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摘要：焊接技术是一门理论性和实践性较强的综合性技术，焊接施工中焊接质量始终与缺陷有联系，焊接缺陷往往影响焊接产品的质量，严重的会造成焊接件报废，所以必须根据焊接连接特点来分析焊接过程中缺陷出现的条件及防治对策。
关键词：气孔；气孔类型；防治措施；工艺条件
1概述
二氧化碳气体保护焊是以活性气体CO2，作为保护气体，以焊丝作为电极和填充材料的熔化极半自动电弧焊。它与手工电弧焊相比具有生产效率高、焊接变形小、质量好等优点，是电焊操作者优先选择的焊接方法。但如果对电流、电压的选择不当也容易产生焊缝缺陷．特别是容易在焊缝是产生气孔。对此，在实际操作中，应该正确应用CO2气体保护焊，以提高焊接质量．并在发现气孔后应及时将不良焊缝清除后重新补焊。
气孔作为焊缝中的一种缺陷。主要危害有：在气孔区容易产生冷裂纹和疲劳裂纹、延迟裂纹等再生缺陷，能使焊缝的屈服强度和抗拉强度减弱。焊缝气孔是典型的焊接缺陷，气体的存在是形成气孔的先决条件。形成气孔的气体有两类：来自外部的气体（H、N）和熔池内产生的冶金反应产物CO等。焊接时，熔池吸收的气体因过饱和以致形成气泡，又不能及时逸出而残留于焊缝之中，即为气孔。
2焊缝气孔的类型及形成条件
2.1气孔形成的一般条件
气孔的形成必然与气体有联系，气孔实质是在金属凝固期间未能及时浮出而残留于金属中的气泡，气泡的形成包括形核与稳定成长两个过程.气泡一旦形成并稳定存在后，周围可扩散之气体会不断向气泡中扩散，而使气泡长大，同时也趋向外逸。若气泡在金属凝固前未能来得及完全逸出，残留于焊缝中即为焊缝气孔。焊缝是否形成气孔决定于气泡浮出外逸速度与焊缝金属凝固速度的对比关系。产生气孔的条件应为气泡浮出外逸速度小于焊缝金属凝固速度[1]。导致产生气孔的原因主要分为以下六类：
1.CO2气体流量过小，不足以保护焊接区；
2.喷嘴与工件间的距离过大，空气容易侵入；
3.喷嘴内壁飞溅物附着过多，影响保护效果：
4.操作场地有风，破坏了保护气帘。
5.焊件表面清理不干净。
6.保护气体不纯或选用的对应保护气体不对。
2.2CO2保护焊产生气孔类型及特征
气孔可按不同特征分为不同的类型。如按其形态区分为球形气孔和条形气孔，按其分布可分为单个气孔、密集气孔和连续气孔等。
1、一氧化碳气孔
当焊接反应中脱氧元素（Si、Mn）不足时。便会产生CO气孔。如果使用的焊丝牌号为H08Mn2SiA．在焊丝中已有充足的Si、Mn，就不容易产生CO气孔。
2、氢气孔
由于氢可以溶解于液态金属，所以当焊接熔池中存在被溶解的氢时，在焊缝金属结晶的瞬间，氢气溶解度突然减小，而这些气体又来不及从熔池中逸出，就会在焊缝中形成气孔。
电弧区的氢主要来自两个方面：一是来自焊丝和工件表面的油污、铁锈等；二是来自CO2气体中所含的水分。因此，只要做好焊丝和工件表面的防锈工作及使用含有较低水分的CO2气体，就可以避免产生氢气孔。
3、氮气孔
我们在日常生产中通常遇到的气孔是氮气孔。这是由于氮气也能溶解于液态金属，在熔池冷却结晶时来不及逸出便会形成氮气孔。氮气的来源有两个方面：一是空气侵入焊接区；二是CO2气体不足。一般来说，正常CO2气体中含氮量很小，不太容易造成气孔。焊缝中产生氮气孔的主要原因是由于保护气层遭到破坏，外部空气侵入焊接区所造成的。
3.焊缝气孔的防治措施
从根本上来说，防止焊缝气孔缺陷的措施在于限制熔池溶入或产生气体以及排除熔池中存在的气体，针对上述情况．要求操作者焊前清理并在补焊时应当注意焊枪角度[2]。具体如下：
1、表面清理：工件及焊丝表面的氧化膜或铁锈以及油污等，均可在焊接过程中向熔池提供氢和氧。铁锈不仅直接提供水分，而成为氢的来源，也可提供Fe0而促使形成CO反应，所以铁锈是气孔的重要影响因素。必须在焊前彻底清除焊件坡口及附近表面的铁锈，焊丝表面也不得有锈或油污。对于铁锈一般采用机械砂轮打磨和钢丝刷清理的机械清理方法；对于有色金属的氧化膜采用化学清洗和机械清理并用的方法，化学清洗分脱脂去油和除去氧化膜。值得注意的是清洗后到焊接前的间隔时间对气孔的产生也有影响。清洗后最好能及时施焊，存放时间不要超过24小时，最好在清洗后2～3小时以内进行焊接[3]。
2、保护气体性质的影响
钢材焊接时，保护气本有单一C02及CO2+Ar混合气体两大类。有色金属焊接时，主要采用惰性气体Ar或He，偶尔会在Ar中添加少许活性气体。从气孔角度考虑，活性气体优于惰性气体。因为活性气体均可促使降低氢的分压而限制溶氢，同时还能降低液体金属的表面张力和增大其活动性能，有利于气体排出。有色金属焊接时，为克制氢的有害作用，在Ar中添加氧化性气体有一定效果。
3、平焊时焊抢角度：一般是焊枪与焊缝的平面夹角应保持在65°左右，焊接时运行要平稳，焊枪不能乎高度低忽快忽慢，如果补焊场地风力过大时应用薄钢板挡在风的上风口，最好是用厚2mm，宽200mm薄钢板弯成一个U型框架放在补焊区旁边，因为U型框架可以挡住来自几个方向的风避免对焊接区干扰，而且又可以防止弧光不伤害周围工作人员的眼睛。
4、横焊时焊枪角度：焊枪与母材应保持在45°的夹角范围，横焊时运行速度不易过快，焊枪摆动幅度不宜太大。一般宽度在10～15mm之间，如果遇到周围风力大时，可用钢板或者钢板做的U型框架放在补焊区旁边来挡风，但是在放钢板时不能阻挡补焊者自己的视线及影响焊枪的摆动。
5、立焊时焊枪角度：焊枪与母材焊缝的夹角为l5°左右，焊接电流不易过大，一般比平焊小20％左右。立焊时由于受焊补部位下面上升气流的影响，在补焊时CO2：流量可以适当加上一点（因情况而定），因为立焊的位置离地面越高，上升气流就越大，如果遇到这种情况时可以在焊补枪下面垫一块200mm的薄钢板就可以有效阻挡上升气流对焊补区的影响。
6、焊补区域空气流动快慢直接影响焊补的质量，使用CO2气体保护焊时，严禁风扇对着焊补区域吹风。另外由于长时间焊接，飞溅物会把焊枪喷嘴堵塞，使CO2气体流量减少，保护性能变差，容易产生氮气孔。这时应及时清除飞溅物。喷嘴长时间使用逐渐变形变小，使保护范围变小，也易产生气孔。发现这种情况时，应及时更换新的喷嘴才能进行补焊工作。当焊接全部结束后，应关掉焊机开关和CO2阀门，防止加热表长时间待热烧坏发热丝。
控制焊接工艺条件的目的是创造熔池中气体逸出的有利条件，同时也应有利于限制电弧外围气体向熔融金属中的溶入。焊接工艺条件不正常，以致电弧不稳定或失去正常保护作用，均增大外在气体的溶入。熔池金属在液态存在的时间对气体的溶入与排出有明显的影响，存在时间长有利于气体排出，但也有利于气体溶入，所以焊接工艺参数的影响也比较复杂；不同的焊接位置以及熔深大小，也会影响气体的排出，对于反应性气体而言，只有气体逸出条件比气体溶入条件更有利，才有减少气孔的可能性。由此可见，焊接工艺参数应有最佳值。焊接角度中横焊或仰焊条件下将比平焊时更易产生气孔，因为气体排出条件不利。立焊时的气孔倾向与向上或向下施焊有关，向上立焊的气孔较少，向下立焊的气孔则较多，因为向下立焊时熔融金属易向下流动，不但不利于气体排出．且有卷入空气的可能。选择合适的焊接参数也是获得高质量焊接接头的必要条件[4]。
4．结论
通过对上述CO2保护焊气孔形成条件的分析及所实施的控制措施，有效的控制了多功能作业车车体外部的气孔缺陷，提高了焊缝的承载能力，提高了生产率，节省了大量成本，提高了经济效益。
参考文献：
[1]陈伯蠡著，焊接冶金原理，北京：清华大学出版社，1991．
[2]周敏惠等著，焊接缺陷与对策．上海：上海科学技术文献出社．1989
[3]傅积和．孙玉林著，焊接数据手册．北京：机械工业出版社，1994．
[4]田志林等．药芯焊丝．北京。冶金工业出版社．1999．