Причины пористости при сварке в защитном газе CO2: Меры по повторной сварке | MachineMFG

Причины возникновения пористости при сварке в защитном газе CO2: Меры по повторной сварке

0
(0)

Введение

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 в CO2 Сварка в защитном слое

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.

Процесс образования пор

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.

3.1 Полный процесс образования пор

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.

3.2 Факторы, влияющие на каждый этап

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.

Типы пор, образующихся в CO2 Сварка в защитном слое и профилактические меры

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.

4.1 Образование пор CO и меры по их предотвращению

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.

4.2 Образование водородных пор и меры по их предотвращению

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 - признанный способ сварки с низким содержанием водорода метод сварки.

4.3 Образование азотных пор и меры по их предотвращению

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:

  • чистота CO2 Используемый защитный газ не соответствует требованиям;
  • выброс CO2 поток газа слишком мал;
  • сопло частично блокируется брызгами;
  • расстояние между соплом и заготовкой слишком велико;
  • и в месте сварки присутствует боковой ветер.

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).

Основные причины образования различных пор в CO2 Сварка в защитном слое

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:

  1. Сварной шов не зачищен должным образом, в нем присутствуют масло, вода, ржавчина и т.д.
  2. При сварке не учитывается защита от ветра.
  3. Утечка газа в газовой трубе (утечка может образовать струйный отсос во время сварки, всасывая окружающий воздух).
  4. Слишком большой угол поворота шва во время сварки.
  5. Сухое удлинение сварочной проволоки слишком длинное.
  6. Сопло заблокировано или деформировано брызгами.
  7. Существуют проблемы с качеством сварочной проволоки.
  8. Скорость потока газа слишком мала, что приводит к слабому газовому потоку и образованию газовых пор.
  9. Газ является нечистым.
  10. Токопроводящий стержень прогорел (без установки керамического газового клапана одна сторона сопла имеет больший поток газа, чем другая, после прогорания).
  11. Электромагнитный клапан устройства подачи проволоки поврежден или заблокирован, что приводит к начальному потоку газа во время сварки, но скорость потока газа постепенно уменьшается, пока подача газа не прекратится.
  12. Чрезмерный поток газа может вызвать турбулентность, засасывающую воздух и приводящую к образованию газовых пор.
  13. Сайт сварная канавка слишком велика, а недостаточное покрытие защитным газом также может привести к образованию газовых пор.
  14. Уплотнительное кольцо на конце сварочной горелки (OTC) неэффективно, что приводит к образованию газовых пор.
  15. Если газ не используется в течение длительного времени при транспортировке по трубопроводу, первая партия газа в газовом мешке не высвобождается, что приводит к образованию газовых пор.
  16. Использование нестандартных самодельных изоляционных рукавов может привести к разложению CO2 газ после длительного горения в сопле, в результате чего образуются газовые поры.
  17. Сопло установлено криво, а токопроводящая насадка находится не в центре сопла, что означает, что капля сварочной проволоки не находится в центре защитной газовой атмосферы, и постоянно образуются газовые поры.
  18. В газопроводе не должно быть значительных утечек, так как через такие утечки в газопровод может просочиться небольшое количество воздуха.
  19. Если угол обработки маленького отверстия дивертора нестандартный, это может вызвать турбулентность в сопле, что приведет к образованию газовых пор.

Вред газовых пор в CO2 Сварка в защитном слое

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.

Меры по устранению последствий сварки при образовании газовых пор в CO2 Сварка в защитном слое

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:

7.1 Правильный выбор параметров процесса сварки

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)
0.818100~110
1.219120~135
1.620140~180

7.7.2 Угол сварочной горелки

  1. Угол наклона сварочной горелки во время плоская сварка:

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.

  1. Угол наклона сварочной горелки при горизонтальной сварке:

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.

  1. Угол наклона сварочной горелки при вертикальной сварке:

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.

  1. Скорость движения воздуха в зоне сварки напрямую влияет на качество сварного шва. При использовании CO2 При сварке в газовой среде категорически запрещается подавать воздух вентилятором непосредственно в зону сварки.

7.2 Правильные методы работы на объекте

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.

Заключение

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.

Насколько публикация полезна?

Нажмите на звезду, чтобы оценить!

Средняя оценка 0 / 5. Количество оценок: 0

Оценок пока нет. Поставьте оценку первым.

Так как вы нашли эту публикацию полезной...

Подписывайтесь на нас в соцсетях!

Сожалеем, что вы поставили низкую оценку!

Позвольте нам стать лучше!

Расскажите, как нам стать лучше?

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Прокрутить вверх