Почему сварка в защитном газе CO2 часто приводит к образованию пористости и как ее можно предотвратить? В этой статье рассматриваются основные причины этих досадных дефектов сварки, объясняется, как неправильные настройки тока и напряжения способствуют захвату газа в сварные швы. Читатели узнают о практических мерах по выявлению, предотвращению и устранению этих дефектов для обеспечения высокого качества сварки. Изучите эффективные методы и профилактические стратегии, чтобы освоить сварку в газовой защите CO2 и получать безупречные швы.
Диоксид углерода (CO2) сварка в газовой защите - полуавтоматическая дуговая сварка с использованием CO2 в качестве защитного газа и проволоки в качестве электрода и присадочного материала, имеет явные преимущества перед ручной дуговой сваркой, включая более высокую эффективность производства, меньшую сварочную деформацию и превосходное качество.
Это наиболее предпочтительный метод для сварщиков. Однако неправильный выбор силы тока и напряжения может привести к появлению дефектов сварки, в частности пор в сварном шве.
Поэтому в повседневной работе очень важно правильно применять CO2 сварка в газовой среде для улучшения качество сварки и оперативно выполнять повторную сварку после выявления и удаления некачественных сварных швов с газовыми дефектами.
Характеристики распределения пор часто тесно связаны с причинами и условиями их возникновения. В зависимости от их расположения некоторые из них могут находиться на поверхности, в пределах сварной шовили у его корня. Некоторые даже проникают через весь сварной шов.
Судя по состоянию распределения, могут быть одиночные поры, скопления множества пор или поры, расположенные в виде цепочки по всей длине сварного шва.
Хотя различные газы образуют поры, которые не только имеют уникальный внешний вид и распределение, но и различаются по металлургическим и технологическим факторам, любой газовый пузырь, образующийся в расплавленном бассейне, следует общему правилу фазового превращения из жидкости в газ, включающему стадии зарождения и роста.
Расплавленная ванна поглощает большое количество газа и достигает насыщенного состояния - при определенных условиях газ объединяется и образует ядро - ядро пузырька вырастает в пузырек определенного размера - пузырьки поднимаются, задерживаются и остаются в затвердевшем сварном шве, образуя поры.
Таким образом, образование пор происходит в несколько этапов: поглощение газа расплавленным металлом, зарождение, рост и появление пузырьков. Каждая стадия имеет свои факторы влияния.
Присутствие пересыщенных газов (или газов, которые не могут быть растворены) в жидком металле является материальной основой для зарождения и роста газа. Во время сварки в расплавленной ванне создаются условия для образования пузырьков газа.
Кроме того, чем выше степень насыщенности расплава, тем меньше энергии требуется для осаждения газа из растворенного состояния.
Для роста газа необходимы два условия: во-первых, внутреннее давление газа должно быть достаточным, чтобы преодолеть внешнее давление, которому он подвергается.
Во-вторых, рост должен быть достаточно быстрым, чтобы обеспечить достижение определенного макроразмера до застывания расплава.
Подъем газа состоит из двух процессов. Во-первых, пузырь должен отделиться от поверхности, на которой он образуется, и сложность этого зависит от ситуации контакта между пузырем и поверхностью.
Скорость подъема пузырьков зависит от следующих факторов: радиуса пор, плотности жидкого металла и вязкости жидкого металла.
Во время выброса CO2 сварка в газовой защите, благодаря отсутствию шлака, покрывающего поверхность плавящейся ванны, и охлаждающему эффекту CO2 поток газа, расплавленный бассейн застывает относительно быстро. Если сварочный материал или при неправильном обращении с процессом сварки могут образоваться поры CO, азота и водорода.
CO - это в основном продукт реакции между FeO, O2 или другими оксидами и углеродом (C).
Например, C+O=CO, FeO+C=CO+Fe, MnO+C=CO+Mn, SiO2+2C=2CO+SiO. Во время реакции CO2 процесс сваркиПри недостатке раскисляющих элементов в металле сварочной проволоки большее количество газа растворяется в металле в расплавленной ванне, а C в расплавленной ванне реагирует с FeO с образованием газа CO.
Когда расплавленный металл в ванне застывает слишком быстро, образующийся газ CO не успевает выйти, в результате чего образуются поры CO. Эти поры часто появляются в корне шва или у поверхности и обычно имеют игольчатую форму.
Для предотвращения образования пор CO необходимо использовать сварочную проволоку, содержащую достаточное количество раскислителя и имеющую низкую содержание углерода для ингибирования реакции окисления между C и FeO. Если содержание углерода в исходном материале велико, параметры сварки с большей энергией линии должны быть выбраны технологически, чтобы увеличить время пребывания в расплавленном бассейне и облегчить выход газа СО.
Если сварочная проволока содержит достаточное количество раскисляющих элементов, таких как Si и Mn, а содержание углерода в проволоке ограничено, вышеупомянутая реакция восстановления может быть подавлена, эффективно предотвращая образование пор CO. Таким образом, при условии правильного выбора сварочной проволоки вероятность образования пор CO в CO2 дуговая сварка очень мала.
Основная причина образования водородных пор заключается в том, что при высоких температурах большое количество водорода растворяется в расплавленной ванне и не может быть полностью выведено из нее в процессе кристаллизации, оставаясь в металле шва и образуя поры.
Источником водорода являются масляные загрязнения и ржавчина на поверхности заготовок и сварочной проволоки, а также влага в CO2 газ. Масляные загрязнения - это углеводороды, а ржавчина - оксид железа, содержащий кристаллическую воду. И то, и другое может разлагать водород под воздействием высоких температур электрической дуги.
Водород в дуге может дополнительно ионизироваться, а затем легко растворяться в расплавленной ванне в ионизированном состоянии. Во время кристаллизации расплавленной ванны, из-за резкого падения растворимости водорода, выпавший в осадок водород, если его не вывести из расплавленной ванны, образует сферические поры в металле шва.
Чтобы избежать образования пор H2, необходимо устранить источник водорода. Перед сваркой удалите ржавчину, масляные загрязнения и другие примеси с заготовки и сварочной проволоки. Более важно обратить внимание на содержание влаги в CO2 газ, так как он часто является основной причиной образования водородных пор.
CO2 газ обладает окислительными свойствами, которые могут подавлять образование водородных пор. До тех пор, пока CO2 газ перед сваркой осушается для удаления влаги и очищается от загрязнений на поверхности сварочной проволоки и заготовки, вероятность образования водородных пор очень мала. Поэтому CO2 Дуговая сварка является признанным методом сварки с низким содержанием водорода.
При высоких температурах дуги расплавленный металл бассейна имеет высокую растворимость для азота. Однако при понижении температуры расплавленной ванны растворимость азота в жидком металле быстро уменьшается, в результате чего выпадает большое количество азота. Если он не может выйти из расплавленного бассейна, образуются азотные поры.
Азотные поры часто появляются у поверхности сварного шва и распределяются в виде сот. В тяжелых случаях мелкие поры могут быть широко распространены по всему металлу шва. Эти крошечные поры часто можно обнаружить при металлографическом контроле, или они могут быть увеличены до дефектов проницаемости при гидравлических испытаниях и выявлены.
Основной причиной образования азотных пор является разрушение защитного газового слоя, что позволяет большому количеству воздуха проникать в зону сварки.
К факторам, вызывающим разрушение защитного газового слоя, относятся:
Чтобы избежать образования пор азота, необходимо улучшить газозащитный эффект. Вам следует выбрать CO2 газ квалифицированной чистоты, используйте соответствующие параметры потока газа во время сварки; проверьте, нет ли утечки или засорения газа из газового баллона в сварочную горелку; усильте меры защиты от ветра при сварке на открытом воздухе.
Кроме того, для полевых работ лучше всего выбирать сварочную проволоку, содержащую азотфиксирующие элементы (например, Ti, Al).
В CO2 При сварке в газовой среде происходят интенсивные окислительно-восстановительные химические реакции, приводящие к значительному разбрызгиванию и потере тепла. Если любой этап не контролируется должным образом, могут легко образоваться газовые поры. Основные причины образования газовых пор следующие:
Газовые поры как тип дефекта в сварном шве в основном представляют следующую опасность: они могут привести к образованию холодные трещиныусталостные трещины, трещины с задержкой и другие вторичные дефекты в поровых областях. Эти дефекты могут ослабить предел текучести и прочность на разрыв сварного шва.
В связи с этой ситуацией операторы должны выбирать правильные параметры сварочного процесса во время восстановительной сварки. Кроме того, они должны поддерживать определенную длину сухого удлинения сопла и обращать внимание на угол наклона сварочной горелки. Специфика заключается в следующем:
7.7.1 Сварочный ток и напряжение дуги
Напряжение дуги является критическим параметром при сварке; его величина определяет длину дуги и форму перехода капли, а также оказывает значительное влияние на разбрызгивание.
При определенном диаметре сварочной проволоки и сварочном токе, если напряжение дуги слишком высокое, скорость плавления сварочной проволоки увеличивается, дуга удлиняется, и капли не могут нормально переходить, что приводит к вылету крупных частиц и увеличению количества брызг.
Если напряжение дуги слишком низкое, дугу трудно зажечь, скорость плавления сварочной проволоки снижается, дуга укорачивается, и сварочная проволока погружается в расплавленную ванну, что также является причиной большого количества брызг и плохого формирования сварного шва.
Если сварочный ток и напряжение дуги оптимально подобраны, частота перехода капель высока, разбрызгивание сведено к минимуму, а формирование сварного шва происходит красиво.
В таблице 1 приведены типичные параметры процесса сварки с переходом через короткое замыкание для трех сварочных проволок разного диаметра, где сварочные брызги сводится к минимуму.
Таблица 1: Параметры процесса сварки с переходом через короткое замыкание для сварочных проволок различного диаметра
| Диаметр сварочной проволоки. (мм) | Напряжение дуги (V) | Сварочный ток (A) |
| 0.8 | 18 | 100~110 |
| 1.2 | 19 | 120~135 |
| 1.6 | 20 | 140~180 |
7.7.2 Угол сварочной горелки
Как правило, угол между сварочной горелкой и плоскостью шва должен составлять около 65°. Сварочная операция должна быть непрерывной, при этом горелка не должна двигаться ни слишком высоко, ни слишком низко, ни слишком быстро, ни слишком медленно.
Если место сварки подвержено сильному ветру, тонкий стальная пластина можно использовать для блокировки ветра. Лучше всего использовать тонкую стальную пластину толщиной 2 мм и шириной 200 мм, согнутую в U-образную раму и расположенную рядом с зоной сварки.
U-образная рама может блокировать ветер, идущий с нескольких направлений, чтобы избежать помех в зоне сварки, а также предотвратить попадание света дуги в глаза окружающих работников.
Угол между сварочной горелкой и основным материалом должен поддерживаться в пределах 45°. Скорость движения при горизонтальной сварке не должна быть слишком высокой, а амплитуда колебаний сварочной горелки не должна быть слишком большой, обычно в пределах 10~15 мм.
Если ветер сильный, рядом с зоной сварки можно разместить стальную пластину или U-образную раму из стали, чтобы заблокировать ветер. Однако размещение стальной пластины не должно мешать сварщику в поле зрения или препятствовать повороту сварочной горелки.
Угол между сварочной горелкой и сварным швом основного материала должен составлять около 15°. Сварочный ток не должен быть слишком большим, обычно около 20% меньше, чем при плоской сварке.
При вертикальной сварке под воздействием восходящего потока воздуха из-под зоны сварки образуется CO2 расход может быть немного увеличен во время сварки (в зависимости от ситуации).
Чем выше положение вертикальной сварки от земли, тем сильнее восходящий поток воздуха. В такой ситуации под сварочную горелку можно подложить стальную пластину толщиной 200 мм, чтобы эффективно блокировать воздействие восходящего потока воздуха на зону сварки.
В результате длительной сварки брызги могут блокировать сопло сварочной горелки, снижая поток CO2 газ и ухудшает защитные свойства, что может легко привести к образованию азотных пор.
В такой ситуации следует незамедлительно удалить брызги. Со временем сопло может деформироваться и сужаться в процессе эксплуатации, уменьшая защитный диапазон и увеличивая вероятность образования газовых пор.
При возникновении такой ситуации перед продолжением сварочных работ необходимо установить новое сопло.
По окончании всех сварочных работ сварщик должен выключить сварочный аппарат и CO2 клапан, чтобы предотвратить перегрев и возможное повреждение нагревательного провода.
Основные причины образования пор в CO2 сварка в газовой среде - это чистота поверхность сварки основного материала (наличие масла, оксидов), недостаточное количество CO2 поток газа для защиты зоны сварки, избыток влаги в газе, влияющий на его чистоту; слишком большое расстояние между соплом и изделием, позволяющее проникать воздуху; слишком большое количество брызг, прилипающих к внутренней стенке сопла, влияющее на эффект защиты; ветер в месте проведения работ, нарушающий защитную газовую завесу.
Помимо выбора правильных параметров сварочного процесса и обеспечения хорошего состояния сварочного оборудования, корректирующие меры должны включать в себя обеспечение качества сварочной проволоки и чистоты CO2 газ, и выбор правильного угол сваркиСреди прочего.
Как основатель MachineMFG, я посвятил более десяти лет своей карьеры металлообрабатывающей промышленности. Мой обширный опыт позволил мне стать экспертом в области производства листового металла, механической обработки, машиностроения и станков для обработки металлов. Я постоянно думаю, читаю и пишу об этих предметах, постоянно стремясь оставаться на переднем крае своей области. Позвольте моим знаниям и опыту стать преимуществом для вашего бизнеса.
RU 
EN 
AR 
DE 
ES 
FR 
IT 
JA 
NL 
PT 
PT_BR 
KO