连铸辊作为钢铁连铸生产中的关键部件，长期承受高温、磨损、交变载荷等复杂工况，其表面磨损后常采用明弧耐磨焊丝堆焊技术进行修复，以延长使用寿命、降低生产成本。但在实际修复过程中，气孔缺陷时有发生，不仅影响堆焊层的致密性和力学性能，还可能导致连铸辊在后续使用中出现早期失效，严重影响生产效率。本文将从材料特性、焊接工艺、操作环境等多个维度，深入剖析气孔产生的根本原因，为行业从业者提供参考。
一、焊接材料相关因素：基础环节的隐患
焊接材料的质量和适配性是影响堆焊层质量的首要因素，也是气孔产生的重要诱因。
耐磨焊丝自身质量问题：部分低质耐磨焊丝在生产过程中，金属粉末混合不均、脱氧元素（如 Mn、Si、Ti 等）含量不足，或焊丝表面存在油污、锈蚀、水分等杂质。在明弧堆焊的高温环境下，油污燃烧会产生 CO、H₂等气体，锈蚀和水分则会分解出 H₂O 和 O₂，这些气体若未能及时从熔池中逸出，就会在凝固后的堆焊层中形成气孔。此外，焊丝包装破损、储存环境潮湿，也会导致焊丝吸潮，进一步增加气孔产生的概率。
保护气体适配性不足：明弧堆焊虽无需惰性气体全程保护，但部分工况下仍需辅助保护气体减少大气中 O₂、N₂的侵入。若保护气体纯度不够（如含有水分、杂质），或气体流量调节不当（过大导致气流紊乱、过小无法有效隔绝空气），会使熔池与空气过度接触，N₂、O₂等气体溶解在熔池中，凝固时因溶解度骤降而析出，形成氮气孔或氧气孔。
二、连铸辊母材预处理不当：隐藏的 “产气源头”
连铸辊修复前的母材状态直接影响堆焊质量，若预处理不到位，极易引发气孔缺陷。
母材表面清理不彻底：连铸辊使用后，表面会附着氧化皮、铁锈、油污、熔融金属飞溅物等杂质。其中，氧化皮和铁锈中含有大量氧化物，与堆焊熔池反应会产生 CO、CO₂等气体；油污在高温下分解产生 H₂、CO 等可燃气体，这些气体若未被彻底清除，堆焊时会直接进入熔池，形成气孔。
母材内部缺陷未处理：部分连铸辊在使用过程中，内部可能产生微小裂纹、疏松等缺陷，这些缺陷中易残留空气、水分或油污。堆焊时，高温使缺陷内的气体受热膨胀，侵入熔池，而熔池凝固速度较快，气体无法及时排出，最终形成气孔。
三、焊接工艺参数不合理：过程控制的关键漏洞
明弧堆焊的工艺参数直接决定熔池的形成、流动和凝固过程，参数设置不当是气孔产生的主要原因之一。
焊接电流、电压匹配失衡：电流过大时，焊丝熔化速度加快，熔池温度升高，熔池深度增加，且易产生飞溅，导致熔池与空气接触面积增大，N₂、O₂等气体更易侵入；同时，高温会使熔池中的合金元素烧损加剧，脱氧能力下降，气体难以排出。电流过小时，熔池温度过低，熔化金属流动性差，熔池深度不足，气体无法顺利上浮逸出，易在堆焊层内部形成微小气孔。电压过高或过低则会影响电弧稳定性，导致熔池保护效果下降，引发气孔。
焊接速度与摆动方式不当：焊接速度过快时，熔池凝固时间缩短，气体来不及逸出就被凝固的金属包裹，形成气孔；速度过慢则会导致熔池过大，热量集中，母材过度熔化，增加气体侵入的概率。此外，焊接时焊丝摆动幅度过大、频率过快，会破坏电弧的稳定性，使熔池保护不充分，同样易引发气孔。
堆焊层道间处理不佳：多道堆焊时，前一道堆焊层表面会形成氧化皮、焊渣等杂质，若道间未及时清理，或未进行适当的预热，后续堆焊时，杂质与熔池反应产生气体，同时道间温度过低会导致熔池凝固速度加快，气体无法排出，形成层间气孔。
四、操作环境与人为因素：易被忽视的外部影响
操作环境的温湿度、通风条件以及操作人员的技能水平，也会对堆焊质量产生间接影响，诱发气孔。
环境温湿度超标：焊接环境湿度较大（如雨天、高湿度天气）时，空气中的水分易被焊丝、母材表面吸附，或直接进入电弧区域，分解产生 H₂、O₂等气体，侵入熔池形成气孔。环境温度过低时，母材和焊丝温度较低，堆焊时熔池温度下降过快，气体逸出受阻，同样会增加气孔产生的风险。
通风条件不合理：焊接现场通风过强时，会吹散电弧周围的保护气流，导致熔池暴露在空气中，气体侵入加剧；通风不足时，焊接产生的烟尘、气体无法及时排出，部分气体可能重新进入熔池，引发气孔。
操作人员技能不足：操作人员若未能准确控制焊接角度、电弧长度，或未能及时清理焊渣、调整工艺参数，会导致电弧不稳定、熔池保护效果差，进而引发气孔。例如，电弧过长时，电弧的挺度和稳定性下降，熔池保护不充分，易吸入空气产生气孔；电弧过短时，易造成夹渣，同时影响气体排出。
五、明弧堆焊的技术特性：固有风险的客观存在
相较于埋弧焊、氩弧焊等焊接方式，明弧堆焊的固有特性也使气孔产生的风险更高。明弧堆焊无需焊剂或惰性气体的全面保护，电弧直接暴露在空气中，熔池与空气的接触面积较大，N₂、O₂等气体易直接侵入熔池。同时，明弧堆焊的电弧温度较高，易导致焊丝和母材中的合金元素烧损，脱氧、脱氢能力下降，气体难以通过化学反应去除，更易在熔池中残留形成气孔。此外，明弧堆焊的熔池流动性相对较差，气体上浮逸出的阻力较大，进一步增加了气孔产生的概率。
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