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不鏽鋼（gāng）精密零件加工（如焊接（jiē）、鑄造、熱處理（lǐ）等）過程中，氣孔是常見缺陷之一，可能導致零件強（qiáng）度下降、密封性失效或表麵質量惡化。以下是不同加工環節中需避免的氣孔類型、產生原因及解決（jué）措施：
一、焊接過（guò）程（chéng）中的氣孔
不鏽鋼焊接（如 TIG、MIG、激光焊）中最易（yì）產生氫氣（qì）孔、氮氣孔、CO 氣孔，具體成因及預防措施如下：
1. 氫氣孔
特征（zhēng）：氣孔呈表麵密集分布的細小白點（diǎn），或內部呈喇叭口狀，內壁（bì）光滑。
成因：
工件表麵油汙、水分（H₂O 分解（jiě）出 H）或焊絲含氫量過高。
保護氣體（如（rú）氬氣）純度不足（zú）（含水分（fèn）），或氣流不穩定導致空氣侵入。
焊接速度過（guò）快，熔池凝固時氫氣未充分逸出。
預防措施：
焊前清理：用丙酮或酒精擦拭工件表麵油汙，砂紙打磨氧化膜至金屬光澤（尤其是焊縫兩側 20mm 範圍）。
控製氣源（yuán）：使用純度≥99.99% 的（de）氬氣，焊槍噴嘴（zuǐ）直（zhí）徑適當加大（如 12~14mm），氣（qì）體流量 8~15L/min，確保保護氣罩住熔池。
烘幹材料：焊條、焊劑需（xū）按標（biāo）準烘幹（如 E308 焊條 150℃烘幹 1 小時），避免吸潮。
降低氫源：避免（miǎn）使用含鋅、鎘的清洗（xǐ）劑，減少母材表麵（miàn）鍍鋅層等含（hán）氫物（wù）質。
2. 氮氣孔（kǒng）
特（tè）征：氣孔多位於焊縫表麵，呈蜂窩狀，顏色較暗（N₂與不鏽鋼反應生成（chéng）氮化鉻）。
成因：
保護氣體（tǐ）中混入空氣（N₂占 78%），或（huò）保（bǎo）護氣流量不足導（dǎo）致氮氣（qì）侵入熔池。
采用氧化性氣體（如 CO₂）焊接時，CO₂分解產生 N₂。
預防（fáng）措施：
確保氬（yà）氣純度，避免焊槍角度過大（與工件夾角≤90°）導致保護氣 “吹散”。
焊接不鏽鋼時避免使用純 CO₂氣體，可采用 Ar+(1%~3%) O₂的混合氣體，減（jiǎn）少氮氣吸入。
焊道設計避免過於狹窄（如坡口角度≥60°），延長熔池存在時間，利於氮氣逸出。
3. CO 氣孔
特（tè）征：氣孔沿焊縫結晶方向分布，呈條蟲（chóng）狀，內壁較粗糙。
成因：
母材或焊絲中含碳量較高（如 304L 不鏽鋼（gāng）碳含（hán）量≤0.03%，而 304 碳含量≤0.08%），焊接時 C 與氧化合生成（chéng） CO。
熔（róng）池（chí）溫度過高，CO 氣體未及時逸出（如激光焊熱輸入集中時易出現）。
預防措施：
選擇低碳或超低碳焊絲（如 ER308L、ER316L），降低碳（tàn）含量。
采用小電流、高焊速的 “快速焊” 工藝，縮短熔池高（gāo）溫停留時間，減少 CO 生成。
焊前預熱（如厚板焊接預熱至 100~150℃），但需避免過熱導致晶粒粗大。
二、鑄造過程中的氣孔
不鏽鋼精密鑄造（如失蠟鑄造）中易產生侵（qīn）入性氣孔（kǒng）、析出性氣孔、反應性氣孔，需從模具、合金（jīn）液、工藝三方麵控製（zhì）：
1. 侵入性氣孔
特征（zhēng）：氣孔較大（dà），呈梨形或圓形，位於鑄件表麵或近表麵，內壁有渣質。
成因：
型殼（如矽溶膠型殼）透氣性差，金屬液充型時型腔氣體（空氣、脫模劑揮發氣）無法排出。
澆鑄速度過（guò）快，金屬液紊流卷氣。
預防措（cuò）施：
優化型殼設計：增加排氣（qì）孔（kǒng）（直徑 1~3mm，間（jiān）距 50~100mm），或在型腔頂部設置出氣（qì）冒（mào）口（kǒu）。
控製（zhì）澆鑄工藝：采用低速充型（如澆鑄速度≤0.5m/s），避免金屬液飛濺（jiàn）；傾斜澆（jiāo）鑄（角度（dù） 15°~30°），利用重力輔助（zhù）排氣。
模具預處理：型殼需充分焙燒（如 1200℃焙燒 2 小時），去（qù）除殘留有機物和水分。
2. 析出性氣（qì）孔
特征：氣孔細（xì）小，分布均勻，呈針狀或團狀（zhuàng），常見於厚壁鑄件。
成因：
熔煉（liàn）時（shí）合金液吸（xī）收氣體（tǐ）（如 O₂、N₂），冷卻過程中溶解度下降而析出（chū）。
不鏽鋼液含氣量高（如電弧爐熔煉時空氣卷入）。
預防措施：
精（jīng）煉除（chú）氣：熔（róng）煉時加入（rù）脫氧劑（如矽（guī）鈣（gài）、鋁），或采用真空熔煉（真空度≤10Pa），降低氣體溶解度。
控製（zhì）熔煉溫度：避（bì）免不鏽鋼液過熱（如 316L 鋼液溫（wēn）度控製在 1580~1620℃），減少氣體吸入。
快速澆鑄：鋼液出爐後（hòu）盡快澆鑄（停留時間≤30 分鍾），避免靜置過程中氣體重新析出。
3. 反應性氣孔
特（tè）征：氣孔（kǒng）與（yǔ）夾雜物伴生，如 Al₂O₃、SiO₂周圍形成氣孔，形狀不規則。
成因：
金屬液與型殼材料（liào）發生化學反應（如不（bú）鏽鋼中的 Cr 與型殼中的 SiO₂反應生成 CO）。
脫（tuō）模（mó）劑（如含硫、氯的有機物）與金屬液反應產生氣體。
預防措施：
選用惰性型殼材料：如使（shǐ）用剛玉（Al₂O₃）或氧化釔（Y₂O₃）型殼，避免使用石英砂（SiO₂）與不（bú）鏽鋼直接接觸。
無硫脫模劑：采用（yòng）石墨水基脫模劑，避免含（hán）硫、氯成（chéng）分（如硬脂酸鋅）。
表（biǎo）麵改性：對型殼內表麵塗覆 ZrO₂塗層，隔離金屬液與型殼（ké）的化學（xué）反應。
三、熱處（chù）理（lǐ）過程中的氣孔
不鏽鋼零件（如固溶處理、退火）加熱時可能因（yīn）氧化脫（tuō）碳、氫脆產生（shēng）氣孔或微裂紋：
1. 氧化氣孔
特征：表（biǎo）麵形成蜂窩狀小孔，伴隨氧化皮增厚，常見於空氣（qì）爐加熱。
成因（yīn）：
加熱時（shí）工（gōng）件與空氣中的（de） O₂反應生成 Cr₂O₃，若（ruò）氧（yǎng）化皮破裂，內部金屬繼續氧化產生氣體。
預防措施：
采用真空爐（真空度≤10⁻²Pa）或可控氣（qì）氛爐（如 N₂+5% H₂混合氣），避免工件直接接觸氧氣。
工件（jiàn）表麵塗（tú）覆防氧（yǎng）化塗料（如硼矽酸鹽玻璃塗層），隔離氧化介質。
2. 氫致氣孔（氫脆）
特征：零件內部出現微裂紋或針狀氣孔，尤其在應（yīng）力集中區域（如孔邊、螺紋（wén））。
成因：
熱處理前零件表麵（miàn）殘留酸（suān）洗（xǐ）液（yè）（如 HNO₃-HF 混合液（yè））中的（de）氫原子滲入基體，加熱（rè）時聚集形成 H₂氣體。
預防措施：
酸洗（xǐ）後進行去氫（qīng）處理（如 150~200℃保溫 2~4 小時），使氫原子擴散逸出。
避免在酸洗後直接進行高（gāo）溫回火，防止（zhǐ）氫原子（zǐ）快（kuài）速聚集。
四、其他加工環節的氣孔控製
1. 激光切割 / 打孔
問題：切割麵出現氣孔，邊緣粗糙。
原因：輔助氣體（O₂、N₂）純度不足，或氣壓不穩定（dìng）導致熔融金屬飛濺卷入氣體。
解（jiě）決：使用純（chún）度≥99.99% 的氮氣（qì），氣壓控製在 0.5~1.0MPa，確保熔渣及時吹（chuī）除。
2. 電火花加工（EDM）
問題：加工表（biǎo）麵出現微小氣孔，影響粗（cū）糙度。
原因：工作（zuò）液（煤油）分解產生碳（tàn）氫化合物氣體，放電時卷入加工區域。
解決：定期更換工作液，保持循環過濾係統通暢，降低氣體含（hán）量。
總結：不（bú）鏽鋼精（jīng）密零件氣孔（kǒng）控製核心原則
源（yuán）頭控製：
嚴格管控原材（cái）料（母（mǔ）材、焊絲、鑄造型殼）的氣體含量和清潔度。
避免使用含氫、硫、氯的清洗劑、脫模（mó）劑或焊接材（cái）料。
工藝優化：
焊接（jiē）時采用低氫工藝（如 TIG 焊比 MIG 焊更易控製保護（hù）氣），鑄造時強化排氣設計。
熱處理優先選擇（zé）真空或保護（hù）氣氛，減少氧化反應。
設備維護：
定期檢查氣（qì）體（tǐ）管路密封性，確保保護氣（qì）純（chún）度和流（liú）量穩定。
清理熔煉爐、熱處理（lǐ）爐（lú）內的（de）氧化物殘（cán）渣（zhā），避免汙染工件。
通過以上措施，可有效減少不鏽鋼精密零件（jiàn）加工各環節的氣孔缺陷，提升零件的精度、力學性能和表麵質量。
