氩弧焊焊接缺陷产生原因及对策

氩弧焊焊接缺陷产生原因及对策

孙勇政,李海明,李津

大港油田公司第五采油厂 天津市 300280

摘要：焊接技术在具体的工业生产过程中是十分常见且应用广泛，在设备建设安装、管路搭建等众多方面都需要焊接工艺的参与应用。焊接技术中的氩弧焊应用最广泛，在广泛应用的同时也存在的质量问题，这些问题会对焊接结构正常使用产生负面影响。本文对氩弧焊主要的焊接缺陷及其成因进行分析，然后研究了防止缺陷发生的有效策略。

关键词：氩弧焊；焊接缺陷；缺陷产生；缺陷对策

前言：氩弧焊是目前焊接中应用最广泛的一种焊接技术，其是将氩作为气体保护进行电弧焊接，氩能够将空气很好的隔绝在焊接区域之外，避免空气对焊接区域造成氧化，确保焊接质量。目前根据不同的焊接电极，可以将氩弧焊分为熔化极氩弧焊以及非熔化极氩弧焊两种氩弧焊技术，在实际应用中，绝大多数焊接人员会采用非熔化极氩弧焊技术进行焊接。氩弧焊凭借本身的特点，具有极强的实用性，被广泛应用在钢材、合金、铜等金属的焊接之中，并且焊接速度快、质量好，外表美观，相比较于其他焊接技术而言，具有无与伦比的优越性。

1、氩弧焊工作原理
  氩弧焊是最常用的金属焊接技术之一，在焊接过程中利用惰性气体氩气做保护气，将焊接区域与周围空气隔绝开，以防止焊接部位氧化，提高焊接质量。氩弧焊技术的工作原理与普通电弧焊相似：利用高电流使焊材熔化形成熔池，作用到焊接基材，使焊材与被焊基材相互结合到一起。在焊接过程中需要对焊接区域不停地输送氩气，使焊接区域空气被氩气挤开，避免空气中的氧气在高温下加速对焊接区域基材的氧化。氩弧焊常用于对铜、铝等有色金属的焊接作业。根据氩弧焊电极的不同可将其划分为非熔化极氩弧焊（MAG）和熔化极氩弧焊（MIG），两者都是在氩气的保护下完成焊接过程，其区别在于：MAG是利用电弧在非熔化极（多为钨极）与工件间的作用使焊材熔化，完成焊接过程；MIG直接将焊丝作为通电电极，在高电流作用下，焊丝熔化为熔池，冷却后形成焊缝。MAG的焊接接头更加致密，力学性能更好；MIG更加方便，容易操作。目前我国常用的氩弧焊技术多为MIG。氩弧焊利用氩气进行焊接保护，熔池结晶过程简单，焊缝更加纯净；同时氩气可以对电弧形态进行控制，使热量集中，减小焊接应力与热变形的影响；电弧参数精确可控，焊接过程更加稳定；另外，氩气为惰性气体，在焊接温度下也不与焊材发生反应，保证了焊接质量，因此氩弧焊几乎适用于所有金属材料的焊接作业。

2、常见的缺陷类型

    2.1气孔

气孔也是一种空穴，在进行焊接过程中，可能会有部分的气体在熔池中的金属凝固之前，不能顺利的排出，在冷却凝固之后形成了气孔。气孔来源主要是由于空气、氮气、氢气等气体产生，在进行焊接的过程中，这些气体，不仅会带来气孔，还可能会产生对焊接结构的氧化问题。举例来说，再对不锈钢管进行氩弧焊时是十分容易出现气孔的，气孔产生的原因十分众多，主要包括了下面的几个方面。当焊接坡口处存在着部分油污、水分等污渍时，焊接坡口处的熔池中是极其容易存在气孔的，这些污渍破坏了原有焊接结构，也使得气体更加容易进入到焊接熔池中。选择合适流量的保护气体十分关键，如果保护气体流量过大，可能会使部分气体进入熔池，如果流量过小，则不能有效的隔绝空气等，其余气体产生氧化问题。通常来说，需要在开始焊接前进行冲压时，将气体流量开大，促使管道内的空气能够全部排出，以保证冲压时的流量在适当的范围内。

    2.2未焊透

如果在焊接时出现了接头根部未能完全熔透的情况，那么这种现象就叫未焊透。未焊透这种问题，主要是由于焊接人员的操作与技术带来的缺陷故障，焊接人员在进行焊接过程中，如果不能正确进行操作，采用合适的焊接技术，会使焊接进行时不能有效的融化，焊接材料流动性不足，最终导致未焊透的问题，除此之外，如果焊接时候的速度过快，或对焊接坡口不能正确的进行处理，使得坡口角度不足，也有可能会产生未焊透的问题。

    2.3夹杂问题

在焊接过程中，可能是由于电极上存在着一些污渍等其他杂物，使得焊接无法正常进行，从而出现的缺陷现象。这种缺陷的产生主要是由于在焊接前没有对接口处进行有效的清洁与处理，缺少完整正确的焊前准备工作。钨电夹杂是一种较为常见的夹杂问题，该种故障的产生主要是由于在焊接时，由于通入的电流过大，使得金属钨被融化或蒸发，这些金属钨与溶池金属接触并进入熔池之中，对整个焊接接口造成较为严重的污染，导致焊接质量下降。金属夹杂物也是经常存在的，这类夹杂物主要是一些常见的外来金属或污渍，对电极产生了较为严重的污染，这些污染物质，引发相应故障，对于焊接质量都会造成不良影响。

    2.4焊接不良

在进行氩弧焊时，可能会存在熔池内的金属凝结效果不好，形成缺陷问题。例如在焊接过程中材料与金属不能进行结合，焊接起不到有效的连接作用，这样就属于焊接不良问题。这种问题的产生也与焊前的准备工作有重要的联系。最容易导致焊接不良的原因，就是没有对接口处，金属表面的氧化膜进行有效的处理，这样使在进行焊接时不能对金属直接加热，最终引起了较为严重的焊接问题。这种故障单纯依靠肉眼是无法进行检测的，需要通过超声波探伤，射线探伤等方式进行检测。

3、氩弧焊缺陷预防

    3.1焊接工艺完善

在进行焊接的过程中，需要对相关的工艺进行严格执行，要对所使用的焊丝和基材成分进行提前的检测，并对其进行清洁与处理，保证在开始焊接时，相关材料符合既定的工艺要求，能够满足焊接条件。对于氩弧焊而言，还需要提前对焊接中使用到的压器进行分析与处理，保证氩气纯度能够达标，对喷气速度进行设定与控制。低碳钢与低合金钢本身是拥有较大强度差异的，再对二者进行焊接时，冷萃是最为容易出现的问题，这样会使整个焊接质量出现问题。因此，焊接人员需要选用合适的预热温度，严格按照相应的焊接工艺进行开展。

除此之外，如果按照原有的预热方式，可能会使焊接接头结构受热问题出现扩展，受热面积出现不均，导致后期出现的材料韧性，塑性降低等问题，因此还需要对相关的焊接工艺进行不断的完善，对，例如预热工序的具体工作，采取更为科学的方式进行开展，按照严格的方法计算出所需的溫度。

    3.2培养专业人员，提升技能素质

氩弧焊相关技术是已经成熟的，但是氩弧焊的具体质量情况与相应的技术人员能力有着非常重要的联系。众多缺陷都可以通过保障和提升技术人员的操作水平，从而得到进一步的保障与提升。在进行相关人员培训的过程中，可以要求技术人员参加相应的技术培训，邀请拥有高水平的技术专家进行讲解，对参与人员进行定期的课程培训和严格的考核作业，长期对整个工作进行考察验收。

    3.3焊接方式选择

根据不同材料的特性与状态，需要选择适当的焊接方法。在氩弧焊作业过程中，需要充入氩气，进行氩气充入方式的选择也非常重要。例如使用细丝形式进行氩气充入。采取这种充气方式，使得焊接时的热量可以更加的集中有效降低了焊接的成本，同时也降低了焊缝的热影响区范围，在降低成本的同时，使得焊接质量得到了保障。

结语：引起氩弧焊接质量缺陷的因素固然较多，但只要在焊接前制定符合焊接项目要求的焊接工艺规程，焊接质检人员对每一道工序认真检查，焊工严格按焊接工艺规程施焊，就能够最大限度的减少焊接缺陷的产生。

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