺参数的设定的合理性，焊接活塞杆与活塞的配合间隙问题，施焊使用的方法是顺焊还是逆焊的问题，导电喷嘴的清洁度，焊丝伸出的长度问题，施焊环境的湿度。以上几点都是影响焊接质量的因素，我们通过现场实地考察、检测报告、工艺检查等手段都可以各个击破排除，目前活塞杆和活塞配合为保证其同轴度为小间隙配合，焊接部位的杆径较小，活塞杆镀铬段杆径较大，最终得出产生气孔的主要原因是由于在焊接时坡口中气体受热膨胀无法从另一端逸出，只有在焊接面焊接材料为融合前晶体组织结构未稳定憋气产生气孔。3焊接气孔产应对要点
根据气孔的产生原因，可从以下方面入手：一是焊前采用机械方法或化学方法对待焊试样进行去除氧化膜和清洗油污，处理完毕后放入烤箱，保温一段时间进行去氢处理；二是合理增加保护气体，形成充分的脱氧条件，抑制反应性气体的产生；三是选择合理的焊接工艺参数，减少气孔的产生。4焊接气孔产生优化控制为进一步降低横焊位置对气孔的敏感性，采取以下优化工艺措施：（1）环境湿度控制在75%及以下；（2）采用纯度99.999%、含水量（质量分数）小于0.08%的氩气进行焊接；（3）采用倾斜45°斜圆圈或斜月牙等运条方式增强电弧对焊缝上口边缘的加热和搅拌作用，降低焊接速度以延长熔池液态存续时间，有利于熔池中气孔的溢出；（4）增加焊引弧前的送气时间，设置为3～5s，熄弧滞后送气时间设置为5s左右，以确保焊接区域保护良好。工艺优化后进行焊接试验，在相对湿度75%以上进行平焊、立焊、横焊位置的对接焊时，焊接质量有所提高，但还是不稳定，横焊位置仍然有较多的气孔缺陷；在相对湿度为75%及以下进行平、立、横位置的对接焊时，焊接质量稳定，X射线照片。将优化工艺运用到生产中，效果良好，说明相关优化工艺措施和方法有效可行。5焊接气孔产生预防措施 5.1进一步提升焊接工艺
焊接工艺操作步骤主要有以下四步：第一步，科学选择焊接位置。在进行焊接过程中，焊接人员应熟练掌握焊接技术，对焊接电流进行有效控，从而根据焊接攻坚的间隙调整方略，对焊接速度和焊接角度进行调整，确保焊接尺寸大小跟具体要求相符。第二步，拉长引弧，先进行焊接预热，再进行焊接。焊接完成后收弧时需在焊接位置暂时停留一段时间，确保焊接熔池内部被全部填满，从而减少焊
接缺陷的出现概率。第三步，清理干净焊接位置，将焊接凹凸不平处打磨干净后再进行焊接，焊接过程中需根据焊条直径科学控制电流，并根据需要适当缩短电弧长度，延长焊接停留时间，确保焊接电流的有效控制。另外需根据基材条件选择合适的焊接材料，确保焊缝的整体性能，以免因焊接材料不当，进而导致材料黏度和熔点有所差别，形成夹渣缺陷。此外也要根据焊接材料制定焊接方案，选择恰当的焊接方式，准焊接角度，确保受力均匀。第四步，开始焊接。清除焊接坡口两侧的垃圾，清理范围为20～30cm，并根据焊接条件烘干焊材，烘干时需严格按照规范进行，有效控制烘干时间，确保烘干温度适中，并选择有效的焊接方式，确保焊接处完全融合。
5.2利用先进设备扫描焊接缺陷
在进行装置检查过程中，为及时发现不合格工序，需由质检员利用先进设备，进行施工检查，将每项不合格施工工序拍摄下来，在检修会上演示施工存在问题，从而实现焊接工程的全面监督，增强施工人员的责任心，使其能够自发查施工漏洞，及时进行检修。在施工人员检修过程中，质检员需将拍到的不合格焊接照片进行存档，不合格焊接内容主要包括加工尺寸大小、坡口周围打磨干净与否、焊条是否保存完好等。存档过后拿出来作为检修人员的培训资料，从而使检修人员规避此种操作，自发对焊接质量进行监督与管理。
5.3确保工作人员的工作职责
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看火员一直处于检修现场，能够直接目睹焊接全程，在质量监控中发挥非常重要的作用，因此需充分调动看火员的工作积极性，确保看火员能够实现高质量的有效监控。同时需给看火员制定相关焊接质量控制清单，让其在焊接质量监控过程中，及时记录焊接过程中的各项数据指标，进而及时发现焊接存在的缺陷，并及时通知相关焊接人员进行整修。
5.4焊接缺陷修补措施
由于在设备焊接施工过程中经常会出现焊接缺陷问题，因此相关的焊接施工人员必须熟练掌握焊接缺陷修补技术，而且要针对设备焊接施工过程中出现的焊接缺陷进行全面了解，尤其是要针对焊接缺陷症状、尺寸大小、缺陷范围、缺陷位置等进行全面掌握。与此同时，企业还必须要针对设备焊接缺陷，充分利用行业相关的焊接成果检验标准进行有效修补，充分利用碳弧气刨法来有效消除焊接施工过程中存在的焊接缺陷，这样才能最大程度避免设备的焊接缺陷对设备使用及安全性造成影响，实现对设备焊接质量的全面提升。结束语
综上所述，在设备的焊接施工过程中经常会出现缺陷问题，本文在针对设备常见的焊接气孔缺陷进行全面分析后，提出了有针对性的控制措施。焊接缺陷的出现会对设备的正常使用和安全运行产生严重影响，因此在进行焊接施工过程中必须对设备焊接缺陷进行有效控制，以此全面提升设备焊接质量。
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