浅析焊缝气孔缺陷的主要成因及防治措施
焊接制造技术具有比较强的理论性、综合性和实践性。

本文在简要分析焊缝气孔的类型以及缺陷主要成因的基础上，着重论述了焊缝气孔缺陷的主要防治措施。

标签：气孔类型；缺陷；成因；防治措施
焊接制造实际上是一门实践性、理论性和综合性都比较强的技术，而在焊接过程中出现的缺陷会对整个焊接质量造成很大的影响，严重时甚至会致使焊接件直接报废。

因此，要正确分析好造成缺陷的主要原因，并根据这些原因采取有效的防治措施。

目前在金属的焊接过程中最常出现的就是焊缝气孔这一缺陷，而这一缺陷主要是由两种情况造成的：一是在熔池内产生的一氧化碳和和水等冶金反应产物；二是氢气和氮气等来自外部的溶解度非常有限的气体。

气泡主要是由于焊接的熔池里面吸收的气体出现饱和而形成，而这些气泡因为在焊接过程中不能及时地排出去而残留在焊缝里面，最终形成了气孔缺陷。

1 焊缝气孔的类型
焊缝气孔会根据不同的特征分为不同的类型。

例如，根据气孔的分布区域可以把它们分为匀布状气孔和孤立气孔；再比如，根据气孔的形态的不同又可以把它们分为条形气孔和球形气孔。

而本文在此主要是根据它的气体类型的联系进行区分的，具体可分为应用型气孔和反应型气孔。

2 焊缝气孔的形成原因
气孔的形成主要是由于气体的存在造成的，这两者具有了必然的联系。

而气孔实际上就是气泡在金属凝固的时候不能及时排除而残留在金属中造成的。

而形成气泡的过程主要包括两个方面，即形核和稳定成长。

而在这两个过程中，焊缝最终是否会形成气孔，主要是由金属凝固速度和气孔的逸出速度两者间的对比关系所决定的，并且当气泡逸出的速度小于金属的凝固速度时，焊缝就会比较容易产生气孔。

而影响这两者的速度比例的具体又可以分为以下这些因素。

2.1 影响气泡浮出速度的因素
2.1.1 气泡的尺寸
气泡尺寸的大小会影响气泡的浮出速度进而影响到焊缝气孔的产生。

气泡的半径越大，则气体浮出的速度就会变快。

也就是说，当原始的气体数量很多却可以让气泡的半径不断增大直至完全逸出的时候，产生气泡的可能性相对会比较小，而当原始气体的数量很少无法增大气泡的半径时，那么产生气孔的可能性反而比较大。

例如，刚被涂压过后但还没有被烘干的焊条，在进行焊接的时候焊缝产生气孔的可能性很小，而在烘干这道程序上，如果没有完全烘干，则焊缝很容
易就会产生气孔。

2.1.2 金属的密度
因为液体金属的密度远大于气泡的密度，因此气泡的逸出速度并不是取决于气泡的密度而是取决于金属的密度。

气泡逸出的速度会随着液体金属密度的大小而不同。

当金属的密度越大时，气体逸出的速度会越快，反之，当金属的密度越小，气体逸出的速度则会越慢。

因此，一般情况下，重金属在焊接时不容易产生气孔，而轻金属就会很容易产生气孔。

2.1.3 金属的粘度
金属的粘度对焊缝气孔产生的影响也很大。

在金属的凝固阶段中，液体金属的粘度会急剧增大，致使气泡很难在短时间内迅速浮出，从而残留在金属里面形成了气孔。

尤其是在焊缝的比较深的地方，气泡浮出的难度会更加加大，从而很容易在它的根部形成气孔。

2.2 焊接工艺的条件对气孔产生的影响
焊接条件的正常与否会直接影响到电弧的稳定性，当它的条件不稳定时，就会使得电弧失去了正常的保护作用，从而致使熔融金属里会融入大量的外在气体，造成气孔的产生。

如仰焊或横焊条件不利于对气体的排出，因此相对于平焊条件下仰焊和横焊产生气孔的可能性会更大。

此外，立焊条件下气孔产生的可能性也会随着立焊倾向的变化而变化，当向下立焊时，产生气孔的可能性比较大，反之，向上立焊时产生气体的可能性会比较小。

2.3 焊接材料对气孔产生的影响
从金属冶炼性能的角度上看，焊接材料的还原性和氧化性能否平衡会影响到焊缝气孔的产生。

不同的焊接材料对气孔的敏感程度不同，有的会对气孔敏感性很低，有的会对气孔敏感性很强。

如氧化铁类的焊接条会具有很好的抗锈性能，而低青类的焊条在抗锈性能方面就会比较差，容易致使焊缝气孔的产生。

3 焊缝气孔的主要防止措施
3.1 控制好金属焊接的条件
正常的焊接条件不仅可以保证焊枪、电源、焊柜等焊接设备的正常工作状态，而且可以有效控制好焊接工艺的正常参数。

在焊接的过程中，可以通过对焊接条件的控制来对电弧外围的气体进行限制以及为熔池中气体能够快速逸出创造有利的条件。

首先就反应性气体而言，只有创造出有助于气体逸出而限制外在气体融入的条件才能把焊缝气孔产生的可能性降低。

对于不同焊接方式会影响到气泡产生的这一情况，我们可以在焊接的过程中增加脉冲，从而减少气体的产生。

3.2 严格选用焊接的材料
在选用焊接材料方面，必须要选用与焊接金属物体相匹配的材料，尽量选取抗锈性能比较好的焊接材料。

如可以选用钢条的焊接材料，在钢条的焊接过程中，可以选取合适的惰性气体作为保护气，并在惰性气体中添加进少量氧、二氧化碳等活性气体，从而通过降低氢的分压去限制氢气的融入，同时还能使液体金属表面的张力降低以及活动性能的增大，从而有利于促进气体的排出。

3.3 抑制外来气体的融入
首先是要清理好焊接材料的表面，因为焊丝和工件表面的油污、铁锈或氧化膜在焊接的过程中均可以向熔池提供氧和氢，从而造成了焊缝气孔的产生，因此在进行焊接时，焊丝表面不能带有油污或者铁锈等等。

而对于铁锈的清理方法，一般可以采用钢丝刷或机械砂轮打磨的方式进行清理，而针对有色金属的氧化膜，则可让机械清理和化学清洗两种清理方式结合使用。

并且在清洗过后，要及时进行焊接。

其次是要注意焊接材料的防潮，要把烘干的焊条放到特定的保温箱或烘干箱中保管好。

再次是要对焊条加强防护，防止空气入侵熔池。

4 结束语
焊接过程中会由于许多因素的影响而造成焊缝气孔的产生，气孔的产生一方面会跟气泡自身的特性有关，也跟金属自身的密度有关，此外选用焊接材料的不同也会影响到焊缝气孔的产生。

因此，我们要正确分析好影响气孔缺陷产生的这些因素，并作出有效的防治措施，如保持焊接的正常条件、选用适用的焊接材料，加强对焊接条的清理和防护。

参考文献
[1]陈伯蠡.焊接冶金原理[M].北京：清華大学出版社，1991.
[2]周敏惠，等.焊接缺陷与对策[M].上海：上海科学技术文献出版社，1989.。