基于氣泡浮出速度理論的CO2氣體保護(hù)焊焊縫中氣孔傾向探討

1、 基于氣泡浮出速度理論的CO2氣體保護(hù)焊焊縫中氣孔傾向探討 Summary：CO2氣體保護(hù)焊焊縫中氣孔類型可以歸納為兩大類（冶金反應(yīng)型和析出型），氣孔的性質(zhì)分別為CO氣孔、氫氣孔及氮?dú)饪?。氣孔的形成由氣泡生核、長(zhǎng)大、逸出三個(gè)階段組成。CO2氣體保護(hù)焊對(duì)氣孔的敏感性是該工藝方法冶金特性所決定的。在工藝影響因素中，對(duì)氣孔傾向影響較大的主要是焊接電流、電弧電壓、氣體流量、電源極性及焊接速度。“ 焊接飛濺小與氣孔傾向大 ”的不協(xié)調(diào)關(guān)系，與熔滴過(guò)渡形態(tài)及熔滴攜帶氣體行為相關(guān)。嚴(yán)格控制焊材成分、母材成分及坡口清潔度是控制焊縫中氣孔的必要條件，而采用正確的工藝參數(shù)、輔助工藝及操作技術(shù)則是控制氣孔的充分條件。

2、Key：焊縫中氣孔;CO2氣體保護(hù)焊;氣泡浮出速度理論; 氣體氧化性：TG444+.73 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ：1001-2003（2021）06-0018-09DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2021.06.040 前言CO2氣體保護(hù)焊是一種重要的、高效的自動(dòng)化焊接方法，在主要工業(yè)國(guó)家中被廣泛應(yīng)用于造船、汽車、管道、壓力容器及金屬結(jié)構(gòu)制造等工業(yè)部門。盡管CO2氣體保護(hù)焊存在飛濺大、氣孔敏感、氧化性強(qiáng)等缺點(diǎn);盡管經(jīng)過(guò)數(shù)十年的生產(chǎn)實(shí)踐及潛心研究，在控制CO2氣體保護(hù)焊焊接飛濺等方面研發(fā)了多種新技術(shù)，如采用混合氣體、藥芯焊絲、STT技術(shù)、CMT技術(shù)及磁控技術(shù)等，可以說(shuō)在控制焊

3、接飛濺方面取得了決定性進(jìn)展。然而，在一些工業(yè)應(yīng)用部門，這些控制焊接飛濺的新技術(shù)并沒(méi)有完全取代純CO2氣體保護(hù)焊。換言之，使用純CO2的氣體保護(hù)焊依然異?；钴S。更有報(bào)道，在日本GMAW方法中使用CO2幾乎取代了典型的Ar+CO2混合氣體。與此同時(shí)，美國(guó)的焊工已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，使用純CO2的GMAW可以獲得與使用Ar+CO2混合氣體GMAW一樣高的焊接質(zhì)量1。究其原因：一是CO2氣體保護(hù)焊設(shè)備簡(jiǎn)單、控制系統(tǒng)不太復(fù)雜;二是CO2氣體氣源方便、價(jià)格低廉;三是焊接接頭性能滿足使用要求（CO2保護(hù)焊熔深較深，很少發(fā)生因熔深不足而導(dǎo)致的焊接缺陷）;四是焊接飛濺通過(guò)匹配的焊絲及合理的工藝參數(shù)被控制在一個(gè)合理的可接受

4、水平或程度。總之，“ 合于使用 ”和價(jià)格優(yōu)勢(shì)是該工藝方法被廣泛應(yīng)用的主要原因。關(guān)于焊縫中氣孔問(wèn)題涉及的影響因素較多，還有一些未知的機(jī)理需要探索，有必要繼續(xù)開(kāi)展氣孔理論研究。迄今為止，介紹CO2氣體保護(hù)焊焊縫氣孔原因及防止措施的文獻(xiàn)較多，但基于“ 氣泡浮出速度理論 ”專題性探討CO2氣體保護(hù)焊焊縫中氣孔傾向的文獻(xiàn)甚少。為此，文中將焊縫中氣孔與“ 氣泡浮出速度理論 ”相聯(lián)系，探討氣孔性質(zhì)、形成機(jī)理及影響因素，建立焊接飛濺與氣孔的關(guān)系，進(jìn)而歸納氣孔控制原理。該項(xiàng)研究對(duì)進(jìn)一步完善CO2氣體保護(hù)焊冶金理論，揭示CO2氣體保護(hù)焊焊縫氣孔形成機(jī)理與冶金、工藝因素之間的內(nèi)在聯(lián)系，促進(jìn)控制氣孔技術(shù)的新突破，提供

5、了一定的理論分析基礎(chǔ);對(duì)CO2氣體保護(hù)焊進(jìn)一步推廣應(yīng)用，具有一定參考價(jià)值和理論意義。1 氣孔形成機(jī)理的“ 氣泡浮出速度理論 ”概要所謂氣泡浮出速度理論，是早期（20世紀(jì)60年代或更早時(shí)期）氣孔形成機(jī)理研究的經(jīng)典理論，一直沿用到現(xiàn)在，仍不失其指導(dǎo)意義。該理論認(rèn)為2-4，焊縫中氣孔的形成是冶金過(guò)程，它由氣泡的生核、長(zhǎng)大和上浮三個(gè)階段組成。當(dāng)液態(tài)金屬中有過(guò)飽和的氣體，熔池中存在大量現(xiàn)成表面時(shí)，氣泡的生核就比較容易。當(dāng)氣泡內(nèi)部的壓力大于阻礙氣泡長(zhǎng)大的外部壓力時(shí)，氣泡就要長(zhǎng)大，并趨向外逸。當(dāng)氣泡的浮出速度e小于或等于焊縫的凝固速度R時(shí)，就可能殘留在焊縫中形成氣孔（見(jiàn)圖1）。氣泡的浮出速度e隨氣泡半徑r、

6、液態(tài)金屬與氣泡密度差（1-2）的增加而增加，隨液態(tài)金屬粘度增加而減?。菏街?e為氣泡浮出速度（單位：cm/s）;1為液態(tài)金屬的密度（單位：g/cm2）;2為氣體的密度（單位：g/cm2）;g為重力加速度（單位：980 cm/s2）;r為氣泡的半徑（單位：cm）;為液態(tài)金屬的粘度（單位：Pas）?？梢钥闯?，焊縫的凝固速度越大，越不利于氣泡的浮出，越易于引起氣孔。氣泡的半徑r越大，液態(tài)金屬的密度1越大，液態(tài)金屬的粘度越小時(shí)，氣泡的上浮速度e也就越大，焊縫中就不容易產(chǎn)生氣孔。分析認(rèn)為，氣孔生成的必要條件是進(jìn)入熔池中的氣體。顯然，CO2保護(hù)氣體中攜帶的水分以及冶金反應(yīng)生成的CO氣體是首當(dāng)其沖的，其次是

7、焊縫坡口附近的鐵銹、油污和水分等雜質(zhì)（含氧化鐵皮），還有焊絲表面攜帶的水分等。在氣體進(jìn)入熔池前提條件下是否形成氣孔？ 冶金因素，即 “ 氣泡浮出速度理論 ”對(duì)氣孔形成起了重要作用。可見(jiàn)，熔池結(jié)晶速度大于氣泡逸出速度應(yīng)當(dāng)是氣孔形成的充分條件。鑒于CO2氣體保護(hù)焊的三個(gè)冶金特點(diǎn)：明弧、無(wú)渣保溫，以及CO2高溫分解吸熱作用致使熔池冷卻速度快;焊接時(shí)電流密度大，熔池熔深較深，氣體逸出路徑變長(zhǎng);在熔滴、熔池中冶金反應(yīng)：FeO+CFe+CO，產(chǎn)生了大量CO。熔池結(jié)晶時(shí)，氣泡逸出條件差，因此焊縫具有較大的氣孔敏感性。2 CO2氣體保護(hù)焊焊縫中氣孔的類型及性質(zhì)CO2氣體保護(hù)焊焊縫中的氣孔類型較多（見(jiàn)表1），有

8、表面氣孔，也有內(nèi)部氣孔;有單個(gè)出現(xiàn)的，也有鏈狀（串珠式）出現(xiàn)的，更有成堆密集出現(xiàn)的。氣孔的尺寸不一，最大的直徑大于2.0 mm，最小的只有針孔般大小，其中2.0 mm左右的居多。從氣孔所處部位看，有位于焊縫中心線附近的，也有在焊縫表面隨機(jī)分布的。氣孔的形貌特征有呈喇叭口形的，也有呈條蟲(chóng)狀的，更有呈蜂窩狀的。按照氣孔的形成特點(diǎn)，CO2氣體保護(hù)焊焊縫中的氣孔可以分為兩種類型：冶金反應(yīng)型和氣體逸出型（析出型）。（1）冶金反應(yīng)型氣孔主要是內(nèi)氣孔，呈條蟲(chóng)狀臥在焊縫內(nèi)（條蟲(chóng)壓痕形），亦有表面氣孔（見(jiàn)圖2a5）。該類氣孔性質(zhì)屬于CO氣孔。（2）氣體逸出型（析出型）又分為兩種：一是呈喇叭口形，具有光滑內(nèi)壁的表

9、面氣孔（偶有內(nèi)部氣孔）（見(jiàn)圖2b5），該類氣孔性質(zhì)屬于氫氣孔;二是成堆出現(xiàn)、蜂窩狀表面氣孔（見(jiàn)圖2c），該類氣孔性質(zhì)屬于氮?dú)饪?。此外，?duì)于涂有底漆鋼板CO2氣體保護(hù)焊焊縫中的氣孔形態(tài)（見(jiàn)圖36）的判別比較復(fù)雜，氣孔外觀形態(tài)類似于氫氣孔，如圖3b所示。該類氣孔性質(zhì)屬于混合氣體型氣孔，具有氣體逸出型（析出型）形成特點(diǎn)。再有鍍鋅板CO2氣體保護(hù)焊焊縫中的氣孔形態(tài)，其表面氣孔的形貌亦類似于氫氣孔，如圖4所示7。該類氣孔性質(zhì)亦屬于氣體逸出型（析出型）氣孔。3 CO2氣體保護(hù)焊焊縫中氣孔形成機(jī)理及影響因素3.1 焊縫中氣孔形成機(jī)理CO2氣體保護(hù)焊焊縫中氣孔形成機(jī)理如表2所示。可以看出，對(duì)于CO性質(zhì)氣孔，其

10、形成機(jī)理是：在熔滴、熔池中冶金反應(yīng)FeO+CFe+CO，產(chǎn)生了大量CO，在結(jié)晶過(guò)程中，熔池結(jié)晶速度R大于氣泡逸出速度e時(shí)，氣泡來(lái)不及逸出，形成CO氣孔。對(duì)于氫氣孔，其形成機(jī)理是：高溫時(shí)熔滴或熔池吸收了大量氫，冷卻時(shí)氫的溶解度急劇下降，熔池結(jié)晶速度R大于氣泡逸出速度e時(shí)，氣泡來(lái)不及逸出，形成氫氣孔。對(duì)于氮?dú)饪?，其形成機(jī)理是：高溫時(shí)熔滴或熔池吸收了大量氮，冷卻時(shí)氮的溶解度急劇下降，熔池結(jié)晶速度R大于氣泡逸出速度e時(shí)，氣泡來(lái)不及逸出，形成氮?dú)饪住?種氣孔形成機(jī)理的共同點(diǎn)是：高溫進(jìn)入熔池的氣體，冷卻時(shí)需要上浮排出（逸出），但熔池結(jié)晶速度R大于氣泡逸出速度e時(shí)，分別形成3種形態(tài)各異的氣孔。不同點(diǎn)是進(jìn)入熔

11、池氣體類型不同和來(lái)源不同，前者是熔滴、熔池冶金反應(yīng)產(chǎn)生的CO氣體，而后者是被攜帶或侵入熔池的氣體。對(duì)于涂有底漆鋼板出現(xiàn)的形態(tài)類似于氫氣孔，其形成機(jī)理是：底漆加熱分解后可析出多種氣體，主要是氫和CO，其中氫的含量遠(yuǎn)高于CO，而且易溶于熔池金屬;冷卻時(shí)進(jìn)入熔池的混合氣（H2+CO）的溶解度急劇下降，熔池結(jié)晶速度大于氣泡逸出速度時(shí)，氣泡來(lái)不及逸出，形成類氫氣孔。至于氣孔位于焊縫內(nèi)部還是表面，其實(shí)它們的形成具有同源性，即焊縫中的氣體及其逸出行為是其根源。當(dāng)氣體從焊縫金屬中逸出被阻止于焊縫中，就形成了內(nèi)氣孔（見(jiàn)圖3a）;但氣體從焊縫金屬中逸出被困于焊縫表面（薄層熔渣下面），就形成了表面氣孔（見(jiàn)圖2b、圖

12、3b）;當(dāng)氣體從焊縫金屬中逸出在表面聚集時(shí)，就形成了臥姿條蟲(chóng)狀表面氣孔（見(jiàn)圖2a）。鍍鋅板CO2氣體保護(hù)焊焊縫中氣孔形成機(jī)理如圖5所示7?？梢钥闯觯鄢馗浇匿\層在電弧熱的作用下氧化成ZnO并形成ZnO蒸氣，進(jìn)入焊縫底部凝固界面，此為氣孔形成的第一階段，即氣泡形核階段;隨著進(jìn)入焊縫底部氣體數(shù)量增多，氣泡內(nèi)壓力增大，氣泡迅速長(zhǎng)大，此為第二階段;氣泡經(jīng)過(guò)短暫的長(zhǎng)大過(guò)程，上浮向外逸出，此為第三階段。當(dāng)氣泡的浮出速度e小于或等于焊縫的凝固速度R時(shí)，就可能殘留在焊縫中形成氣孔（見(jiàn)圖4）。3.2 氣孔影響因素（參見(jiàn)表3）3.2.1 冶金因素的影響冶金反應(yīng)的影響。CO2高溫分解吸熱作用致使熔池冷卻速度快;C

13、O2焊接電流密度大，熔深較深，氣體逸出路徑變長(zhǎng);再加上CO2氣體的氧化性，高溫分解的CO2數(shù)量多，況且熔池中存在FeO+CFe+CO反應(yīng)。上述不利因素導(dǎo)致對(duì)氣孔敏感。焊絲及母材成分的影響。采用低C含量（小于0.10%），以及Si、Mn等元素脫氧后的焊絲，減弱CO2的氧化作用之后，引起氣孔的另一個(gè)主要因素便是侵入焊接區(qū)的氫氣和氮?dú)狻渲饕獊?lái)源于兩個(gè)方面：一是焊絲表面上的，或是工件表面上的油污和鐵銹等;二是CO2氣體中所含的水分。而且后者往往是侵入焊接區(qū)氫的主要來(lái)源。通常情況下，由于CO2氣體的氧化性，CO2氣體保護(hù)焊對(duì)鐵銹、水分并不敏感，但并不是所有情況下都不出氫氣孔。保護(hù)氣體成分的影響。為了考

14、察保護(hù)氣體成分對(duì)氣孔敏感性的影響，采用1.2 mm實(shí)心焊絲（YGW 12）、300 A焊接電流和相應(yīng)電弧電壓條件下進(jìn)行了不同保護(hù)氣體成分的氣孔敏感性試驗(yàn)8。保護(hù)氣體成分比例對(duì)氣孔的影響如圖6所示?？梢钥闯觯S著保護(hù)氣體中Ar含量的增加，焊縫中氣孔數(shù)量增多。當(dāng)Ar含量較小時(shí)，氣孔數(shù)量增加傾向較小;當(dāng)Ar含量超過(guò)50%時(shí)，氣孔數(shù)量明顯增多。同時(shí)，電弧電壓的波動(dòng)對(duì)氣孔數(shù)量亦有影響?；航档拖噍^于弧壓增高，氣孔數(shù)量反而增多。對(duì)于圖6中曲線隨Ar/CO2比值上升趨勢(shì)，同樣可以運(yùn)用“ 氣泡浮出速度理論 ”予以解釋。在圖6試驗(yàn)條件下，當(dāng)保護(hù)氣中Ar含量超過(guò)50%或達(dá)富氬時(shí)，熔滴已呈現(xiàn)噴射過(guò)渡形態(tài)，焊縫的熔深

15、已經(jīng)成為指狀，被圍困在熔池中央深而窄凹陷部分的氣體無(wú)法完全浮起，很容易生成氣孔。在純CO2保護(hù)氣焊接時(shí)，焊縫斷面形狀不可能形成指狀，況且短路過(guò)渡對(duì)熔池的攪拌作用使熔池中的氣泡容易浮出，難以形成氣孔。對(duì)于富氬保護(hù)氣時(shí)降低弧壓氣孔數(shù)量增大，則是由于低的電弧電壓使電弧的穩(wěn)定性受到干擾（熔滴短路后電弧的長(zhǎng)度會(huì)急劇增加），保護(hù)氣體被卷入熔池所致?？梢?jiàn)，純CO2保護(hù)氣焊接時(shí)抗氣孔性以及弧壓波動(dòng)的影響均優(yōu)于富氬混合氣體保護(hù)的。3.2.2 工藝因素的影響焊接電流。焊接電流較小時(shí)，冶金反應(yīng)不劇烈，飛濺不大，熔池體積較小;當(dāng)焊接速度較快時(shí)，熔池存在時(shí)間較短，氣體逸出條件不是太好，對(duì)氣孔產(chǎn)生存在敏感性。當(dāng)電流較大或

16、很大時(shí)，熔滴非軸向性增大，電弧不穩(wěn)，盡管熔滴被細(xì)化，但進(jìn)入熔池中的氣體數(shù)量增多9，且隨熔深的增大，氣體逸出條件變差，氣孔敏感性增大。電弧電壓。電弧電壓愈高，空氣侵入的可能性愈大，進(jìn)入熔池中氮的數(shù)量增多，容易出氮?dú)饪?。焊接速度。主要影響氣體逸出條件。焊接速度較慢時(shí)，熔池存在時(shí)間長(zhǎng)，有利于氣體逸出，不致形成氣孔。反之，對(duì)氣孔敏感。氣體流量。影響電弧區(qū)氣體的氧化性。流量愈大，氧化性愈強(qiáng)。適當(dāng)改變流量在一定程度上對(duì)消除氣孔是有效的。但是流量過(guò)小，保護(hù)不好，易出氮?dú)饪?流量過(guò)大，出現(xiàn)紊流，卷入空氣，同樣易出現(xiàn)氮?dú)饪住ｋ娫礃O性。直流反接時(shí)，熔池表面有大量電子，使被電離的氫離子中和為不易溶于金屬的原子態(tài)氫，

17、減少了熔池中氫的溶解量，氣孔被減少; 反之，直流正接時(shí)，對(duì)氫氣孔敏感。干伸長(zhǎng)。焊絲干伸長(zhǎng)太長(zhǎng)時(shí)，飛濺嚴(yán)重，電弧不穩(wěn)，熔滴尺寸增大，氣體保護(hù)效果變差，熔池中氣體數(shù)量增大，氣體逸出條件變差，氣孔傾向增大。干伸長(zhǎng)太短時(shí)，飛濺容易堵塞碰嘴，惡化氣體保護(hù)效果，氣孔傾向也會(huì)增大。焊絲直徑。隨焊絲直徑增大，電流密度減小，熔滴的非軸向性增大，熔滴粗化，電弧不穩(wěn)。但進(jìn)入熔池的氣體減少，而且熔深變得略淺，改善氣體逸出條件，氣孔傾向略有減小。回路電感量。回路電感量過(guò)大或過(guò)小，電弧都不穩(wěn)，進(jìn)入熔池的氣體數(shù)量增大，逸出條件變差，氣孔敏感性增大。焊接位置。在2.3 mm厚的鍍鋅板搭接角焊縫中（搭接板間隙為0），采用脈沖M

18、AG焊對(duì)水平和30下坡兩種焊接位置進(jìn)行試驗(yàn)10-11，以考察焊接位置對(duì)氣孔敏感性的影響。圖7為角焊搭接試板示意圖，圖8為焊接位置與氣孔數(shù)量關(guān)系。可以看出，水平位置焊接時(shí)氣孔數(shù)量很小，而下坡焊接時(shí)氣孔數(shù)量是前者的49倍以上。究其原因，一是與鍍鋅板CO2氣體保護(hù)焊焊縫中氣孔形成機(jī)理有關(guān)（見(jiàn)圖5），二是很大程度上受到熔池形狀的控制，如圖9所示。由于焊接位置的不同，熔池的形狀亦有所不同。描述熔池形狀差別的主要指標(biāo)是熔池后部尖端處B至電弧中心位置的距離。水平位置焊接時(shí)電弧先行，熔池在后，1較長(zhǎng)，熔池表面積大，電弧的攪拌作用較強(qiáng)，熔池中的氣泡容易浮出，氣孔傾向小;反之，30下坡焊接時(shí)出現(xiàn)熔池超前，電弧滯后

19、現(xiàn)象，2較短，熔池表面積小，電弧的攪拌作用減弱，熔池中的氣泡不容易浮出，氣孔傾向大。此外，還與焊接熔池的深度等因素的影響有關(guān)11。綜上，CO2氣體保護(hù)焊對(duì)氣孔的敏感性是該焊接方法冶金特性所決定的。正確選用焊絲成分固然可以防止或有效控制CO2的氧化作用，但必須指出，即使焊絲成分合理，也不能解決因工藝參數(shù)變化而引起的氣孔傾向等問(wèn)題?？傮w上看，在非鍍鋅板條件下，對(duì)氣孔傾向影響較大的工藝因素主要是：焊接電流、電弧電壓、氣體流量、電源極性及焊接速度。4 CO2氣體保護(hù)焊焊接飛濺與氣孔的關(guān)系在非鍍鋅板條件下，CO2氣體保護(hù)焊存在飛濺大、氣孔傾向小，飛濺小、氣孔傾向大的不和諧關(guān)系（見(jiàn)表4）?？梢杂谩?熔滴過(guò)

20、渡形態(tài)對(duì)氣孔的影響理論 ”10-12予以解釋。焊接飛濺以滴狀過(guò)渡形態(tài)時(shí)最嚴(yán)重。此時(shí)，電弧不穩(wěn)，熔滴的非軸向性強(qiáng)烈，熔滴尺寸很大，由于大顆粒的飛濺帶走了部分氣體，致使進(jìn)入熔池的氣體總量減少;同時(shí)熔池中氣體逸出條件因飛濺對(duì)熔池的攪拌作用使氣泡易于浮出（盡管熔深大，上浮路徑長(zhǎng)），氣孔傾向相對(duì)被減小。焊接飛濺以短路過(guò)渡形態(tài)時(shí)被減小。此時(shí)，電弧形態(tài)被改善，熔滴的非軸向性減弱，熔滴尺寸被減小，熔滴的比表面積增大，熔滴攜帶的氣體量增大，進(jìn)入熔池的氣體總量增多，如果熔池中氣體逸出條件依舊，焊縫中氣孔傾向增大。只有當(dāng)熔池中氣體逸出條件被改善，如減慢焊接速度，使熔池存在時(shí)間變長(zhǎng)，或增強(qiáng)熔池?cái)嚢璩潭?，促使氣泡上浮?/p>

21、度加快，才有可能使氣孔傾向明顯降下來(lái)。可以說(shuō)，焊接飛濺與焊縫中氣孔之所以發(fā)生關(guān)系，均與熔滴攜帶氣體行為相關(guān)。5 CO2氣體保護(hù)焊焊縫中的氣孔控制原理對(duì)于CO2氣體保護(hù)焊焊縫中氣孔，可以考慮從以下幾個(gè)工藝途徑進(jìn)行控制（見(jiàn)表5）。首先是焊接材料的質(zhì)量控制。對(duì)焊絲而言，化學(xué)成分的控制主要是C元素，以及Si、Mn、Ti元素。前者為的是控制CO生成數(shù)量，后者為的是控制脫氧效果。對(duì)焊絲表面質(zhì)量的控制，主要是控制表面水分要少。對(duì)保護(hù)氣體質(zhì)量的控制，要求氣體中雜質(zhì)含量要少，尤其是水分含量要極少。最終目的是控制焊縫中氣體來(lái)源，使進(jìn)入熔池中的氣體總量減少，形成氣孔傾向減小。第二，母材成分及坡口清潔度的控制。對(duì)母材

22、而言，C元素含量要低，為的是控制熔池中的CO生成量。清除坡口附近鐵銹、油污和水分等雜質(zhì)，以防止這些有害物侵入熔池。最終目的仍然是控制焊縫中氣體來(lái)源，以減少氣孔傾向。第三，工藝參數(shù)的控制。正確選用所涉及的多種焊接參數(shù)及參數(shù)匹配關(guān)系，控制進(jìn)入熔池中的氣體數(shù)量，同時(shí)改善氣體逸出條件，最大限度減小氣孔傾向。第四，輔助工藝控制。對(duì)于某些拘束度較大的工件，采用適當(dāng)?shù)墓ぜA(yù)熱或緩冷等輔助工藝，延長(zhǎng)熔池存在時(shí)間，改善氣體逸出條件，減小氣孔傾向。第五，焊接操作技術(shù)，包括正確的焊槍角度、運(yùn)絲方式（如橫向擺動(dòng)等）、防風(fēng)措施等。這些技術(shù)或者改善氣體逸出條件，或者防止空氣侵入熔池，總之在一定程度上可以減小氣孔傾向。不難

23、看出，表5所列前2條工藝措施是從源頭上控制氣體進(jìn)入熔池的數(shù)量， 使其最小;而后3條措施是在限制氣體進(jìn)入熔池前提條件下，主要是改善氣體從熔池逸出的條件。采用“ 一堵二排 ”，即從源頭上“ 堵截 ”氣體，又從熔池中“ 排放 ”氣體，所謂雙管齊下工藝措施。前者是控制氣孔產(chǎn)生的必要條件，后者則是控制氣孔產(chǎn)生的充分條件，二者缺一不可。6 結(jié)論（1）根據(jù)氣孔形成機(jī)理，CO2氣體保護(hù)焊焊縫中氣孔類型可以歸納為兩大類（冶金反應(yīng)型和析出型），氣孔的性質(zhì)分別為CO氣孔、氫氣孔及氮?dú)饪?。?）氣孔的形成由氣泡生核、長(zhǎng)大、逸出三個(gè)階段組成，當(dāng)氣泡的浮出速度小于或等于焊縫的凝固速度時(shí)，就可能殘留在焊縫中形成氣孔。（3）

24、CO2氣體保護(hù)焊對(duì)氣孔的敏感性是由該焊接方法冶金特性所決定的。在不可或缺的工藝影響因素中，對(duì)氣孔傾向影響較大的主要是焊接電流、電弧電壓、氣體流量、電源極性及焊接速度。（4）“ 焊接飛濺小與氣孔傾向大 ”的不協(xié)調(diào)關(guān)系，與熔滴過(guò)渡形態(tài)及熔滴攜帶氣體行為相關(guān)。（5）嚴(yán)格控制焊材成分、母材成分及坡口清潔度是控制焊縫中氣孔的必要條件，而采用正確的工藝參數(shù)、輔助工藝及操作技術(shù)則是控制氣孔產(chǎn)生的充分條件，二者缺一不可。Reference：OTC Daihen Inc. New Advances in CO2 Gas Metal Arc Weld-ingEB/OL.https：/power-supplies/

25、new帕豪德涅 .焊縫中的氣體M. 趙鄂官 譯.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997：207-242.張文鉞. 焊接冶金學(xué)M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995：142-150.陳伯蠡. 焊接過(guò)程缺欠分析與對(duì)策M(jìn). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998：416-422.趙丹. CO2氣體保護(hù)焊氣孔的產(chǎn)生與預(yù)防J. 科技展望，2012，26（34）：32，252.TWI. Porosity in Welding-Defects/Imperfections in WeldsEB/OL. https：/technical-knowledge/job-knowledge/defects-imperfections-in-welds-porosity-042.Yamazaki Kei. Gas shielded arc welding of galvanized steel s