药芯焊丝co2焊角焊缝凹坑原因

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1、药芯焊丝CO2焊角焊缝凹坑原因分析作者：时间：2012年12月摘要：本文论述药芯焊丝CO2焊角焊缝凹坑原因，通过工艺改进，消除角焊缝凹坑的形成。关键词：药芯焊丝CO2焊角焊缝凹坑工艺改进论文主体：我公司是船锚专业制造企业。船锚钢结构中角焊缝焊接主要采用药芯焊丝CO2焊方法(FCAW)。但在焊接中发现，在角焊缝横焊位置实施单道焊时，在焊缝面的中心沿焊缝轴线呈现断续的长条形状的凹坑，每一凹坑的长度在5~30mm范围内，最大宽度为3~4mm，凹坑的深度多为1~1.5mm。严重时整条焊缝上会连续出现这种凹坑，见下图。角焊缝表面凹坑示意图由于凹坑影响了焊缝外观质量，并且减少了角焊缝的有效焊缝厚度，因

2、此需要补焊，但是补焊难以保证良好的外观效果。且补焊后要打磨，增加了很大的工作量和制作成本。为了解决这一角焊缝表面的凹坑问题。查阅了一些焊接生产经验介绍的文章，并到一些船厂和钢结构制造企业作了调查，了解到一些企业在应用FCAW焊接方法的过程中．也都有这种现象发生。有的文章称之谓条虫状气孔。有的认为是母材锈蚀、受潮而引起，有的还认为焊丝在空气中暴露时间过长也会引发这种缺陷。由于试验手段有限，笔者进行了几次极端性试验，以试图找出产生这种凹坑缺陷的主要原因。比如：用锈蚀极为严重的钢材进行焊接试验；在母材待焊处浇水进行焊接；在空气湿度极大的气候条件下将焊丝暴露于空气中两周后再进行焊接。结果是除了在浇

3、水处进行焊接时，焊缝开始的20mm左右范围内产生了凹坑及气孔外。均未发现凹坑缺陷。同时在生产中还发现，改用高质量的CO2保护气(含水量<0.005％，纯度>99.99％)，长条形凹坑缺陷无明显减少。因此，表面凹坑与上述因素无直接关系。通过对焊接试板有无有机底漆的对比试验和仔细观察FCAW和手工电弧焊(SMAW)的熔池状态，得出的结论是：有机物(如油漆)的存在加上这一焊接方法的特点是产生这种条状凹坑的原因。首先，通过观察发现少量凹坑的底部有通向焊缝渣形成)后发现，对应于焊缝凹坑，焊渣内壁上也有凹坑形成，因此可以认为，凹坑实际上是由气体形成的。我们知道，在焊接过程中，熔融的焊缝金属内部总有大量

4、气体外逸，随着焊缝金属的凝固，来不及逸出的气体便形成了焊缝中的气孔。我公司钢结构所用板材、型材等在进入装配、焊接前虽对待焊部位也进行打磨，但打磨不彻底，尤其是组成T形或角接接头的一件板材或型材的端面常不打磨，这就为焊接过程中产生气体并形成凹坑提供了“物质基础”，这是因为在焊接过程中发生着下述反应：[c]+[0]→[CO]↑[c]+[FeO→Fe+CO↑其中[c]主要来自于有机底漆。当这种漆层较厚时，不仅在焊缝表面有凹坑，且凹坑底部常伴有通向焊缝内的气孔。但是，在同样条件下，用手工电弧焊方法焊接时(焊条)，却没有这种凹坑发生，通过仔细观察、对比这两种焊接方法的熔池发现，采用手工电弧焊方法，焊

5、条直径大，即弧柱的直径大，药皮中造气剂熔化产生的气体和电弧吹力作用，使熔融的焊剂被推向与焊接方向相反的一侧，露出的未被熔融焊渣覆盖的熔融金属面积很大，似乎是一扇大“天窗”，且由于焊接速度较慢，熔池内部生成的气体可以由此“天窗”从容逸出。相比之下，在FCAW焊接过程中，类似的”天窗”面积很小(仅为SMAW的20％左右)，又因焊接速度快，熔池内生成的气体来不及由小”天窗从容逸出，当其到达熔池表面时，常已被熔融的焊渣覆盖，便只能沿着没有温度梯度的焊接方面运动，并随着焊缝金属和焊渣的凝固，在两者表面上留下凹坑仔细观察还发现，汇聚在一起、形成一个凹坑的气体在这一运动过程中随着体积越来越小，条状凹坑的

6、尾端总是越来越细。为了验证这一结论，将焊件彻底打磨后再焊，果然能有效地减少凹坑的形成。同时在一块未打磨试样上降低焊接速度进行试验，让“天窗”移动得慢一些，给气体的逸出提供较好的条件，结果也能比较有效地消除凹坑的产生，但这种降低焊接速度的方法不仅增大了焊缝尺寸，浪费了焊接材料，还降低了效率，这有悖于采用FCAW这一高效焊接方法的初衷。另外，采用无机锌底漆作预处理时，由于其中无有机的“C”的成分，凹坑则少得多。通过上述分析可以表明：焊前做好清理，主要是清除有机物污染，并保持适当的焊接速度，可以消除FCAW角焊缝表面条形凹坑的形成。