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摘要：本文通过对化工管道焊接的特点分析，主要探讨了焊接中气孔产生的主要原因和因素，稽核实践分析了如何避免气孔的产生。
关键词：化工管道 焊接气孔
一、前言：化工装置中高温高压、低温负压、易燃易爆、有毒有害介质较多，一旦发生泄漏，轻则造成系统停车，给企业造成重大经济损失，重则引发火灾爆炸、人员伤亡，造成重大安全事故，给社会经济和次序造成危害，因此确保化工管道安装工程中的焊接质量，成为化工管道安装中不容忽视的问题。
二、化工管道安装中的焊接特点
（一)焊接方法
化工管道安装中，管道焊接方法一般主要采用手工钨极氩弧焊、手工电弧焊、手工钨极氩弧焊打底，手工电弧焊填充盖面。在批量管道预制中，还可能用到全位置自动氩弧焊。
(二)管道材质
在化工装置中，为满足不同化工介质对管道的要求，化工管道材质种类繁多。碳钢以20#钢为主，不锈钢和低合金钢种类较多，不銹钢中18—8，308，309，316(L)等较为常见。
(三)焊接位置
化工管道安装中的焊接工作，决大多数在施工现场进行，焊接位置主要为水平固定焊、垂直固定焊和水平转动焊。而水平转动焊时大多数管道无法实现同步转动，因此也不是真正意义上的水平转动焊。
(四)焊接环境
由于化工管道安装中的焊接工作大多数在施工现场进行，属露天作业，即使在厂房内作业，由于化工装置的特点，化工厂厂房也基本不具备防风条件，因此焊接质量受气候条件影响较大。自然环境中风、沙、雨、雪，环境温度、湿度都会给焊接质量带来不利的影响。
三、化工管道焊接中形成气孔的因素
焊缝金属中的气体，主要有氢、氧、一氧化碳、氢、二氧化硫、硫化氢等多种气体。这些气体可来自母材、焊丝、焊条药皮、保护气体、焊件表面的锈污及大气等，因此形成气孔的倾向及气体成分，往往因母材成分及其脱氧条件、焊接方法、气体保护方式、焊接规范、焊丝焊条类型、坡口表面状态、焊接环境与位置，甚至焊接设备等而不同。不同情况下这些因素起着不同的作用。
一、母材
钢材的气孔主要是一氧化碳引起的，气孔随母材中含碳量的增加而增加，随si，Al，Ti等脱氧元素的含量的增加而减少。采用充分脱氧的焊丝可基本消除气孔。含硫量较高的奥氏体不锈钢焊接时，气孔中含有少量s等气体。 母材表面往往吸附有水分、油漆、锈、油污等，在焊接高温下分解成各种气体，都会对焊缝金属生成气孔有直接的影响。
二、焊丝
手工氩弧焊焊接时，焊丝成分对焊缝金属产生气孔有很大影响，不论与一氧化碳气孔、氢气孔和氮气孔都有直接联系。采用充分脱氧的焊丝还可消除母材含碳量过高带来的影响，消除气孔。
三、保护气体
手工氩弧焊时，氢气的纯度及所含杂质对气孔的产生有一定影响。
四、焊条药皮
手工电弧焊时，焊条药皮及其吸潮程度对气孔的形成也是一个重要因素。药皮成分会改变气孔内气体的成分、吸潮难易和逸出气体的条件。各种药皮焊条焊后气孔内的主要气体是氢，至于氢的来源，除药皮本身所含有机物与结晶水外，还与药皮受潮关系密切。而药皮是否易受潮和吸潮程度，则取决于药皮成分、药皮原料与种类、颗粒大小及其比例以及药皮厚度，制造时药皮烘于温度与时间、焊接时药皮的水分含量。低氢药皮吸潮后气孔产生率明显提高。
五、焊接工艺参数
手工电弧焊时，当焊接电流增大，焊缝金属含氢量七升将导致气孔增多。增高电弧电压，由于减弱对大气的隔绝作用，焊缝金属含氮量增多，因此气孔随电弧电压增高而增多。
六、焊接位置的影响
平焊时气体易于上浮逸出，气孔较少；横焊时上侧母材阻碍了气体的排除，气孔大多集中在焊缝的上部；立焊时，向上立焊的气孔比向下的少，原因是上部焊缝金属阻碍了气体逸出；仰焊时，熔融金属中的气体几乎没有排除的途径，所以最容易产生气孔。
七、环境条件
环境条件中风速、温度、湿度对焊缝产生气孔的影响比较明显，其次操作现场的尘埃对气孔也有影响。环境条件对焊接气孔的影响在手工氩弧焊时尤其明显。
八、 焊接设备和附属装置
焊接电源、供气装置以及软管等，都会酿成气孔的气体来源。
四、防止气孔的措施
一、加强焊工培训1、加强焊工理论培训，使焊工明白产生焊接气孔的因素，有利
于焊工在焊接过程中，自觉地遵守焊接工艺的要求，采取防止气孔的有效措施，从而防止焊接气孔的产生。2、加强焊工操作技能的培训，是防止气孔的必要措施。焊接电弧对大气有隔绝作用，可以防止大气融入焊缝熔池中，如果焊工操作技能差，焊接过程中运条不稳，电弧忽高忽低，将无法保证焊接工艺要求的电弧电压。电弧电压过高，将减少对大气的隔绝作用，导致大气中氮大昔融人焊缝熔池，使焊缝产生密集气孔。
(二)焊接材料的选择
化工管道安装中，管道的材质是根据管道介质、温度、压力进行选择，在设计中明确规定的，施工单位不能随便更改。管道焊接只能根据母材选取焊条的类别与成分，控制母材熔深，再结合焊接烧损规律来防止气孔。化工管道安装中，管道焊接时为避免碳氧反应形成气孔，首先必须选取低碳焊丝和焊条，其次要控制电弧气氛中氧应尽可能少，再辅以脱氧，以期取得预定成分的焊缝金属。 (三)控制外来气源1母材母材上吸附的水分、油漆、锈、油污等，是焊接时气体的主要来源，杜绝母材上外来气源的传统措施主要是清理母材表面。方法有：机械处理，包括金工加工，钢丝刷清理，砂轮打磨；化学处理，即化学清理剂清洗。试验表明，机械处理的气孔比化学处理后焊接的气孔少。
2焊接材料
2．1焊丝
手工钨极氩弧焊时焊丝上的水分、锈、油污极易导致焊接气孔的产生。因此焊前应检查焊丝如果发现焊丝上有锈，应进行除锈处理。可用砂纸除锈，对锈蚀严重的焊丝，不应再用。焊丝上沽了油、漆或其它脏物的，可以用丙酮清洗。
2．2焊条
焊条在保存、使用过程中都容易吸潮，既影响正常操作，又容易导致气孔。焊条受潮后，焊接时电弧强烈，燃烧不稳，飞溅明显增多，焊波形状粗糙，焊接气孔增多，尤其是低氢药皮吸潮后气孔产生率提高非常显著。因此防止受潮、严格烘烤都是防止气孔的重要手段。参考文献
1、刘康勇，李东军。石中玉．管道建设及焊接质量控制措施[J]．管道技术与设备，2003(02)．2、孙威．不镑钢焊条焊接熔渣及与焊条工艺质量的关系[J]．焊接。
2008(10)．
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：化工管道 焊接气孔
一、前言：化工装置中高温高压、低温负压、易燃易爆、有毒有害介质较多，一旦发生泄漏，轻则造成系统停车，给企业造成重大经济损失，重则引发火灾爆炸、人员伤亡，造成重大安全事故，给社会经济和次序造成危害，因此确保化工管道安装工程中的焊接质量，成为化工管道安装中不容忽视的问题。
二、化工管道安装中的焊接特点
（一)焊接方法
化工管道安装中，管道焊接方法一般主要采用手工钨极氩弧焊、手工电弧焊、手工钨极氩弧焊打底，手工电弧焊填充盖面。在批量管道预制中，还可能用到全位置自动氩弧焊。
(二)管道材质
在化工装置中，为满足不同化工介质对管道的要求，化工管道材质种类繁多。碳钢以20#钢为主，不锈钢和低合金钢种类较多，不銹钢中18—8，308，309，316(L)等较为常见。
(三)焊接位置
化工管道安装中的焊接工作，决大多数在施工现场进行，焊接位置主要为水平固定焊、垂直固定焊和水平转动焊。而水平转动焊时大多数管道无法实现同步转动，因此也不是真正意义上的水平转动焊。
(四)焊接环境
由于化工管道安装中的焊接工作大多数在施工现场进行，属露天作业，即使在厂房内作业，由于化工装置的特点，化工厂厂房也基本不具备防风条件，因此焊接质量受气候条件影响较大。自然环境中风、沙、雨、雪，环境温度、湿度都会给焊接质量带来不利的影响。
三、化工管道焊接中形成气孔的因素
焊缝金属中的气体，主要有氢、氧、一氧化碳、氢、二氧化硫、硫化氢等多种气体。这些气体可来自母材、焊丝、焊条药皮、保护气体、焊件表面的锈污及大气等，因此形成气孔的倾向及气体成分，往往因母材成分及其脱氧条件、焊接方法、气体保护方式、焊接规范、焊丝焊条类型、坡口表面状态、焊接环境与位置，甚至焊接设备等而不同。不同情况下这些因素起着不同的作用。
一、母材
钢材的气孔主要是一氧化碳引起的，气孔随母材中含碳量的增加而增加，随si，Al，Ti等脱氧元素的含量的增加而减少。采用充分脱氧的焊丝可基本消除气孔。含硫量较高的奥氏体不锈钢焊接时，气孔中含有少量s等气体。 母材表面往往吸附有水分、油漆、锈、油污等，在焊接高温下分解成各种气体，都会对焊缝金属生成气孔有直接的影响。
二、焊丝
手工氩弧焊焊接时，焊丝成分对焊缝金属产生气孔有很大影响，不论与一氧化碳气孔、氢气孔和氮气孔都有直接联系。采用充分脱氧的焊丝还可消除母材含碳量过高带来的影响，消除气孔。
三、保护气体
手工氩弧焊时，氢气的纯度及所含杂质对气孔的产生有一定影响。
四、焊条药皮
手工电弧焊时，焊条药皮及其吸潮程度对气孔的形成也是一个重要因素。药皮成分会改变气孔内气体的成分、吸潮难易和逸出气体的条件。各种药皮焊条焊后气孔内的主要气体是氢，至于氢的来源，除药皮本身所含有机物与结晶水外，还与药皮受潮关系密切。而药皮是否易受潮和吸潮程度，则取决于药皮成分、药皮原料与种类、颗粒大小及其比例以及药皮厚度，制造时药皮烘于温度与时间、焊接时药皮的水分含量。低氢药皮吸潮后气孔产生率明显提高。
五、焊接工艺参数
手工电弧焊时，当焊接电流增大，焊缝金属含氢量七升将导致气孔增多。增高电弧电压，由于减弱对大气的隔绝作用，焊缝金属含氮量增多，因此气孔随电弧电压增高而增多。
六、焊接位置的影响
平焊时气体易于上浮逸出，气孔较少；横焊时上侧母材阻碍了气体的排除，气孔大多集中在焊缝的上部；立焊时，向上立焊的气孔比向下的少，原因是上部焊缝金属阻碍了气体逸出；仰焊时，熔融金属中的气体几乎没有排除的途径，所以最容易产生气孔。
七、环境条件
环境条件中风速、温度、湿度对焊缝产生气孔的影响比较明显，其次操作现场的尘埃对气孔也有影响。环境条件对焊接气孔的影响在手工氩弧焊时尤其明显。
八、 焊接设备和附属装置
焊接电源、供气装置以及软管等，都会酿成气孔的气体来源。
四、防止气孔的措施
一、加强焊工培训1、加强焊工理论培训，使焊工明白产生焊接气孔的因素，有利
于焊工在焊接过程中，自觉地遵守焊接工艺的要求，采取防止气孔的有效措施，从而防止焊接气孔的产生。2、加强焊工操作技能的培训，是防止气孔的必要措施。焊接电弧对大气有隔绝作用，可以防止大气融入焊缝熔池中，如果焊工操作技能差，焊接过程中运条不稳，电弧忽高忽低，将无法保证焊接工艺要求的电弧电压。电弧电压过高，将减少对大气的隔绝作用，导致大气中氮大昔融人焊缝熔池，使焊缝产生密集气孔。
(二)焊接材料的选择
化工管道安装中，管道的材质是根据管道介质、温度、压力进行选择，在设计中明确规定的，施工单位不能随便更改。管道焊接只能根据母材选取焊条的类别与成分，控制母材熔深，再结合焊接烧损规律来防止气孔。化工管道安装中，管道焊接时为避免碳氧反应形成气孔，首先必须选取低碳焊丝和焊条，其次要控制电弧气氛中氧应尽可能少，再辅以脱氧，以期取得预定成分的焊缝金属。 (三)控制外来气源1母材母材上吸附的水分、油漆、锈、油污等，是焊接时气体的主要来源，杜绝母材上外来气源的传统措施主要是清理母材表面。方法有：机械处理，包括金工加工，钢丝刷清理，砂轮打磨；化学处理，即化学清理剂清洗。试验表明，机械处理的气孔比化学处理后焊接的气孔少。
2焊接材料
2．1焊丝
手工钨极氩弧焊时焊丝上的水分、锈、油污极易导致焊接气孔的产生。因此焊前应检查焊丝如果发现焊丝上有锈，应进行除锈处理。可用砂纸除锈，对锈蚀严重的焊丝，不应再用。焊丝上沽了油、漆或其它脏物的，可以用丙酮清洗。
2．2焊条
焊条在保存、使用过程中都容易吸潮，既影响正常操作，又容易导致气孔。焊条受潮后，焊接时电弧强烈，燃烧不稳，飞溅明显增多，焊波形状粗糙，焊接气孔增多，尤其是低氢药皮吸潮后气孔产生率提高非常显著。因此防止受潮、严格烘烤都是防止气孔的重要手段。参考文献
1、刘康勇，李东军。石中玉．管道建设及焊接质量控制措施[J]．管道技术与设备，2003(02)．2、孙威．不镑钢焊条焊接熔渣及与焊条工艺质量的关系[J]．焊接。
2008(10)．
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。