所謂氣孔指的是氣體在焊縫中形成的孔洞。氣孔是焊縫中常遇到的一種缺陷，它的存在減少了焊縫有效的截面積，使應(yīng)力集中，破壞了焊縫的致密性，使焊件失效。
焊縫中有表面氣孔，內(nèi)部或根部氣孔，如電渣焊焊縫的內(nèi)部氣孔，也有貫穿性氣孔；從分布上看，有單個氣孔，也有成堆密集氣孔等。
形成氣孔的氣體有氫、氮、一氧化碳?xì)怏w和水蒸氣等。氫、氮氣體是在高溫時溶解于金屬中的，在凝固過程中，氫、氮氣體在液固階段溶解度發(fā)生突然下降，來不及逸出，殘留在了金屬中；一氧化碳?xì)怏w和水蒸氣是金屬冶金反應(yīng)形成而又不溶于金屬的氣體。
氣泡上浮的過程
熔池結(jié)晶速度，當(dāng)結(jié)晶速度較小時，氣泡可有充分時間逸出。
a）小結(jié)晶速度
b）大結(jié)晶速度
不同結(jié)晶速度對形成氣孔的影響
1、 氫氣孔
低碳鋼和低合金鋼焊縫中，氫氣孔的斷面呈螺釘狀，多數(shù)出現(xiàn)在焊縫表面（個別情況下也會出現(xiàn)在內(nèi)部），呈喇叭口形，氣孔四周有光滑內(nèi)壁。對于鋁鎂合金常出現(xiàn)在焊縫的內(nèi)部。
對于手弧焊來說，氫主要來自焊條焊劑中的有機(jī)物、結(jié)晶水或吸附水，母材和焊絲表面的油污和空氣中的水氣等。
氫溶入金屬中的方式：在熔渣保護(hù)的條件下，熔渣本身具有一定溶解氫的能力，溶解在渣中的氫大都以O(shè)H—的形式存在，OH—與Fe2＋通過交換電子產(chǎn)生氫原子進(jìn)入液體金屬；氣體保護(hù)焊時，氣體中的氫與金屬接觸后直接以原子或質(zhì)子形式溶入。
氫溶入的多少與溫度和金屬的狀態(tài)有關(guān)。
氫的溶解度與溫度的關(guān)系是，在固態(tài)鐵中溶解度小于0.6mL/100g，1350℃為10.1mL/100g，由固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)時，氫的溶解度驟然上升，2400℃時最大為43mL/100g。氫在不同晶格類型的金屬中溶解度也不相同，氫在面心立方晶格的金屬中的溶解度大于體心立方晶格。
液態(tài)鐵轉(zhuǎn)變?yōu)棣模璅e時，溶解度突然下降，從32mL/100g降至10mL/100g。如果熔池中已吸收了較多的氫，同時冷卻速度又比較快，在凝固過程中必然伴隨著氫由固相向液相擴(kuò)散，而使液相中氫達(dá)到過飽和狀態(tài)，從而為氫氣孔的產(chǎn)生創(chuàng)造了必要條件。
熔池結(jié)晶過程中，當(dāng)固液兩相并存時，由于固液兩相溶解度的差異，氫在結(jié)晶前沿會發(fā)生聚集，特別是相鄰樹枝晶之間凹谷部位，隨液相的減少熔池底部的濃度不斷增加，當(dāng)濃度達(dá)到不能維持過飽和狀態(tài)時，氣泡就會產(chǎn)生。
由此可知，氫氣孔是在結(jié)晶過程中形成的，在樹枝晶之間凹谷部位成核，在該部位長大、上浮都會受到樹枝晶的阻礙和粘度的阻力，因此，形成了上大下小喇叭口形的氣孔，而且往往呈現(xiàn)在焊縫的表面。
2、氮氣孔
氮氣孔形成的過程一般認(rèn)為與氫氣孔相似，這種氣孔也分布在焊縫表面，多數(shù)成堆出現(xiàn)，與蜂窩相似。斷口分析發(fā)現(xiàn)，氣孔內(nèi)表面呈凹凸形貌。但在正常的焊接時焊縫中很少出現(xiàn)氮氣孔，只有電弧較長保護(hù)不好時才會產(chǎn)生氮氣孔。
3、一氧化碳?xì)饪?BR> CO主要是FeO或其他氧化物與C在高溫時作用產(chǎn)生的。反應(yīng)如下：
[C]+[O]====CO
[FeO]+[C]====CO+[Fe]
[MnO]十[C]====CO+[Mn]
[SiO2]+2[C]====2CO+[Si]
CO氣孔是在冶金反應(yīng)后期生成的，隨著結(jié)晶的進(jìn)行，生成的CO達(dá)到一定數(shù)量。由于溫度的降低，液體粘度的增加，生成CO是吸熱反應(yīng)等原因，產(chǎn)生的CO來不及逸出，而被圍困在樹枝晶粒間。
由于CO氣泡浮出的速度比氫氣泡慢，因此多形成于焊縫內(nèi)部，呈條蟲狀，內(nèi)壁有氧化顏色。如高碳工具鋼SK5電子束焊焊縫一氧化碳?xì)饪仔蚊病?nbsp;
應(yīng)當(dāng)指出，各種氣泡中的氣體并不是單一的，而是幾種氣體同時存在的?？梢哉J(rèn)為在一定條件下，其中一種氣體對氣孔的形成起主導(dǎo)作用，而在各種氣體共同作用下，氣泡得以迅速發(fā)展和長大。
（轉(zhuǎn)載）
