气孔成因

气孔成因（精选3篇）

气孔成因 篇1

西式肉糜火腿是在较低温度 (0～4℃) 下贮存的一种熟肉制品。因其加工过程的熟化杀菌温度不高, 制品中心加热温度一般不超过82℃, 一些有害微生物和腐败菌不能被彻底杀灭, 在极为丰富的营养成分和高水份活度环境下极易生长繁殖, 所以此类产品保质期均很短, 生产中主要借助于低温抑制作用保证食品的安全。

西式肉糜火腿由于生产工艺和产品性能的特殊性, 加上受原料因素、肉水比例、填充料、环境温度的影响, 生产过程中, 在肉馅中会不可避免的溶入大量气体, 形成气孔, 这些气孔分布在制品的内部或表面, 一方面影响产品的外观形态;另一方面有气孔存在的地方, 加热熟化时, 热导性差, 热量传递不均匀, 实际加热温度稍低于平均加热温度, 常温热力杀菌达不到应有的效果, 气孔周围的微生物数量高于肉品的细菌总数平均值, 更易发生腐败变质, 从而导致西式火腿出现褪色、析水、异味、酸败等现象, 并从气孔开始向周围扩散。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 原、辅材料

冷却牛肉和冷冻牛肉、食盐、白砂糖、三聚磷酸钠、亚硝酸钠、味精、卡拉胶、异VC钠、红曲、调味品、34118型大豆分离、马铃署淀粉、玉米淀粉。

1.1.2 包装材料

多层共挤复合收缩膜、卡扣。

1.1.3 主要设备与仪器

JR-15绞肉机、GR-750真空滚揉机、全自动真空灌装机、打卡机、450g火腿模、称量仪器等。

1.2 试验方法

按照西式肉糜火腿加工工艺[1]精选猪肉切块或绞制称重配料腌制滚揉[2]自动灌装打卡装模熟制冷却检验) 进行产品加工试验。对原料、切块形态、加水比例、填充料、滚揉时间等因素对气孔成因的影响采用正交试验进行筛选, 优选最佳组合;肉馅初菌数对气孔成因的影响采用平板计数法进行统计分析;环境温度对气孔成因的影响采用检测对比分析法进行;最后综合分析各因素的相互作用。

成品气孔计数方法为随机抽取每批产成品总数量的15%进行气孔计数。成品气孔计数统计方法为每平方分米成品表面 (或切面) 残留的气孔个数。统计方法为对抽取的样品分别进行表面气孔计数和切面气孔计数, 每单个样品沿长度方向从中部切开计算切面气孔数。计算公式为:每批样品气孔数目 (个/cm 2) = (抽取样品表面气孔数目总和+抽取样品切面气孔数目总和) / (抽取样品表面面积和+切面面积和) 。

2 结果分析

2.1 原料、水份、填充料、滚揉时间4种因素对气孔形成的作用

原料类型、肉粒形态、加水比例、填充料、滚揉时间等因素都会导致在肉馅中溶入气体形成气孔。采用正交试验法进行分析。原料类型分为冷却排酸牛肉和冷冻牛肉两种;肉水比例根据肉重和水重比例不同分设4种试验水平, 见表1;肉粒形态试验分切块 (大小为1cm×1cm) 和绞制 (绞孔直径1cm) 两种形式;填充料分两种组合 (组合1:大豆分离蛋白5%, 马铃薯淀粉8%;组合2:大豆分离蛋白5%, 玉米淀粉8%) 。采用正交设计试验, 选正交表L8 (4×4) , 设个处理, 试验结果为气孔平均数 (个/cm 2) 。

从表2可以看出, 加水量 (肉水比例) 对低温肉糜火腿气孔形成的影响最大 (R=73) , 其次是滚揉时间 (R=16) , 再次是肉粒形状和填充料组合;原料肉类型对气孔的形成几乎没有影响 (R=0) 。在各个试验因素中, 最佳的试验因素分别是A1、E2、C1、D1, 所以, 低温肉糜火腿生产过程中能显著减少气孔数的试验组合因素是A1C1D1E2, 即当肉水比例为1∶1, 肉粒形状为切块 (1cm×1cm) , 填充料选大豆蛋白 (5%) 和马铃薯 (8%) 、滚揉时间为10h, 成品中气孔数量最少。

上述试验各因素中, 影响气孔数量的要素主要取决于肉馅的性状 (包括肉馅的流动性、填充性能、可塑性等) , 而肉馅的性状与低温肉糜火腿的产品品质密切相关。对制品而言, 当水份含量和填充料超过规定的标准或添加量时, 产品质量不能保证。试验的意义在于使试验中各因素符合标准或规定的物理范围, 寻找出最佳的参数组合。

2.2 肉馅初菌数对气孔成因的作用

肉馅初菌数检验的目的是确定腐败菌 (主要为产气菌) 活动对肉品中气孔形成的作用效果, 肉馅初菌数为原辅料、操作过程等因素污染造成的细菌总数。初菌数检验方法为平板菌落计数法, 记录不同初菌条件下成品中的气孔数, 以证明初菌数与气孔成因的关系。选择A1C1D1E2组合中的生鲜肉馅进行初菌数检验, 试验结果见表3。

分析图1可知, 散点图呈不规则分布, 说明肉馅初菌数与制品气孔平均数之间没有必然的关联性。

结果表明, 从原、辅材料中带入的细菌在生产过程中对气孔的形成不会产生较大影响, 这就排除了产气菌在加工过程中能形成气孔的假设

2.3 环境温度对气孔形成的影响

测定不同环境温度条件下西式火腿中残留气体的多少来证明环境温度与气孔成因的关系。选择A1C1D1E2组合, 设定不同的操作温度 (环境温度) , 以确定环境温度对气孔成因的影响。

由图2可知, 环境温度对气孔的形成由一定的影响, 在0～15℃范围, 环境温度越高, 成品中气孔数相对较少, 温度越低, 气孔数较多。在试验组合A1C1D1E2中, 最高环境温度和最低环境温度气孔数相差4个/dm 2。温度对气孔成因的影响主要取决于肉馅的流动性和气体的溢出, 在一定范围内环境温度越高, 肉馅在腌制灌装时表现出较好的流动性和填充性, 存在于肉馅中的气体容易溢出, 从而减少成品中气孔的数量。

3结论

采用正交试验对影响气孔形成的要素进行全面分析, 加水量 (肉水比例) 、滚揉时间、肉粒形状、填充料、环境温度五种因素都能对低温肉糜火腿气孔形成产生影响, 结合生产实践经验[3], 每种因素对气孔成因的干扰程度不同, 表现趋势为加水量 (肉水比例) >滚揉时间>肉粒形状>填充料>环境温度;而原料肉类型和原料初菌数两个因素对气孔的形成几乎没有影响, 可以忽略。且最佳的生产条件为A1C1D1E2组合, 环境温度8～10℃最适宜。

参考文献

[1]肖蓉, 黄世亮.鸡皮西式肉糜火腿制作工艺的研究[J].食品科技, 1999 (2) :23-25.

[2]嘉勇.西式火腿乳化质量控制研究[J].食品工业科技, 1990 (1) :24-25.

[3]崔兆亮, 刘肃敬.组合火腿加工方法的研究[J].齐齐哈尔轻工业学院学报, 1996, 12 (2) :36-37.

气孔成因 篇2

关键词：气孔类型,缺陷,成因,防治措施

焊接制造实际上是一门实践性、理论性和综合性都比较强的技术, 而在焊接过程中出现的缺陷会对整个焊接质量造成很大的影响, 严重时甚至会致使焊接件直接报废。因此, 要正确分析好造成缺陷的主要原因, 并根据这些原因采取有效的防治措施。目前在金属的焊接过程中最常出现的就是焊缝气孔这一缺陷, 而这一缺陷主要是由两种情况造成的:一是在熔池内产生的一氧化碳和和水等冶金反应产物;二是氢气和氮气等来自外部的溶解度非常有限的气体。气泡主要是由于焊接的熔池里面吸收的气体出现饱和而形成, 而这些气泡因为在焊接过程中不能及时地排出去而残留在焊缝里面, 最终形成了气孔缺陷。

1 焊缝气孔的类型

焊缝气孔会根据不同的特征分为不同的类型。例如, 根据气孔的分布区域可以把它们分为匀布状气孔和孤立气孔;再比如, 根据气孔的形态的不同又可以把它们分为条形气孔和球形气孔。而本文在此主要是根据它的气体类型的联系进行区分的, 具体可分为应用型气孔和反应型气孔。

2 焊缝气孔的形成原因

气孔的形成主要是由于气体的存在造成的, 这两者具有了必然的联系。而气孔实际上就是气泡在金属凝固的时候不能及时排除而残留在金属中造成的。而形成气泡的过程主要包括两个方面, 即形核和稳定成长。而在这两个过程中, 焊缝最终是否会形成气孔, 主要是由金属凝固速度和气孔的逸出速度两者间的对比关系所决定的, 并且当气泡逸出的速度小于金属的凝固速度时, 焊缝就会比较容易产生气孔。而影响这两者的速度比例的具体又可以分为以下这些因素。

2.1 影响气泡浮出速度的因素

2.1.1 气泡的尺寸

气泡尺寸的大小会影响气泡的浮出速度进而影响到焊缝气孔的产生。气泡的半径越大, 则气体浮出的速度就会变快。也就是说, 当原始的气体数量很多却可以让气泡的半径不断增大直至完全逸出的时候, 产生气泡的可能性相对会比较小, 而当原始气体的数量很少无法增大气泡的半径时, 那么产生气孔的可能性反而比较大。例如, 刚被涂压过后但还没有被烘干的焊条, 在进行焊接的时候焊缝产生气孔的可能性很小, 而在烘干这道程序上, 如果没有完全烘干, 则焊缝很容易就会产生气孔。

2.1.2 金属的密度

因为液体金属的密度远大于气泡的密度, 因此气泡的逸出速度并不是取决于气泡的密度而是取决于金属的密度。气泡逸出的速度会随着液体金属密度的大小而不同。当金属的密度越大时, 气体逸出的速度会越快, 反之, 当金属的密度越小, 气体逸出的速度则会越慢。因此, 一般情况下, 重金属在焊接时不容易产生气孔, 而轻金属就会很容易产生气孔。

2.1.3 金属的粘度

金属的粘度对焊缝气孔产生的影响也很大。在金属的凝固阶段中, 液体金属的粘度会急剧增大, 致使气泡很难在短时间内迅速浮出, 从而残留在金属里面形成了气孔。尤其是在焊缝的比较深的地方, 气泡浮出的难度会更加加大, 从而很容易在它的根部形成气孔。

2.2 焊接工艺的条件对气孔产生的影响

焊接条件的正常与否会直接影响到电弧的稳定性, 当它的条件不稳定时, 就会使得电弧失去了正常的保护作用, 从而致使熔融金属里会融入大量的外在气体, 造成气孔的产生。如仰焊或横焊条件不利于对气体的排出, 因此相对于平焊条件下仰焊和横焊产生气孔的可能性会更大。此外, 立焊条件下气孔产生的可能性也会随着立焊倾向的变化而变化, 当向下立焊时, 产生气孔的可能性比较大, 反之, 向上立焊时产生气体的可能性会比较小。

2.3 焊接材料对气孔产生的影响

从金属冶炼性能的角度上看, 焊接材料的还原性和氧化性能否平衡会影响到焊缝气孔的产生。不同的焊接材料对气孔的敏感程度不同, 有的会对气孔敏感性很低, 有的会对气孔敏感性很强。如氧化铁类的焊接条会具有很好的抗锈性能, 而低青类的焊条在抗锈性能方面就会比较差, 容易致使焊缝气孔的产生。

3 焊缝气孔的主要防止措施

3.1 控制好金属焊接的条件

正常的焊接条件不仅可以保证焊枪、电源、焊柜等焊接设备的正常工作状态, 而且可以有效控制好焊接工艺的正常参数。在焊接的过程中, 可以通过对焊接条件的控制来对电弧外围的气体进行限制以及为熔池中气体能够快速逸出创造有利的条件。首先就反应性气体而言, 只有创造出有助于气体逸出而限制外在气体融入的条件才能把焊缝气孔产生的可能性降低。对于不同焊接方式会影响到气泡产生的这一情况, 我们可以在焊接的过程中增加脉冲, 从而减少气体的产生。

3.2 严格选用焊接的材料

在选用焊接材料方面, 必须要选用与焊接金属物体相匹配的材料, 尽量选取抗锈性能比较好的焊接材料。如可以选用钢条的焊接材料, 在钢条的焊接过程中, 可以选取合适的惰性气体作为保护气, 并在惰性气体中添加进少量氧、二氧化碳等活性气体, 从而通过降低氢的分压去限制氢气的融入, 同时还能使液体金属表面的张力降低以及活动性能的增大, 从而有利于促进气体的排出。

3.3 抑制外来气体的融入

首先是要清理好焊接材料的表面, 因为焊丝和工件表面的油污、铁锈或氧化膜在焊接的过程中均可以向熔池提供氧和氢, 从而造成了焊缝气孔的产生, 因此在进行焊接时, 焊丝表面不能带有油污或者铁锈等等。而对于铁锈的清理方法, 一般可以采用钢丝刷或机械砂轮打磨的方式进行清理, 而针对有色金属的氧化膜, 则可让机械清理和化学清洗两种清理方式结合使用。并且在清洗过后, 要及时进行焊接。其次是要注意焊接材料的防潮, 要把烘干的焊条放到特定的保温箱或烘干箱中保管好。再次是要对焊条加强防护, 防止空气入侵熔池。

4 结束语

焊接过程中会由于许多因素的影响而造成焊缝气孔的产生, 气孔的产生一方面会跟气泡自身的特性有关, 也跟金属自身的密度有关, 此外选用焊接材料的不同也会影响到焊缝气孔的产生。因此, 我们要正确分析好影响气孔缺陷产生的这些因素, 并作出有效的防治措施, 如保持焊接的正常条件、选用适用的焊接材料, 加强对焊接条的清理和防护。

参考文献

[1]陈伯蠡.焊接冶金原理[M].北京:清华大学出版社, 1991.[1]陈伯蠡.焊接冶金原理[M].北京:清华大学出版社, 1991.

氩弧焊产生气孔分析 篇3

针对手工钨极氩弧焊常见的出气孔问题, 根据笔者多年来在手工钨极氩弧焊接方面的工作经验, 对氩弧焊产生气孔的原因进行了分析, 并介绍了一些解决的方法和注意事项。帮助焊工朋友处理在实际生产中遇到的此类问题, 更好地掌握手工钨极氩弧焊接技术

氩弧焊是以惰性气体“ 氩气” 作为保护气体的一种电弧焊方法, 氩气从喷嘴中喷出, 在焊接区形成惰性气体保护层, 隔绝了空气的侵人, 从而对电弧及熔池形成保护。

该焊接方法有很多优点: 保护效果好,焊接质量高,不会产生飞溅, 焊缝成形美观;焊接变形小,可实现单面焊双面成形,保证根部焊透, 能进行各种位置的焊接;可以焊接各种金属和合金;电弧燃烧稳定, 明弧操作, 无熔渣, 容易实现自动化。

因此, 在实际生产中得到广泛应用。但由于氩弧焊抗风能力弱, 对铁锈、水，油污特别敏感, 对气体的纯度、坡口清理、焊接工艺等要求严格,容易产生气孔。本文结合生产实际对氩弧焊焊接产生气孔问题进行分析, 并提出一些处理方法和注意事项 气孔的影响因素

1.氩气不纯

焊接碳钢时氩气的纯度不低于 99.7 %, 焊接铝时不低于 99.9 %, 而焊接钛和钛合金用的氢气纯度高达99.99%。

检测氩气纯度方法:

（1）在打磨干净的钢板或管子上不加焊丝进行焊接, 然后在焊道上多次重熔, 如果有气孔, 则说明氩气不纯

（2）焊接时, 电弧周围有非常小的火星也说明氩气不纯。

（3）有时当氩气的纯度接近焊接要求的纯度要求时, 用上述2种检测方法并不能检验出来,但是在焊接有间隙的焊口时, 就会在焊缝的根部产生断续的气孔, 或者在盖面焊时产生表面气孔, 或焊道表面有一层氧化皮。

（4）在镍板上点焊数点, 焊点呈银白色, 表面如镜面,则说明氩气纯度合格。

2.氩气流量

氩气流量过小, 抗风干扰能力弱;过大,气体流速太大,经过喷嘴时形成的近壁层流很薄,气体喷出后, 很快紊乱,而且容易把空气卷人, 对熔池的保护效果变差。所以,氩气的流量一定要合适,气流才能稳定。

3.气带漏气

气带接口或者气带漏气都会造成焊接时气体流量过小，空气被吸人气带内, 从而造成保护效果不好。

4.风的影响

风稍大, 会使氩气保护层形成紊流, 从而造成保护效果不佳。因此, 风速> 2m/s时要采取防风措施;焊接管子时,要把管口堵住,避免在管内形成穿堂风。

5.焊枪喷嘴的影响

喷嘴直径过小, 当电弧周围的氩气有效保护范围小于熔池面积时, 就会造成保护不好而产生气孔。尤其是野外作业、焊接大管子时要用较大直径的喷嘴,以有效地保护电弧和熔池。

6.焊枪喷嘴与工件间的距离

该距离小, 对侧风的影响敏感度小;该距离大,抗风干扰的能力弱。

7.气瓶内压力太小

气瓶内的压力小于1MPa 时要停用。

8.焊枪角度过大

焊枪的角度过大,一方面会把空气带人熔池, 另一方面造成长弧侧的氩气流对电弧和熔池的保护效果变差。.氢气流量表的影响

流量表出气不稳定, 忽大忽小都会影响保护效果。.操作的影响

在用带控制按钮的氢弧焊焊枪时, 在焊前要先放气, 以免气带内的压力过大, 在引弧时造成出气流量瞬间过大, 产生气孔。.焊枪配件不合适

钨极夹不配套, 堵塞气路不流畅, 保护气体从喷嘴内的一侧流出,不能形成完整的保护圈。焊接材料的影响.焊丝型号的影响

不能用埋弧焊焊丝代替手工钨极氢弧焊焊丝,否则会产生断续或者连续状的气孔。.焊丝不干净

焊丝表面有铁锈、油污、水将直接促使焊缝内产生大量的气孔。母材材质的影响

1.板材或管材质量的影响

板材或管材中若有夹层, 夹层中的杂质会促使气孔缺陷的产生。.钢种的影响

沸腾钢(氧含量大、杂质多)不能用氩弧焊焊接。

钨极的影响

1.钨极端部的影响

钨极端部不尖,电弧漂移不稳定, 破坏氩气的保护区, 使熔池金属氧化产生气孔。.引弧时电弧上爬造成保护不好

当用高频引弧的设备时, 刚引弧时钨极端部温度低,不具备足够的热发射电子能力, 电子容易从有氧化膜的地方发射, 沿电极上爬寻找有氧化物的地方发射, 此时造成电弧拉长, 氩气对熔池的保护效果变差, 当钨极的温度上升后, 电子便从钨极的前端发射, 电弧弧长相应变短。这时只要把钨极表面上氧化物打磨干净就可以排除。焊接工艺的影响.坡口清理

坡口面以及坡口两侧各10mm 范围都要打磨干净, 避免焊接时电弧产生的磁性把熔池附近的铁锈吸入熔池。.焊接速度的影响

焊接速度过快, 由于空气阻力对保护气流的影响, 氩气气流会弯曲, 偏离电极中心和熔池, 对熔池和电弧保护不好。.熄弧弧方法的影响

熄弧时采用衰减电流或加焊丝、把电弧带到坡口侧并压低电弧的熄弧方法,不要突然停弧造成高温的熔池脱离氩气流的有效保护,避免弧坑出现气孔或缩孔。.焊接电流的影响

焊接电流太小, 电弧不稳定, 电弧在钨极的端部不规则地漂移, 破坏保护区。焊接电流太大, 电弧对气流产生扰乱作用,保护效果变差。.钨极伸出长的影响

钨极伸出长太长, 氢气对电弧和熔池的保护效果变差。结语