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焊接气孔的产生原因和防止措施
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焊接技术应用中心（FATC）
焊接缺欠分析： 焊缝气孔
⑴ 气孔形成的条件 Ve ≤ R
Ve--气泡浮出速度 R—焊缝凝固速度
⑵ 气孔类型
①析出型气孔---溶解度突变的气体 N 、H；
CO2/MAG焊接气体保护问题改善
标杆/标准
正确图片
问题与对策
4、气体压力始终稳 定在0.2—0.3Mpa；
保护好，喷嘴气态 “层流状”，避免出气 孔。
CO2/MAG焊接气体保护问题改善
现状
问题图片
问题与对策
气体流量过大（大 于25L/min）；
造成气态“紊流 状”，保护不好， 也是出气孔。
CO2/MAG焊接气体保护问题改善
CO2/MAG焊接气体保护问题改善
现状
问题与对策
1、气体压力过高 （大于0.3Mpa）； 偶然产生气孔，没 有规律，是瞬时气 体紊流（如飞溅多 堵塞喷嘴时）造成 的；
CO2/MAG焊接气体保护问题改善
现状
问题图片
问题与对策
2、气体压力过小 （小于0.2Mpa）； 保护不好，抗风干 扰能力差；产生的 是连续气孔；
飞溅物较多，造成气筛 部位气体堵塞和紊乱， 产生气孔。
清枪机构没有将喷嘴内上 半部飞溅物清理干净，造成 气筛部位气体堵塞和紊乱， 产生气孔。
加气筛出气孔
弃除气筛无气孔
气筛过长，产生气 体阻力和分流。
气筛锯短不出气孔
焊枪倾斜角造成的保护气体流动状态图
铝及铝合金MIG焊内部气孔多 产生原因： 母材氧化膜和油、水等杂质未彻底清理干净； 焊丝质量差，表面有氧化膜和油、水等污物； 气体不纯，Ar<99.999%； 焊枪喷嘴保护不好，搅进空气； 电弧电压过高，弧长高，熔滴吸入空气； 空气湿度大，环境潮湿；等等
5）焊接参数选择不当 5.1 电弧电压过高 5.2 焊接速度过快 5.3 干伸长过大
焊缝中气孔的形成
保护气体量使用不当引起的气孔 焊枪行走角太小和干伸长太大
焊缝中气孔的形成
气体侵入缝隙而产生的气孔
焊缝中气孔的形成
由于穿堂风引起的气孔
由于电弧偏移引起的气孔 电弧过长（电压过高）引起的气孔
由于偏析和焊丝和保护气体 搭配不当引起的气孔
呈“圆球”状氢气孔
焊缝出现气孔（简析）
CO气孔
焊丝不合格 气体不纯
工件含碳量过大
气孔
H气孔
焊丝或工件 油、锈或水过多
N 气孔 主要原因是气体保护效果不好
风速过大
流量过小
气体不纯
干伸长度 过大
气路被堵 塞或漏气
流量计 冻结
产生气孔的主要原因（有23条）：
1）空气侵入电弧和熔池区域：
3）焊枪故障：
实际工况是影 响很大。
CO2/MAG焊接气体保护问题改善
现状
问题图片
问题与对策
压力过大不仅 造成气孔缺陷； 而且气体浪费大。
混合气总管储 气大罐出口加装 气体稳定的”自动 气体调压阀”，保 证管道压力恒定。
CO2/MAG焊接气体保护问题改善
现状
问题图片
问题与对策
压力过大不仅 造成气孔缺陷； 而且气体浪费大。 焊接成本增加。
②反应型气孔---熔池反应生成溶解度极低的 气体 CO：[FeO]+[C]=（FeO）+CO↑
焊接气孔的形成原理
析出性气体高温时溶入，常温时析出。 不同的结晶速度对形成气孔的影响
熔池存在的时间增加，则对反应性气体排出有利；对 析出性气体，既要考虑溶入，又要考虑逸出。
焊接气孔的形态及发生位置
• 在焊缝长度方向上： 单个气孔 密集气孔
焊工工位焊接气体保护问题改善
现状
问题图片
问题与对策
1、很多焊接工位流量 计是倾斜安装的，不能 正确的设定流量。 2、勤检查，每个工位 的流量计必须垂直竖立 安装使用，气体流量才 能正确。
焊接气体保护问题改善
现状
问题图片
问题与对策
误区之三： 集中供气混配
站，每天24小时 的气体压力发生 变化无监控，对 焊接无影响。
解决方法：
铝焊缝内的 氢气孔
严格清理母材表面氧化膜（机械或化学清理法）；
严格清理油、水等杂质（用丙酮去油和水）；
用表面光亮、光洁、光滑的优质铝焊丝； 使用Ar≥99.999%的高纯氩气保护； 气体流量：22—25L/min； 必须采用”左向焊法“，焊枪保护好； 电弧电压调试在”亚射流过渡“状态； 脉冲MIG调试出”一脉一滴“状态； 焊前预热铝工件80--100℃； 等等
工件表面不干净而引起的气孔
焊层布置不合理（焊炬摆动过大） 而引起的气孔
气孔 气孔及气泡
气孔
气孔
收弧处蜂窝气孔
收弧处单个气孔
收弧处CO气孔 焊缝密集氮气孔
收弧处CO大气孔
铝青铜MIG堆焊焊 缝车削后的氢气孔
铝青铜MIG堆焊焊 缝表面的氢气孔
喷嘴内部有大量飞溅物
保护气体压力、流量很 正常，偶然也会产生气 孔。
（二）氮气孔 气体保护作用不良：在CO2/MAG气体保护过程中如果因工
艺参数选择不当等原因而保护作用变坏；喷嘴口的气体形状 由“层流”变为“紊流”态，保护气体搅进空气；CO2/MAG气体纯 度不高；气体压力过高（大于0.3Mpa）；气体压力过小（小 于0.2Mpa）；气体压力不稳定；气体流量过大（大于 25L/min）；气体流量过小（小于15L/min）；焊丝干伸长过 大，或电弧电压过高，弧长过长；在电弧高温下空气中的氮 会熔到熔池金属中。当熔池冷凝时，随着温度的降低，氮在 液态金属中溶解度降低，尤其是在结晶过程时，溶解度将急 剧下降。这时从金属中析出的氮若来不及外逸，常会在焊缝 表面出现蜂窝状气孔，或者以弥散形式的微气孔分布于焊缝 金属中。这些气孔呈“针尖”状。往往在抛光后检验或水压试 验时才能发现。
误区之一： 气体压力过高
或气体流量大不会 产生气孔。
CO2/MAG焊接气体保护问题改善
现状
问题图片
问题与对策
产生焊接气孔的原因是气 体保护问题： 1、是气体压力过高造成 的；是偶然产生气孔，没 有规律，是瞬时气体紊流 （如飞溅多时）造成的； 2、也是气体压力不稳定 造成的； 3、气体流量过大也会产 生气孔； 4、当气体压力过小或流 量过小也会产生气孔；,产 生的是连续气孔；
出现“虫状”压痕气孔的焊丝，
必须报废，禁用。
“虫状”压痕 气孔
机
人
送丝软管 送丝稳定性
导电嘴
引弧特性 夹具精度
基础知识 应变能力
湿度 温度
环
焊枪行走角
锌蒸发 焊丝指向位置
焊枪工作角
收弧参数 风力
法
干伸长度
下料精度
电流
焊接参数
电压 焊速 料
焊接经验
分析能力 镀锌板 MAG焊 气孔原 因分析
表面油.水.锈
多的FeO 熔于熔池金属中。随后在熔池冷凝时熔池中的FeO和 C会发生化学反应：Fe+CO
当熔池金属冷凝过快时，生成的CO气体来不及完全从熔池 内部逸出，从而成为气孔。通常这类气孔常出现在焊缝根部与 表面，且呈“长虫”形状。
收弧处CO大气孔 呈“长虫”形状为一氧化碳气孔
CO气孔的内部形状
CO气孔的内部形状
链状气孔
• 在焊缝横截面内： 弥散气孔、根部气孔、层间气孔、 熔合线气孔 （熔合线内部气孔、熔合线表面气孔）；
• 在缺陷发生位置上：
内部气孔、表面气孔、起弧处气孔、弧坑气孔等
X光射线底片呈现的气孔形态
X光射线底片呈现的气孔形态
产生的气孔主要有三种： 一氧化碳气孔、氮气孔、氢气孔。
（一）一氧化碳气孔 焊丝中脱氧元素（Mn/Si）含量不足,焊接过程中就会有较
气体压力过小 （小于0.2Mpa）； 机器人系统报警， 不允许焊接。
CO2/MAG焊接气体保护问题改善
现状
问题图片
问题与对策
3、气体压力不稳定； 容易产生气孔，没有规 律性。
要求供气系统出口 压力恒定在0.2— 0.3Mpa之间。
管道供气系统的总管 线应该是回转联通管 线，任何处接支管其压 力是一样的、恒定的。
装配精度
间隙
某公司焊接气孔要因分析
人
机
二氧化碳气体
有水分加热设
备工作不正常
焊
操作者技能
压力表位置 远，操作者不
接 气
能及时观察压
孔
力
品
质
工件清洗不干净 存油污等异物·
焊丝规格 不符
二氧化碳保 护气体不纯
防飞溅剂 喷涂方法
气体喷嘴清 理不及时堵 塞
不 良
料
法
MAG焊接气体保护问题改善
现状
问题图片
问题与对策
1、1 1、2 1、3 1、4 1、5 1、6 1、7 1、8
保护气体压力、流量过大或过小； 3、1 冷却水系统密封不良；
保护气体喷咀过小或状态不好； 焊枪倾角过大或焊枪距离过大； 焊丝伸出端过长或导电咀弯曲； 保护气体管道堵塞或泄漏； 穿堂风； 电弧偏移或电弧磁偏吹；
3、2 保护气体出口孔堵塞 ； 3、3 保护气体喷咀不良或配合不当； 3、4 导电咀位置不对； 4）工件和焊丝的表面缺陷： 4、1 工件或焊丝表面受潮、生锈
2、严格检查，严格
3、两者相差10L/min，如果100台焊机工作 处罚。全员标准化 焊接8小时，多消耗浪费：480000 L（48万 作业，降低气体使 升保护气体），相当于50余瓶气体，价值 用成本。
3000元人民币，浪费是惊人的。
CO2/MAG焊接气体保护问题改善