淺談鋼結(jié)構(gòu)E5015焊條焊接過程氣孔形成及解決措施

蒙華

摘要：在工業(yè)生產(chǎn)中，焊接技術(shù)是不可缺少的重要方法，在焊接過程產(chǎn)生的氣孔原因較多，J507堿性焊條焊時(shí)多為氮?dú)饪住錃饪缀虲O氣孔。平焊位置要較其他位置氣孔多;帶坡口打底層要比填充層、蓋面層多，長(zhǎng)弧焊要比短弧多，斷弧焊要比連弧焊多，引弧、收弧和接頭處要比焊縫其它位置多。由于氣孔的存在，不但會(huì)降低焊縫的致密性，會(huì)降低焊縫的強(qiáng)度、塑性和韌性。以J507焊條溶滴過渡的特點(diǎn)、選擇焊接電源、焊接電流、引弧和收弧、焊接材料清理和焊條烘干，短弧操作直線運(yùn)條等方面做以工藝措施控制，在焊接生產(chǎn)中得到了很好的質(zhì)量保證。

關(guān)鍵詞：氣孔;溶滴過渡;工藝參數(shù);短弧

中圖分類號(hào)：G718 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B ? ?文章編號(hào)：1672-1578（2019）13-0005-01

目前，鋼制產(chǎn)品在日常生活和大型建設(shè)工程中得到了廣泛的應(yīng)用，壓力容器生產(chǎn)制造及焊縫要求較高的焊接位置常采用E5015焊條，焊藥藥皮脫落等原因以及對(duì)焊條烘干狀態(tài)要求比較高，由于熔渣的成分主要是堿性氧化物和鐵合金，脫氧完全，合金過渡容易，能有效地降低焊縫中的氫、氧、硫，所以焊縫中的力學(xué)性能和抗裂性能均比酸性焊條好，但這種焊條的工藝性能較差引弧困難電弧穩(wěn)定性差、飛濺較大，不易脫渣必須采用短弧焊因而往往在操作中溶池保護(hù)不良形成了氣孔缺陷，這種氣孔缺陷往往存在于搭肩焊或第一層焊縫中。不但對(duì)焊接質(zhì)量造成影響，而且也給返修工作帶來了困難。

因此我們討論以上這些問題對(duì)安全生產(chǎn)具有重要意義。

就目前來說，J507焊條在焊接時(shí)產(chǎn)生氣孔缺陷更為典型。因此，以J507焊條焊接低碳鋼為例，對(duì)產(chǎn)生氣孔缺陷的原因與焊接工藝的關(guān)系作一些討論。

1.E5015焊條溶滴過渡的特點(diǎn)

J507焊條為高堿度的低氫型焊條，該焊條在直流焊機(jī)反極性時(shí)方可正常使用。因此無(wú)論采用何種類型的直流焊機(jī)，其溶滴過渡均由陽(yáng)極區(qū)向陰極區(qū)過渡。在一般手工電弧焊時(shí)，陰極區(qū)溫度略低于陽(yáng)極區(qū)溫度。因此，造成了該種焊條各溶滴的聚合過渡到溶池中去，即形成了粗溶滴過渡形式。但由于手工電弧焊是人為的因素：如焊工操作熟練程度、電流電壓大小等不同，其溶滴的大小也是不均勻的，形成了溶池的大小也是不均勻的。因此，在外在及內(nèi)在因素的影響下，形成了氣孔等缺陷。同時(shí)，堿性焊條藥皮中又含有大量的螢石，在電弧作用之下分解出電離電位較高的氟離子，使得電弧的穩(wěn)定性變差，進(jìn)而又造成了電焊時(shí)溶滴過渡的不穩(wěn)定因素。因此要解決J507焊條手工電弧焊的氣孔問題，除了對(duì)焊條烘干、坡口清理以外，還必須從工藝措施上入手，以確保電弧溶滴過渡的穩(wěn)定。

2.選擇焊接電源，確保電弧穩(wěn)定

由于J507焊條藥皮中含有電離電位較高的氟化物，選擇合適的焊接電源相當(dāng)必要。通常采用的直流焊接電源分為兩種類型：逆變式直流焊機(jī)和硅整流式直流焊機(jī)。雖然它們的外特性曲線均屬下降特性，逆變式焊機(jī)電源通常采用三相交流電源供電，380V交流電經(jīng)三相全波整流后變成600Hz的高壓脈沖直流電，經(jīng)濾波變頻后變成幾百赫到幾千赫的中頻高壓交流電，再經(jīng)中頻變壓器降壓、整流后變成低壓直流電。實(shí)現(xiàn)了整機(jī)閉環(huán)控制，改善了焊接性能對(duì)于硅整流直流焊機(jī)是靠硅元件整流后進(jìn)行濾波處理，雖然輸出電流有波峰和波谷，但總體上是平滑的，因此可以認(rèn)為是連續(xù)的。其受溶滴過渡的影響較小，在溶滴過渡時(shí)引起的電流波動(dòng)不大。在焊接工作中以兩種類型焊機(jī)焊接得以結(jié)論，硅整流焊機(jī)比逆變式直流弧焊機(jī)出現(xiàn)的氣孔幾率高，所以逆變式焊機(jī)可以確保電弧穩(wěn)定避免氣孔缺陷的產(chǎn)生。

3.選擇合適的焊接電流

由于采用J507焊條焊接，焊條除藥皮以外在焊芯中也含有大量的合金元素，以增強(qiáng)焊縫接頭強(qiáng)度，消除產(chǎn)生氣孔缺陷的可能性。而由于采用較大的焊接電流，溶池變深，冶金反應(yīng)激烈，同時(shí)造成合金元素?zé)龘p嚴(yán)重。因?yàn)殡娏鬟^大，明顯的使焊芯電阻熱猛增，焊條發(fā)紅，造成焊條藥皮中的有機(jī)物過早分解而形成氣孔;而電流過小。熔池的結(jié)晶速度過快，熔池中氣體來不及逸出而產(chǎn)生氣孔。加之采用正接極性，陰極區(qū)溫度偏低，即在激烈反應(yīng)下產(chǎn)生的氫原子溶解于溶池之中也無(wú)法很快地被合金元素置換出來，即使氫氣迅速浮出焊縫之外，而溶池過熱后又迅速冷卻，使得殘余的氫形成分子凝固在溶池焊縫之中形成了氣孔缺陷，因此考慮合適的焊接電流是相當(dāng)必要的。低氫型焊條比同規(guī)格的酸性焊條一般略小10～20%左右的工藝電流。

4.合理的引弧和收弧

J507焊條焊接接頭產(chǎn)生氣孔的幾率比其他部位要大，這是因?yàn)榻宇^處往往在焊接時(shí)比其他部位的溫度略低。因?yàn)楦鼡Q新焊條使原收弧處已經(jīng)有一段時(shí)間的散熱，在新的焊條端部也有可能有局部銹蝕，使得在接頭處產(chǎn)生密集氣孔，要解決由此造成的氣孔缺陷，在中間各接頭部位對(duì)每根新焊條在起弧時(shí)把端部在引弧板上輕擦引弧，以清除掉端部的銹跡。

在中間各接頭部位，必須采用超前引弧的方法，就是在焊縫前10～mm處引弧穩(wěn)定后，再拉回到接頭收弧處，以便對(duì)原收弧處進(jìn)行局部加熱，待形成溶池以后再壓低電弧，略上下擺動(dòng)1-2次即正常運(yùn)條焊接。收弧時(shí)應(yīng)盡量保持短弧，短弧操作的目的在于保護(hù)溶池，使高溫沸騰狀態(tài)下的溶池不受外界空氣的侵入而產(chǎn)生氣孔。但短弧應(yīng)保持時(shí)何種狀態(tài)，我們認(rèn)為要按不同規(guī)格的焊條而異。通常短弧是指弧長(zhǎng)控制于焊條直徑的距離，適當(dāng)?shù)慕拥匚恢靡苑乐蛊≡斐蓺饪椎取Ｖ挥薪Y(jié)合產(chǎn)品的特點(diǎn)從工藝措施上進(jìn)行控制，必定能有效地減少及避免氣孔缺陷。