如何解决高频焊接焊缝冒泡的问题

焊缝“冒泡”的现象是较为常见的金刚石刀头焊接过程中出现的问题，我们分别从原因，实例检测措施与解决办法三个方面进行研讨。

一，焊缝“冒泡”现象的产生与成因分析

金刚石刀头在进行焊接时，特别是对无焊接过渡层的夹层金刚石刀头进行钎焊时，常常出现这种情况，具体表现为焊片在熔化和填充焊缝过程中，焊缝四周边缘部位有大量的气体从焊缝中涌出，把液态的焊料和粘稠状焊剂吹起大量气泡，气泡长大到一定程度后破裂。这些气泡不断出现破裂与吹起的状态，呈缓慢沸腾状，并且持续较长的时间，直到熔融态的焊料完全凝固后，“冒泡’‘现象才停止。

焊缝冒泡直接造成焊缝周围往往留下大量的气孔，气孔有大有小，沿着焊缝边缘排列，最直接的影响就是焊缝表面有密密麻麻针孔状的孔洞，它严重影响了焊缝的外观以及焊缝强度。为了证明对焊接强度有影响，我们把刀头重新加热后拆下，对焊接面进行观察，基体一侧焊接面上的焊料无异常，而刀头焊接面上留下一些明显的因气体膨胀而把焊料挤开的痕迹，在这些痕迹所处的区域内，刀头与基体并没有形成有效的连接，说明了，焊缝冒泡的情况主要对刀头与焊料连接有影响，并且影响极大，这样的刀头在使用过程中，极易脱落，影响使用。

从整个焊接面来看，这种因气体膨胀而把焊料挤开的痕迹的区域严重时甚至大于有效连接区域的面积。因此可以断定，这种“冒泡“现象是一种对焊接质量非常有害的现象，它大幅度减少了焊接面上刀头与基体的有效连接面积，使焊料在焊缝的两侧不能有效地形成完整的“坡口“形状，并且使得水汽以及其他腐蚀性介质可以沿着气孔的外口进入到焊缝内部，对焊接面进行腐蚀，从而使连接强度进一步降低.因此，必须采取措施防止“冒泡”现象的产生。



二，在高频焊接过程中，通过实际案例寻找”冒泡”原因

在高频焊接过程中，焊机功率为15 kva，所用焊片的熔化温度在600-7300c之间，加热时间在18-25s之间，焊剂为qj102焊剂.刀头为横向五层填料的夹层形式，即三个含有金刚石的粉料层与两个不含金刚石的粉料层相互间隔，其特点是横向填料、横向压制并且无焊接过渡层，刀头的金刚石包裹体为铜基粉末配方。锯片基体直径1.6m，材质为65mn.焊接过程是在无保护气氛的条件下进行的。对“冒泡”现象进行初步分析，其成因可能有:

(1)焊接面清洁不彻底，一些残留的杂质元素加热后放出大量气体而导致冒泡;

(2)焊剂与焊片的质量问题，或者是二者的成分搭配不台理而发生不良的化学反应;

(3)刀头不够致密，加热时内部缝隙中的气体受热膨胀后逸出;

(4)金刚石刀头中的金刚石问题

(5)综合因素的作用结果。针对以上分析我们采取各种相应的实验措施进行排查，以确定导致冒泡问题的真正原因。

通过不断的测试，终于在最后发现金刚石，也就是上面第四点出现了问题 .金刚石的最大缺点是高温下容易石墨化，锯片刀头中的金刚石，其石墨化的原因是铁是一种强碳化物形成元素，在高温下能强烈溶蚀金刚石，形成fe 3c,而fe3c又很不稳定，随着温度的降低，随之发生分解，变成铁和石墨。通过查阅资料发现，在h,, n,, co等气氛保护下，金刚石在7000c以上时已开始轻微石墨化，而在无保护气氛的条件下，石墨化的开始温度更低。金刚石的热敏感性大，在高温下会燃烧为二氧化碳(cq)和一氧化碳(co).在空气中，约在4508600c之间就要出现金刚石的质变，甚至出现石墨化烧蚀，使其良好性能受损。而采用银基焊料的金刚石锯片的焊接温度一般在650-7500c之间，焊接时也没有保护气氛，这符合金刚石发生石墨化的条件，再加上融化后的焊料中某些元素的催化作用，使石墨化作用更为强烈。



三，解决办法

主要有两个解决办法，首先，减少金刚石刀头焊接面的打磨厚度，尽量减少金刚石的露出量，最好采用粒度比较细的砂轮来打磨;其次，焊接时的加热时间尽量控制在20s以内，特殊情况不超过25s，位置精度有偏差的刀头如果短时间不能调整过来，就拆下重焊。

采用这些措施后立即收到了明显的效果，焊接时一张一米六的锯片（需要一百零八颗刀头）只有个别的刀头会出现冒泡现象，并且出现的气泡量很少，不会对焊接质且造成很大的影响。采用新工艺焊接的锯片通过实际使用，使用效果正常，没有出现掉齿现象。说明焊接质量能够满足锯片的使用要求。

总的来说，减少磨底过程中的打磨厚度，让金刚石尽量少暴露或不暴露，加上用更快速的完成焊接，可以明显减少焊缝“冒泡”情况。