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弧焊机器人工作站
弧焊常见气孔出现原因和解决方法
弧焊常见气孔出现原因和解决方法
在弧焊机器人工作站中，弧焊会经常出现如咬边、表面气孔、表面裂纹、焊缝位置不合理等这样的情景。弧焊机器人工作站中这些甚至能用肉眼看到的缺陷大幅影响了弧焊机器人工作站中焊件的质量。现在，就和小编来看一下如何解决这些缺陷吧。
焊缝中的气孔是常见的弧焊焊接缺陷之一，对于钢结构的焊接，在几米或十几米乃至更长的焊缝上，要保证不出一个气孔是很困难的，尤其是对现场焊接，几乎是不可能的。所谓气孔指的是气体在焊缝中形成的孔洞。气孔存在减少了焊缝有效的截面积，使应力集中，破坏了焊缝的致密性，使焊件失效。
弧焊机器人工作站中弧焊气孔种类有很多，形成的原因也不同。
氢气孔如何产生？如何处理？
油污和水分是罪魁祸首！
油污和水分是罪魁祸首！
低碳钢和低合金钢焊缝中，氢气孔的断面呈螺钉状，多数出现在焊缝表面（个别情况下也会出现在内部），呈喇叭口形，气孔四周有光滑内壁。对于铝镁合金常出现在焊缝的内部。
氢的溶解度与温度的关系是，在固态铁中溶解度小于0.6mL/100g，1350℃为10.1mL/100g，由固态转变为液态时，氢的溶解度骤然上升，2400℃时为43mL/100g。氢在不同晶格类型的金属中溶解度也不相同，氢在面心立方晶格的金属中的溶解度大于体心立方晶格。
液态铁转变为δ－Fe时，溶解度突然下降，从32mL/100g降至10mL/100g。如果熔池中已吸收了较多的氢，同时冷却速度又比较快，在凝固过程中必然伴随着氢由固相向液相扩散，而使液相中氢达到过饱和状态，从而为氢气孔的产生创造了必要条件。
熔池结晶过程中，当固液两相并存时，由于固液两相溶解度的差异，氢在结晶前沿会发生聚集，特别是相邻树枝晶之间凹谷部位，随液相的减少熔池底部的浓度不断增加，当浓度达到不能维持过饱和状态时，气泡就会产生。
由此可知，氢气孔是在结晶过程中形成的，在树枝晶之间凹谷部位成核，在该部位长大、上浮都会受到树枝晶的阻碍和粘度的阻力，因此，形成了上大下小喇叭口形的气孔，而且往往呈现在焊缝的表面。如果熔池在高温时溶入了大量氢气，在结晶过程中又不能充分排出，则留在焊缝金属中形成气孔。
电弧区的氢主要来自焊丝、工件表面的油污及铁锈，以及CO2气体中所含的水分。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氢气。减少熔池中氢的溶解量，不仅可防止氢气孔，而且可提高焊缝金属的塑性。
所以，如果遇到出现氢气孔的情况，可以尝试清除工件和焊丝表面的油污及铁锈，并尽可能使用含水分低的CO2气体。CO2气体中的水分常常是引起氢气孔的主要原因。
一氧化碳气孔如何处理？
原因出在焊丝上！
原因出在焊丝上！
产生一氧化碳气孔的原因，主要是熔池中的FeO和C发生还原反应。该反应在熔池处于结晶温度时，进行得比较剧烈，由于这时熔池已开始凝固，一氧化碳气体不易逸出，于是在焊缝中形成一氧化碳气孔。
CO主要是FeO或其他氧化物与C在高温时作用产生的。反应如下：
C+O==高温==》CO
FeO+C==高温==》CO+Fe
MnO十C==高温==》CO+Mn
SiO2+2C==高温==》2CO+Si
CO气孔是在冶金反应后期生成的，随着结晶的进行，生成的一氧化碳达到一定数量。由于温度的降低，液体粘度的增加，生成CO是吸热反应等原因，产生的一氧化碳气体来不及逸出，而被围困在树枝晶粒间。
由于一氧化碳气泡浮出的速度比氢气泡慢，因此多形成于焊缝内部，呈条虫状，内壁有氧化颜色。如高碳工具钢SK5电子束焊焊缝一氧化碳气孔形貌。
如果焊丝中含有足够的脱氧元素Si和Mn，以及限制焊丝中的含碳量，就可以抑制上述的还原反应，有效地防止CO气孔的产生。所以CO2电弧焊中，只要焊丝选择适当，产生CO气孔的可能性是很小的。
此外，坡口上的油污和带锈氧化铁皮，在化学冶金过程中会造成增碳和增强熔池的氧化性，也会产生CO气孔，同时这几乎是柱状气孔产生的主要原因。
氮气孔如何处理？
气体流量是关键！
气体流量是关键！
氮气孔形成的过程一般认为与氢气孔相似，这种气孔也分布在焊缝表面，多数成堆出现，与蜂窝相似。断口分析发现，气孔内表面呈凹凸形貌。但在正常的焊接时焊缝中很少出现氮气孔，只有电弧较长保护不好时才会产生氮气孔。
氮气的来源：一是空气侵入焊接区；二是二氧化碳气体不纯。正常二氧化碳气体中含氮气不超过1%。不过即使二氧化碳中氮气含量超出正常情况下3~4倍，仍不会产生氮气孔。由上述可推断，由于CO2气体不纯引起氮气孔的可能性不大，焊缝中产生氮气孔的主要原因是保护气层遭到破坏，大量空气侵入焊接区所致。
影响保护气层原因一般有CO2气体流量过小、喷嘴被飞溅物部分堵塞、喷嘴与工件的距离过大，以及焊接场地有侧向风等。因此，适当增加CO2保护气体流量，保证气路畅通和气层的稳定、可靠，是防止焊缝中氮气孔的关键。
另外，工艺因素对气孔的产生也有影响。电弧电压越高，空气侵入的可能性越大，就越可能产生氮气气孔。焊接速度主要影响熔池的结晶速度。焊接速度慢，熔池结晶也慢，气体容易逸出；焊接速度快，熔池结晶快，则气体不易排出，易产生气孔。
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