什么是焊接气孔以及如何预防？
什么是焊接孔隙率？
焊缝气孔是一种焊接缺陷，由于吸收了困在熔融焊缝中的氮气、氧气和氢气，并在凝固过程中释放出来，从而在表面或焊道内产生了口袋或气孔。气孔可能出现在焊缝表面或焊道内。
焊池中氮和氧的吸收通常是由于气体屏蔽不良造成的。孔隙率可以是随机的：以随机、不均匀的距离定向。它也可以被隔离：从四面八方间隔一英寸。
气孔是焊缝金属中存在的空洞，这是由于熔池凝固时释放的气体冻结而引起的。孔隙率可以有多种形式：
- 分布孔隙率 – 分布在整个焊缝中的气孔。
- 表面破毛孔 – 破坏表面的毛孔。
- 虫洞 – 细长的毛孔在 X 光片上显示类似于人字形图案
- 火山口管道 – 由于凝固过程中的收缩而导致焊道结束时的缩孔。
焊接缺陷的原因和预防
1. 分布孔隙度和表面孔隙度
分布气孔通常表现为贯穿焊道的细孔。表面破孔通常表明存在大量分布孔隙。它是由熔池中的氮、氧和氢吸收引起的，然后在凝固时释放出来，被困在焊缝金属中。
焊接熔池中的氮和氧吸收通常源于不良的气体保护。保护气体中只有 1% 的空气夹带会导致分布的孔隙率，大于 1.5% 会导致粗大的表面破裂孔隙。气体管线泄漏、气体流速过高、气流和熔池过度湍流是造成气孔的常见原因。
氢气可能来自多种来源，包括来自未充分干燥的电极、焊剂或工件表面的水分。工件或焊丝表面的油脂也是常见的氢源。
表面涂层（如底漆）和表面处理（如锌涂层）可能会在焊接过程中产生大量烟雾。 T形接头比对接接头捕获逸出气体的风险更大，尤其是双面角焊时。
特别值得一提的是所谓的可焊接（低锌）底漆。不需要去除底漆，但如果底漆厚度超过制造商的建议，则可能会产生气孔，尤其是在使用 MMA 以外的焊接工艺时。
如何防止分布式孔隙和表面孔隙？
应按如下方式识别和排除气源：
空气夹带
- 密封任何漏气
- 避免熔池湍流
- 使用脱氧剂含量充足的填料
- 减少过高的气体流量
- 避免气流
氢
- 干燥电极和助焊剂
- 对工件表面进行清洁和脱脂
表面涂层
- 在焊接前立即清洁接头边缘
- 检查可焊底漆是否低于建议的最大厚度
2. 虫洞
典型地，虫洞是细长的孔，在射线照片上产生人字形外观。虫洞表明大量气体正在形成，然后被困在凝固的焊缝金属中。
过度的气体会由粗大的表面污染或非常厚的油漆或底漆形成。夹带更容易出现在裂缝中，例如水平-垂直 T 形接头的垂直构件下方的间隙，该接头在两侧进行角焊。
在底漆钢板上焊接 T 形接头时，垂直构件边缘的涂层厚度必须不超过制造商建议的最大值，通常为 20µm，通过过度喷涂。
如何预防虫洞？
消除气体和空腔可防止虫洞。
产气
- 清洁焊接位置及其附近的工件表面
- 去除任何表面污染物，尤其是 ndt 操作中的油、油脂、锈迹和残留物
- 去除接缝区域的所有表面涂层，露出光亮材料
- 检查底漆厚度是否低于制造商的最大值
关节几何
- 避免产生空腔的关节几何形状
3. 火山口管道
在熔池的最终凝固过程中形成火山口管，并且通常与一些气孔有关。
这种缺陷是由熔池凝固收缩引起的。因此，夸大液体到固体体积变化的条件将促进其形成。熄灭焊弧会导致熔池快速凝固。
在 TIG 焊接中，自生技术或在熄灭焊弧之前停止焊丝进入焊池，会影响焊口形成并可能促进管道缺陷。
如何预防火山口管道？
可以通过控制焊弧熄灭的速度或通过焊工技术操纵焊弧和焊丝来防止弧坑管缺陷
移除停止
- 使用径流标签使焊接电弧在焊接接头外熄灭
- 在继续使用下一个电极或沉积后续焊道之前，先磨掉焊道停止坑
焊工技术
- 逐步降低焊接电流以减小熔池尺寸（使用下坡或填坑功能）
- 添加填料 (tig) 以补偿熔池收缩
如何修复焊缝中的孔隙率？
即使有各种不同的方法来防止孔隙，它也总是有很小的机会出现在你的焊缝中。值得庆幸的是，在某些情况下可以修复孔隙率。
您首先需要使用渗透剂或磁粉检测技术来检测孔隙的存在，例如射线照相或超声波检测（针对表面下的缺陷）。小孔，特别是在较厚的部分，很难检测到。
孔隙率本身不能完全固定。相反，您可以通过去除局部气刨或磨掉来修复焊缝。然而，这仅在包含孔隙率的情况下。如果是大面积的，需要把整个焊缝去掉，重新准备接头，按照焊接工艺进行焊接。
焊缝中可接受的孔隙率是多少？
这个问题没有一般的合理和真实的答案，因为它取决于您的焊接施工规范。话虽如此，美国焊接协会规定如下：可见孔隙的直径在任何线性英寸的焊缝中应为 3/8 英寸（或 9.4 毫米）或更小，在 12-英寸的焊缝长度。
如有疑问，您需要检查您的焊接施工规范并重新焊接。
制造工艺