液压油管MAG自动焊气孔的控制

摘 要：液压油管在焊接收弧处容易形成气孔引起渗漏。本文对使用自动焊机焊接500K.07Ⅱ系油管接头法兰时焊缝收弧处出现气孔进行分析，确定了出现气孔的原因，通过对焊接工艺的改进，最后降低了油管接头焊缝收弧处出现气孔的概率。

关键词：液压油管 气孔 控制

1.引言

在生产过程中，液压油管接头在焊缝收尾处出现气孔，俗称"砂眼。气孔是指液态金属熔池在冷却过程中，熔池金属快速向四周呈柱状结晶，熔池中心的温度最高，结晶速度慢，冷却速度慢于边缘金属，在四周收缩应力的作用下导致体积收缩所形成的孔洞。

500K.07Ⅱ.2.1为装载机动臂主油缸上的油管，油管接头的焊缝是单层单道焊，为密封焊缝。在使用自动焊机焊接500K.07Ⅱ系列液压油管时，收弧时经常出现气孔，造成油管过载时出现穿透漏油，如果在使用过程中漏油，则造成铲斗下落，会产生非常严重的后果，给公司造成经济损失和产品形象受损，因此解决气孔问题是非常重要的。

2.问题概述

2.1焊接油管的结构形式

500K.07Ⅱ.2.1液压油管由无缝钢管和法兰焊接而成，钢管和法兰焊接接头为插入焊，即将钢管插入到法兰的凹槽内然后进行焊接。油管的钢管为20号钢，直径34mm，壁厚4mm。法兰块由20号钢机加工而成，长90mm，宽48mm，高65mm。

使用唐山开元HNZ-500GM3-80油管接头MAG自动焊，焊丝为THQ-50C（ER50-6），直径1.2mm。焊接使用的保护气体为CO2与Ar的混合气体，其中Ar占80%（体积比），CO2占20%（体积比），纯度为99.8%。气体由气库经管道统一送气，焊接参数如表1所示。

2.2缺陷的位置及形成原因

液压油管的焊缝由焊枪围绕工件焊接一周形成。焊枪在焊接位置365按κ栈。撞谑栈∪鄢刂行摹？

液压油管的焊缝并不承受很大的外力，对焊接产生的应力并没有太高要求，由于MAG自动焊机为新购买的设备，焊工对焊接参数的设定并不成熟，部分焊工为了尽快完成工作，在操作过程中会采用不正确的焊接参数，从而引起收弧气孔。

2.2.1参数选用不合理

油管的直径为%O34㎜，壁厚只有4㎜，在实际操作中焊接电流一般在290A左右，而收弧处的焊接电流为150A，焊接的热输入过大，使得焊缝的温度过高。用较大的焊接参数（焊接电流290A、焊接电压30V、收弧电流150A、收弧电压22V）与较小的焊接参数（焊接电流265A、焊接电压27V、收弧电流80A、收弧电压19V）在收弧时间一定时，以每次100台500K.07Ⅱ.2.1进行三次实验，气孔出现的情况如表2所示。试验结果说明过高的焊接热输入会增大气孔的出现概率。

2.2.2收弧时间短

收弧时间调节得比较短，收弧时间为1.2-1.5s，使得收弧时送丝不足。

也以每次100台500K.07Ⅱ.2.1进行三次实验。在焊接电流290A、焊接电压30V、收弧电流150A、收弧电压22V时，收弧时间不同，气孔出现的情况如表3所示，实验结果说明过短的收弧时间会增大气孔的出现概率。

2.2.3焊枪角度不正确

在使用自动焊机焊接油管的法兰块实际操作中，将焊枪直指着油管和法兰的待焊处，利用焊枪焊接时的回转中心进行法兰块的焊接位置找正调节。为了节省时间，不进行焊枪角度的再次调整即进行焊接。结果焊枪角度不正确造成焊丝伸出长度变短，无形中增大了焊接电流（增大约10A-20A），进而增大焊接热输入，而且焊接角度不正确焊缝成型不良，增大了气孔出现的概率。

2.2.4焊接保护气体流量大

在焊接过程中，为了避免穿堂风影响焊接，而将保护气体的流量调节得很大，甚至达25L/min以上。保护气体流量过大，气体流速过快，在焊接收弧时，对焊接熔池的冷却作用加大，导致收弧处出现气孔。

3.解决措施

3.1选用合理的焊接工艺参数、延长收弧时间

在进行焊接参数设定时应避免使焊接电流超过280A，收弧电流超过100A，造成焊接热输入过大。应设定合适的焊接参数（如表4所示），一般将焊机参数调整为焊接电流255A～270A，焊接电压26V～28V，收弧电流为70A～80A，收弧电压17V～19V，使焊接热输入降低。

将收弧时间调整为2.5s～3s，使收弧处送丝足够，熔池金属得到补充，而且使用小电流收弧，进一步减小焊接收弧处金属熔池结晶温度范围，从而降低出现焊接气孔的几率。

3.2调整焊枪角度

在工件上架夹紧，正反转进行焊接位置调节之后，一定要调整焊枪角度。将焊枪角度调整为与管和法兰夹角45埃扒憬？00啊？30爸洌购杆扛缮斐ざ裙潭ㄎ？5mm，进而便于焊接参数的微调，用以尽量减小焊接热输入，减小气孔出现的几率。

3.3选用合适的保护气体流量

在自动焊机周围设置屏风，避免风的影响。严格按照工艺规程，将保护气体流量由25L/min下调至15L/min左右，以减小气体冷却作用，减缓收弧处熔池的冷却速度，降低气孔出现的概率。

4.实施操作

⑴焊前首先对钢管和法兰焊道两侧20mm范围以及其内壁进行清理，将油、水、锈等清理干净，直至露出金属光泽。

⑵调节MAG自动焊机的工艺参数：焊接电流265A，焊接电压27V，收弧电流80A，收弧电压19V，收弧时间2.8s，焊接速度2200deg/min，保护气体流量15/min，焊枪夹角45埃扒憬？25啊T龃蟠罱咏嵌任？deg（使焊缝的开头和结尾很好的搭接重合相压在一起，减小气孔与工件间隙相通而产生漏油的几率）。

⑶进行焊接。焊接时注意微调焊接电流、电压使其达到匹配。焊接收弧时观察焊缝是否成型良好，然后根据情况进行时焊枪角度的微调。

5.实施结果

为了进一步确认所实施的工艺措施是否焊接时不出现气孔，对500K.07Ⅱ.2.1液压油管进行100台批量焊接，并对其进行气密性检测，检验结果均未出现渗漏。改进前后每100台套500K.07Ⅱ系列气孔出现的数量的对比如表5所示。

问题改善后，焊接质量得到了提高，对于焊接出现气孔的改进方案得到了工段长的认同，将此方法推广到其它液压油管的焊接上，均取得较好的效果。此改进方法使自动焊机焊接漏油率大大下降，减少了修复时间，大大降低了人员外出服务更换油管的次数，最终提高了产品质量，为公司赢得了声誉。

参考文献：

[1]陈裕川.钢制压力容器焊接工艺[M].机械工业出版社.

[2]孙爱民.焊接专机焊接工艺卡（试行）.徐工液压附件资料.

[3]陈子良.打底焊时收弧处气孔的防止[J].焊接.

作者简介：简俊岭（1985- ），本科学历，现在江苏省徐州机电工程高等职业学校从事教学工作。