CO2焊接常见问题

CO2焊焊接缺陷及防止方法焊接成品成形差气孔CO2常见焊接缺陷CO2焊是生产中最常用的一种焊接方式。在焊接过程中，由于焊接参数选择不当、施工条件、焊接操作手法等原因，焊缝质量常会出现各种缺陷，从而影响整体焊件的焊接强度，造成质量下降。针对CO2焊主要缺陷进行成因分析，并对焊接操作做出要求，预防焊接缺陷的产生。CO2焊常见的焊接缺陷有：未焊透烧穿夹渣咬边弧坑１234567裂纹8１焊缝尺寸偏差焊缝成形美观是焊接操作的一个基本要求。焊缝成形均匀、光滑的好处不仅是视觉上效果，焊缝内部的应力分布也较为均匀，因此成形好的焊缝力学性能也好，抗拉强度和疲劳强度都有很好的保证。成形差成形差的危害性成形尺寸不均匀，强度不平衡，极易发生焊缝断裂；成形尺寸过大，造成应力集中，焊缝疲劳强度降低，在客车运行振动扭曲后，同样容易发生断裂。１一般来说，焊缝成形差主要体现在以下几方面：焊缝尺寸偏差，焊缝塌陷或者出现焊瘤等。从焊缝外形上我们也能很容易的分辨出来，此类缺陷的特征有：焊缝宽窄不均，余高差较大，焊角尺寸不等，直线度未保证等。焊缝尺寸偏差是生产中常出现的问题，我们常见到粗细不一、扭扭歪歪、忽高忽低的焊缝，就是上面说的几种缺陷特征的体现。如果焊接基本功不够扎实，则很容易出现上述问题。焊接时要双手持枪，保证干伸长度，手不能发抖、沿着间隙中心平稳运枪是最基本的要求，任何焊工平时都应该加强平板平焊的基本功练习，保证手法的稳定性。如果焊接规范参数选择不当、间隙坡口设计不当也会导致焊缝成形差，生产中时常可见异型管组对间隙过大，焊后成形效果也很差。成形差尺寸偏差的危害性成形尺寸小，强度降低，极易发生焊缝断裂；成形尺寸过大，造成应力集中，焊缝疲劳强度降低，在客车多次运行振动后，同样容易发生断裂。１焊瘤大致分类的话，焊瘤也是“焊缝成形差”的一种，但危害性很大。焊接时，熔化金属流淌到焊缝以外未熔合的母材上形成金属瘤的现象叫焊瘤，上面的示意图，在焊瘤处多有局部未熔合！焊瘤是由填充金属过多引起的，这与间隙或坡口尺寸小、焊接参数选择过大或者干伸长度大等有关。另外在焊接腹板垂直的角焊缝时，若焊丝位置或角度不当，则在腹板上形成咬边的同时在底板上形成焊瘤，这也是不可忽视的一个原因。焊瘤的危害性焊缝截面突变，形成尖角，造成应力集中，降低接头的疲劳强度！焊缝处局部多有未熔合，表面上形成虚焊、假焊，严重影响焊缝的可靠性！成形差焊缝塌陷是指焊缝无余高，低于母材平面以下的现象，焊接时行走速度过快或者工件组对间隙不均匀，焊后会出现焊缝塌陷。焊接时运枪偏离焊缝中心线，导致熔化金属大部分偏在一侧母材上，形成焊偏缺陷。以上两种缺陷同样影响焊缝强度，出现此类缺陷的焊缝极易发生断裂。１成形差焊偏焊缝塌陷解决措施1.加强焊工的基本功练习，提高规范操作的意识。焊接时尽量持枪手臂有一处支点，运枪平稳，沿着焊缝中心线匀速焊接，保证干伸长度和焊枪角度始终一致。2.提高工件组对间隙的精度。如间隙过大，可以加工艺连接件或采用先断续点焊、再连续焊接的方式进行。焊瘤2气孔生产中出现的气孔情况焊接时，焊缝中产生的有害气体会不断逸出，如果焊接速度较快就会在焊缝表面形成成串气孔；若焊接速度过快，也有部分气体来不及逸出，于是在焊缝内部形成深层气孔，需打磨或无损探伤后方可发现，因其肉眼无法观察，即使有缺陷也无从得知，因此深层气孔的危害性更大。气孔的危害性气孔的存在减小了焊缝的有效截面，降低接头的致密性，从而导致接头承载能力和疲劳强度的降低。2气孔示意图气孔CO2焊接时，不像手工电弧焊，熔池表面没有熔渣药皮之类的渣相保护层覆盖，而CO2气流又有冷却作用，因而熔池凝固比较快，容易在焊缝中产生气孔。气孔主要有三种：CO气孔、氢气孔和氮气孔，实际生产中的气孔多为氮气孔和氢气孔。1.空气侵入焊接区将引起氮气孔，主要原因有：CO2气体流量过小；喷嘴被飞溅物堵塞；喷嘴与工件距离过大；焊接场地有侧向风等。2.生产中的焊件表面常有铁锈、底漆、油污、水等杂质，不纯的CO2气体中也会含有少量水分，这些杂质都会对氢气孔的产生提供“便利条件”。底漆、油污为碳氢化合物，铁锈中含有结晶水，它们在电弧高温下都能分解出H2，形成氢气孔，因此焊前一定清除工件和焊丝表面的油污和铁锈，同时使用纯度高的CO2气体，均可以减少氢气孔的产生。2焊丝及工件表面的油污必须予以去除，这不仅是为了防止气孔产生，也可避免油污在送丝软管内造成堵塞，以及减少焊接时的烟雾等。气孔气孔的产生多与气体保护效果不好有关。另外，诸如U、υ等焊接规范参数对气孔的产生也有很大的影响。1.电弧电压。实践表明，U越高，空气进入CO2保护气层的可能性越大，导致焊缝中的含氮量增加。焊接冶金学证明，焊缝中N元素含量增加，即使不出现气孔，焊缝金属的塑性也将显著降低！2.焊接速度。υ的变化主要是影响了熔化金属的结晶速度。υ加快时，熔化金属的结晶也加快，那么焊缝中产生的气体就比较难于排出了，于是在焊缝内部就形成危害性极强的深层气孔！特别说明2蜂窝状气孔是气孔缺陷中最严重的一种，此类缺陷往往气孔成串相连，可谓惨不忍睹，焊接操作新手常出现此类问题。此类气孔产生原因：根本没有保护气体，喷嘴堵塞、气管漏气或者气阀门未打开等。解决措施1.焊前清理焊缝周围，去除油污、水分、铁锈，焊时将工件表面底漆层灼烧蒸发后再开始焊接。2.选择合适的焊接规范参数。I和U要配合适当的υ，使母材熔化均匀，使焊接中产生的气体能够顺利排出。3.操作者要及时清理喷嘴，保证保护气体流通顺畅。4.检查瓶中气压、气体流量是否符合要求，气管是否有漏气、打折，场地风力是否过大。最严重的气孔缺陷——蜂窝状气孔3咬边在沿着焊趾的母材部位，烧熔形成凹陷或沟槽的现象叫咬边。咬边的危害性减小焊缝的有效截面，在母材边缘形成尖锐缺口，造成应力高度集中，降低接头强度和承载能力。咬边产生原因分析1.平焊位大电流高速焊时，焊接线能量输入大，最容易出现咬边。2.焊对接接头时，操作者的手不稳，使焊丝端头触到焊件边缘，导致母材迅速熔化，形成咬边，这是客车生产时出现咬边的主要原因。（见前图1）3.腹板处于垂直位置的角焊，若一次焊接产生的焊脚过大或电压过高时，在腹板上也会产生咬边。（见前图2）4.图3中也是常见的一种咬边，平板与角板对接时容易在角板的折弯处发生咬边。3解决措施1.在保证正常焊接的前提下，尽量减小I和U。2.工人要加强焊接基本功练习，焊接时双手持枪，沿着焊缝中心运枪，焊丝干伸长度保持适当，持枪的胳膊尽量有一处支点，保持焊接的稳定性。咬边熔焊时熔化金属自焊缝背面流出，形成穿孔的现象叫烧穿。出现烧穿的有三种可能：焊接线能量过大；装配间隙或坡口尺寸过大，焊速过慢。解决措施1.减小焊接线能量的输入。减小送丝速度和U，使熔化金属和热输入量减少；提高行走速度，保证适当熔深时，使熔化金属均匀分布到尽可能长的焊缝长度上。2.减小组对间隙，控制在4mm以内。间隙大的要采用分道焊接，避免一次将缝隙添满。4烧穿熔焊时，接头根部未完全焊透的现象叫未焊透。此类问题与“烧穿”是相对的，但危害性更大。发生此类缺陷时，焊缝通常只与母材局部连接在一起，原本设计的焊接接头需满足一定的强度，但因为母材没有被焊缝完全连接在一起，因此焊缝的强度远远达不到设计要求，而且很容易发生断裂！请大家注意，平焊缝的单面焊和双面焊无背面渗透时都可能产生这种缺陷，尤其是采用细焊丝短路过渡的CO2焊！（客车生产中常用Φ1.0和1.2的细焊丝）若工件热输入不够，则很容易发生未焊透的现象。5未焊透咬边的危害性形成尖锐缺口，造成应力集中，严重影响接头的疲劳强度，是CO2中最为严重的焊接缺陷。出现未焊透缺陷的原因有以下几点：•焊接线能量输入不够；•焊枪角度不对，工人操作手法不当；•间隙或坡口不合适；•焊速过快；解决措施1.提高焊接线能量的输入。提高送丝速度和U，增加焊丝的熔化量和电弧热量；减小行走速度，使单位长度上的热输入量足够熔化两侧母材金属。2.工人焊接时要左右摆枪或直线往复运枪，使熔化金属均匀添满整个间隙，如果发现母材没有完全熔透，则要进行焊接规范参数的调整。3.平对接位焊时，工件组对时要留出2-3mm的间隙，如果工件较厚（厚度大于6mm）则加大间隙或考虑开坡口。5未焊透实际中，肉眼观察即可发现未焊透的缺陷，常说的“薄薄的焊了一层”就是此类问题。焊缝过窄、过矮都容易发生未焊透缺陷，就是因为焊接线能量输入不够，不但焊缝成形差，而且会出现其他“伴生”的缺陷。q=I×U/v焊接过程进行到收尾时，若焊接电流过大又收弧过快，就会在焊缝末端出现弧坑。此类缺陷很容易判断，操作者自己即可发现。解决措施1.选择合适的焊接规范参数，I、U不能过大。2.收弧时要稍做停顿或画圈点焊或原地再补焊一枪，待留有足够填充金属后再收弧。3.保证焊枪断电后，滞后送气保护，保证弧坑处高温金属不被氧化。6弧坑焊缝保护方式有3种——气相、渣相和真空保护。CO2焊为气相保护，而不是手弧焊、埋弧焊的渣相保护，因此理论上，CO2焊不会出现夹渣。但在CO2焊接时，焊缝表面会形成发亮的氧化膜，随着焊枪的前进，后续焊缝熔化时会将先前焊缝表面的氧化膜一同搅进熔池，如果焊接速度快，氧化膜来不及上浮焊缝就已经凝固，于是形成了夹渣。同样的原因，工件表面如果有杂质或漆层，在焊接时也会被搅入焊缝金属中形成夹渣缺陷。7夹渣的危害性减小焊缝有效截面，降低接头强度、冲击韧性等。夹渣“手弧焊点固、CO2满焊”的方法在组对焊接时广泛应用。通常手弧焊点固后，工人多有不清理焊点表面药渣的习惯，这样在后面的CO2焊接中，当焊缝覆盖原先的手弧焊点时，就会产生夹渣现象。另外焊前如果没有及时清理焊件上的杂质，或者多道焊时层间杂质没有清理干净，都将影响到焊接过程中熔化金属的流动，并在焊缝中出现夹渣现象。7解决措施1.每次焊前必须清理焊缝周围的杂质。若焊件上有油漆，起弧后应多烧一会，同时放慢焊接速度，使漆层烧损后再进行金属焊接，保证漆层不影响金属熔敷。2.母材熔化时，液态金属停留时间应稍长一些，使电弧推力对焊缝进行搅拌，促使杂质浮出熔化金属而停留在焊缝表面。3.电焊条点固的焊点，必须清渣彻底后再进行CO2焊接。夹渣裂纹