淺談防治焊條電弧焊焊縫夾渣的工藝措施

郝孟超 王玉科 李玉森

山東省青州市高新技術(shù)研究所

淺談防治焊條電弧焊焊縫夾渣的工藝措施

郝孟超 王玉科 李玉森

山東省青州市高新技術(shù)研究所

在我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)中，焊接技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，對(duì)其要求也越來(lái)越高。如何有效提高焊條焊接工藝性能，解決由焊接缺陷產(chǎn)生的不良影響，成為了廣大從業(yè)者急需攻克的一道難題。本文通過(guò)介紹焊接初學(xué)者工作中產(chǎn)生的夾渣缺陷的原因，并相應(yīng)地提出了一系列施工工藝改善措施，以確保焊接質(zhì)量，對(duì)以后的焊條焊接過(guò)程中有效地避免焊縫夾渣具有重要意義。

焊接 夾渣

近年來(lái)，各種焊接產(chǎn)品應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，推動(dòng)了我國(guó)工業(yè)的發(fā)展。但是，在焊接過(guò)程中，初學(xué)者往往由于各種原因致使焊縫夾渣，為促進(jìn)焊工的快速成長(zhǎng)，提高社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)力，需要對(duì)焊條電弧焊過(guò)程中夾渣的問(wèn)題深入研究，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)而明確消除措施。

一、夾渣的危害

夾渣是焊后殘留在焊縫中的熔渣，它的存在將減弱焊縫的有效截面，降低焊接接頭的塑性和韌度。在夾渣的尖角處會(huì)造成應(yīng)力集中，因而對(duì)淬硬傾向較大的焊縫金屬，容易在此處擴(kuò)展為裂紋。

二、夾渣產(chǎn)生的原因

若說(shuō)明夾渣產(chǎn)生的原因，首先應(yīng)了解熔渣的形成過(guò)程和作用。焊接電弧焊焊接過(guò)程中，在電弧高熱作用下，焊條和被焊金屬局部熔化，由于電弧的吹力作用，在被焊金屬形成了一個(gè)充滿液體金屬的熔池，同時(shí)熔化了的焊條金屬向熔池過(guò)渡，焊條藥皮熔化過(guò)程中產(chǎn)生一定量的保護(hù)氣體和液體熔渣，氣體充滿在電弧焊熔池周?chē)?，起到隔絕空氣的作用，而液體熔渣的凝固溫度低于液體金屬的結(jié)晶溫度，這就使得混入熔池的熔渣和熔池冶金反應(yīng)中產(chǎn)生的雜質(zhì)和氣體能從熔池金屬中不斷排出，最后凝固在液體金屬上面，起到保護(hù)液態(tài)金屬的作用。

從熔渣的產(chǎn)生過(guò)程來(lái)開(kāi)，發(fā)生夾渣的根本原因是焊工在焊接時(shí)，溶池中的熔渣和雜質(zhì)未能在液態(tài)金屬凝固前排出，最終殘留在焊縫中形成。那么，造成上述情況的原因比較多，首先，焊條使用不規(guī)范，對(duì)其質(zhì)量未做檢查、未按規(guī)范要求對(duì)焊條進(jìn)行處理，或者習(xí)慣使用酸性焊條，而對(duì)堿性焊條缺乏技術(shù)把握，從而導(dǎo)致在必須使用的情況下，產(chǎn)生焊接質(zhì)量問(wèn)題；再次，焊條存放不規(guī)范，焊接過(guò)程中焊條隨便亂放，造成焊條污染、受潮；最后，焊接過(guò)程中操作不規(guī)范，例如運(yùn)條角度、焊接過(guò)程熔池溫度控制、多層焊的前層焊渣清除等。

三、防治措施

（一）規(guī)范焊條使用

焊接使用前應(yīng)進(jìn)行外觀檢查，要求焊條藥皮表面應(yīng)細(xì)膩光滑、無(wú)氣孔和機(jī)械損傷，藥皮無(wú)偏心，焊芯無(wú)銹蝕現(xiàn)象，否則在焊接過(guò)程中焊條藥皮大塊脫落，造成熔渣難以排出，出現(xiàn)夾渣。

焊條必須放在干燥通風(fēng)的地方，嚴(yán)防受潮變質(zhì)。并隨用隨拆包裝。在使用焊條與焊劑之前，需要按照有關(guān)規(guī)定進(jìn)行烘烤、預(yù)熱。通常情況下，酸性溫度在150℃～200℃，需要保溫1個(gè)小時(shí)；而堿性焊條溫度在350℃～400℃，需要保溫2個(gè)小時(shí)。待烘干后放在100℃～150℃的保溫筒內(nèi)。同時(shí)，千萬(wàn)不可以用較低的烘干溫度或較長(zhǎng)的烘干時(shí)間來(lái)代替說(shuō)明書(shū)上的烘烤要求。

（二）規(guī)范焊接操作

1.焊接電流和焊接速度。焊接電流是保證焊縫質(zhì)量的關(guān)鍵工藝參數(shù)，但初學(xué)者不能很好的控制熔池溫度，擔(dān)心焊件燒穿，往往選擇電流偏小，造成熔池溫度冷卻過(guò)快，熔渣來(lái)及浮出而出現(xiàn)焊縫夾渣，特別是T形接頭和坡口內(nèi)焊接尤為嚴(yán)重。初學(xué)者在焊接過(guò)程中要嚴(yán)格根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行焊接電流的粗調(diào)，然后在試焊過(guò)程中，通過(guò)看飛濺、看焊條、看焊縫、聽(tīng)聲音逐漸細(xì)調(diào)焊接電流，當(dāng)焊縫成形良好，滿足要求后再進(jìn)行正式焊接。在焊接過(guò)程中，隨著焊接過(guò)程持續(xù)，熔池溫度逐漸升高，這時(shí)要時(shí)刻觀察熔池大小和深度，控制好焊接速度，如果速度過(guò)快，焊縫冷卻快就會(huì)產(chǎn)生夾渣；如果速度過(guò)慢，就會(huì)出現(xiàn)燒穿。

2.焊條角度。焊條角度是保證焊縫成形的主要因素之一，如果運(yùn)條角度不正確，就會(huì)使得熔化金屬和熔渣混淆不清，造成熔渣難以脫離。例如平焊時(shí)焊條應(yīng)垂直于焊件并沿焊接方向傾斜，傾斜角度與焊件成80°左右，如果傾斜方向相反即不便于觀察熔池，同時(shí)使得焊渣難以脫離，造成夾渣；如果傾斜角度過(guò)大就會(huì)使得焊縫波形成形差，影響焊縫美觀。

3.焊接電弧?？刂坪没￠L(zhǎng)，焊接過(guò)程中弧長(zhǎng)控制在焊條控制在焊條直徑三分之二的距離。這樣做的好處即能防止外界空氣侵人擁有高溫狀態(tài)的熔池，避免產(chǎn)生氣孔，同時(shí)有能很好的保證熔池溫度，避免出現(xiàn)熔池溫度過(guò)低，出現(xiàn)焊縫夾渣。

4.焊前預(yù)熱。對(duì)于重要的焊件，焊接前要按規(guī)定進(jìn)行預(yù)熱，避免焊件過(guò)冷，熔池溫度冷卻快，出現(xiàn)夾渣。對(duì)于一般焊件，可不進(jìn)行專(zhuān)門(mén)預(yù)熱，但起弧時(shí)要在起頭后約10mm起弧，然后拉長(zhǎng)電弧回到起頭位置并進(jìn)行左右擺動(dòng)，對(duì)焊件進(jìn)行預(yù)熱，當(dāng)出現(xiàn)熔池后在壓低電弧進(jìn)行焊接。

5.注意焊接環(huán)境的影響。焊接時(shí)注意不要在風(fēng)大的環(huán)境內(nèi)焊接，這樣熔池造成電弧不穩(wěn)定，導(dǎo)致空氣侵入出現(xiàn)氣孔，同時(shí)還會(huì)加快熔池的冷卻，造成焊縫夾渣。另一方面，不要還應(yīng)該注意空氣濕度也不可過(guò)大，這樣工件會(huì)出現(xiàn)水分大或者焊條受潮。若果無(wú)法改變環(huán)境狀況，要注意做好預(yù)防，例如通過(guò)預(yù)熱去潮。同時(shí)在焊接前一定注意對(duì)焊接部位和焊條進(jìn)行徹底清理，保證無(wú)水、無(wú)油、無(wú)銹。

四、總結(jié)

綜上所述，焊縫夾渣產(chǎn)生的主要原因是熔池冷卻速度過(guò)快造成的，因此在焊接過(guò)程控制好熔池溫度保證焊縫質(zhì)量的關(guān)鍵。作為初學(xué)者要認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，注重理論與技能的結(jié)合，在生產(chǎn)過(guò)程要主動(dòng)分析出現(xiàn)的問(wèn)題，改進(jìn)工藝措施。本文對(duì)焊條焊接過(guò)程中產(chǎn)生夾渣的原因進(jìn)行了分析，提出了一些有效改善措施，盡管不見(jiàn)得在實(shí)際工作中均起到作用，但至少可以為焊接初學(xué)者提供了有效參考。

［1］余燕.吳祖乾.焊接材料選用手冊(cè)［M］.上海.上海科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社.2005

［2］中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)焊接學(xué)會(huì)，焊接手冊(cè)（第1卷） 焊接方法與設(shè)備［M］.北京.機(jī)械工業(yè)出版社，2006