1、第四章金属熔焊原理.4-1 焊接热过程及冶金过程特点4-2 气体对焊缝金属的影响 4-3 熔渣与金属的作用 4-4 焊缝金属的结晶4-5 焊接热影响区的组织与性能4-6 焊缝中的气孔4-7 焊接裂纹.本本 章章 重重 点点焊接冶金过程的特点。焊缝金属的脱氧、脱硫、脱磷及合金化。焊缝金属的结晶过程及组织。焊接热影响区的构成、组织与性能。焊缝中气孔的产生与防止方法。焊接裂纹的产生、形成及防止措施。.焊接化学冶金过程：熔化焊时，焊接区内各种物质（气相、液态金属、熔渣气相、液态金属、熔渣）之间在高温下相互作用的过程。包括加热、熔化、冶金反应、结晶、固态相变、形成接头几个部分。4-14-1 焊接热过程及
2、冶金过程特点焊接热过程及冶金过程特点.1.1.定义：在焊接热源作用下,焊件上某一点P的温度随时间的变 化过程叫作焊接热循环焊接热循环.2.基本参数：加热速度：随着速度增加，相变温度提高，奥氏体均质化和碳 化物溶解也越不充分，影响冷却后组织与性能。加热的最高温度：各部峰值温度的不同将严重影响其金相组织 与性能的变化以及应力与变形的分布。在相变温度以上的停留时间：相变以温度停留时间将影响奥氏 体的均质化，但如果在高温停留 时间长则会使晶粒严重粗大。冷却速度或冷却时间：将影响到固态相变组织及晶粒粗细。.离焊缝中心远近不一的各点其热循环各不相同，离焊缝越近的点，其加热速度越快，峰值温度越高，冷却也越快
3、，加热到最高点所用时间也最短。加热到最高温度的时间相对于冷却到室温的时间要短，在相变温度以上停留时间越长，越有利于奥氏体均质化。.P2（mm/kw）的大小取决于焊接方法与焊接电流，I增加，最大熔宽微有减小，最大深度明显增加；U增加，最大熔宽明显增加，最大深度明显减小。.普冶材料：矿石、焦炭、废钢铁等。焊冶材料：焊条、焊丝、焊剂等。普冶：提炼金属；焊冶：对金属再熔炼，以满足构件性能.特特 点点1、药皮反应区、药皮反应区：指焊条受热后，直到焊条药皮熔点前发生的一系列反应。1)水分蒸发2)某些物质分解3)铁合金氧化.2、熔滴反应区：、熔滴反应区：指熔滴形成、长大、脱离焊条，过渡到熔池中这个过程。)温
4、度高：18002400)与气体、熔渣的接触面积大：比表面积达 103104cm2/kg)时间短速度快：T停=0.010.1(s)，V过=7.510m/s，T过=0.00010.001(s)，T触=0.011.0(s)熔渣、熔滴搅拌混合强烈：增加相的接触面，利于反应物的进入和退出，加快反应速度。主要反应有：气体分解和熔解、金属蒸发、金属及其化合物间的氧化与还原以及焊缝金属的合金化。.3、熔池反应区：、熔池反应区：熔滴和熔渣进入熔池后各相间进行的一系列物化反应熔滴和熔渣进入熔池后各相间进行的一系列物化反应1）熔池相对要低：T=16001900。2)比表面积小：3130 cm2/kg3）时间长：手工
5、焊38s，埋弧焊625s4）反应速度没有熔滴反应区强：反应时间长。5）熔池温度不均匀：其前部与尾部反应相反。熔池前半部分发生金属熔化和气体的吸收,利于吸热反应，熔池后半部分发生金属凝固和气体的析出,利于放热反应。返返 回回目目 录录.22222NOOHHCOCO、成分：成分：金属及熔渣蒸气4-2 气相对焊缝金属的影响.1.有机物的分解和燃烧：如淀粉、纤维素等有机化合物热氧化分 解反应。2（C6H10O5）m+7mO2=12mCO2+10mH22.碳酸盐和高价氧化物的分解：CaCO3=CaO+CO2 MgCO3=MgO+CO2 6Fe2O3=4Fe3O4+O23.材料的蒸发.（二）氮对焊接质量的
6、影响（二）氮对焊接质量的影响 1)提高焊缝金属的强度、硬度，降低塑性、韧性（低温下降更明显）。2)导致氮气孔产生。3)造成时效脆化：由于过饱和的氮处于不稳定状态，随着时间的延长，其逐渐析出，形成稳定针状氮化物使焊缝塑性、韧性明显下降的现象。在液态铁中的溶解度随温度增加而增大，但当温度超过2200时，熔解度急剧下降，金属凝固时也急剧下降。.1.影响因素增加焊接电流、焊条直径，降低电弧电压，可有效减少氮的影响，直流正接比反接时焊缝中含氮量高。增加焊丝中碳的含量，可降低焊缝中氮含量，原因是碳氧化引起的沸腾有利于氮的逸出，钛、铝、锆、稀土金属与氮形成稳定且不溶于液态钢的化合物，也有一定作用。2.控制措
7、施主要加强焊接区的保护.1)氢以原子形式溶入2)以 溶入 H.原因是熔解在晶格中的氢在拉伸时集中于位错空腔中，结合为分子氢，产生很高内压力，导致金属变脆，可通过去氢处理去除。2.2.白点白点:在其拉伸或弯曲断面上出现的银白色圆形局部脆断点称为白点。大小：D=0.53mm（肉眼可见，其中心常有小夹杂物或气孔，象鱼眼，所以又叫鱼眼）。对白点的敏感性：氢在铁素体中扩散很快，利于逸出，在奥氏体中熔解度大扩散很慢，所以都不敏感。含Cr、Ni、Mo多时对白点很敏感，白点可通过去氢去除。3.3.气孔气孔：由于温度下降，熔解于金属内的氢来不及逸出而在焊缝中形成的空穴。4.4.产生冷裂纹产生冷裂纹产生原因产生原
8、因：白点是在塑性变形阶段产生的。“诱捕理论诱捕理论”解解释：释：焊缝中的气孔及非金属夹杂物边缘的空隙,好象“陷阱”一样.捕捉氢原子，并在其中结合成氢分子,在拉伸试验中“陷阱”中的氢分子被吸附.由于塑性变形新产生的微裂纹表面上,分解成原子氢,原子氢扩散到微裂纹金属晶格内,引起金属脆化。.在药皮中加入氟化物在药皮或焊芯中加入稀土金属控制焊接材料氧化还原增大焊接电流，氢吸收量增加增加电压含氢量稍有减少采用反极性可减少氢含量焊后立即将焊件加热到300350，保温23个小时的一种工艺手段。.1)自由氧对金属的氧化：2C+O2=2CO2)CO2对金属的氧化：CO2+Fe=CO+FeO3)H2O气对金属的氧
9、化：H2O+Fe=FeO+H24)混合气体对金属的氧化（一）焊接区氧的来源（一）焊接区氧的来源氧化性气体、药皮中高价氧化物、铁锈、水分等分解产物。（二）氧在金属中的溶解（二）氧在金属中的溶解 1)以原子氧形式溶解 2)以FeO形式溶解（三）金属被氧化的途径（三）金属被氧化的途径.（五）防止措施（五）防止措施 1.严格控制母材及焊材中氧的含量。2.控制焊接工艺参数。3.加强脱氧。返返 回回目目 录录.本堂课至此结束本堂课至此结束谢谢收看谢谢收看.30 熔渣：熔渣：焊条药皮，焊剂溶化后经过一系列化学变化形成的覆盖于焊缝表面的非金属物质。一、焊接熔渣一、焊接熔渣（一）熔渣的作用（一）熔渣的作用 1.
10、机械保护作用 2.冶金处理作用 3.改善工艺性能 4-3 熔渣与金属的作用 .31（二）熔渣成分（二）熔渣成分：大体由氧化物、氯化物、氟化物、硼酸盐类组成是多种化学组成的复杂体系。（三）熔渣分为三类（三）熔渣分为三类 第一类 氧化物型 第二类 盐氧化物型 第三类 盐型 由金属氧化物组成，主要用于焊接低碳钢及低合金钢由氟化物和强金属氧化物组成，主要用于焊接高合金钢。由金属的氟酸盐、氯酸盐和不含氟的化合物组成，其氧化性小，用于焊接铝、钛等活性金属及其合金。.32 这一领域存在分子理论与离子理论两种观点，分子理论认为熔渣中的氧化物按其性质可分为三类。1)酸性氧化物 SiO2 TiO2 P2O52)碱
11、性氧化物 K2O Na2O CaO MgO BaO MnO FeO3)中性氧化物 Al2O3 Fe2O3 Cr2O3.33根据分子理论碱度的定义为：B=(R 2O+RO)/RO2R 2O、RO熔渣中碱性氧化物的摩尔分数 RO2 熔渣中酸性氧化物的摩尔分数碱度B的倒数称为酸度B1.5 碱性渣 B 1.5 酸性渣.342CaCO3+Ti=2CaO+TiO2+2CO3CaCO3+Al=3CaO+Al2O3+3CO2CaCO3+Si=2CaO+SiO2+2COCaCO3+Mn=CaO+MnO+CO其中Al、Ti因亲氧能力太强，在先期脱氧中大部分被烧损，在沉淀脱氧中作用不大。(一一)脱氧剂的选择原则：脱
12、氧剂的选择原则：1.脱氧剂在焊接条件下亲氧能力应比被金属强。脱氧剂在焊接条件下亲氧能力应比被金属强。2.脱氧后产物应不熔于金属、熔点应较低，密度应比金属小且易入渣。脱氧后产物应不熔于金属、熔点应较低，密度应比金属小且易入渣。（二）主要脱氧剂（二）主要脱氧剂（按亲氧能力排，由强到弱）（按亲氧能力排，由强到弱）Al Ti Si V Mn Cr Fe（三）脱氧的途径：（三）脱氧的途径：1.先期脱氧先期脱氧：概念：概念：在药皮加热过程中进行的脱氧叫在药皮加热过程中进行的脱氧叫。脱氧目的：脱氧目的：去除去除药皮中分解出的药皮中分解出的CO2及及O2。特点：特点：脱氧过程及产物不与熔滴金属发生直接关系。脱
13、氧过程及产物不与熔滴金属发生直接关系。脱氧效果：脱氧效果：脱氧不完全脱氧不完全。.352.沉淀脱氧沉淀脱氧：概念：概念：在熔滴与熔池中脱氧叫在熔滴与熔池中脱氧叫。脱氧目的：脱氧目的：去除去除熔解在液态金属中的熔解在液态金属中的FeO。特点：特点：脱氧过程与产物与熔滴及熔池金属发生直接关系。脱氧过程与产物与熔滴及熔池金属发生直接关系。脱氧效果：脱氧效果：好好。3.扩散脱氧扩散脱氧：概念：概念：利用利用FeO向熔渣的扩散作用来降低焊缝金属氧含量的脱氧叫向熔渣的扩散作用来降低焊缝金属氧含量的脱氧叫。脱氢目的：脱氢目的：去除去除熔池金属中的熔池金属中的FeO。特点：特点：脱氧过程与产物与熔池金属及熔渣
14、发生直接关系。脱氧过程与产物与熔池金属及熔渣发生直接关系。脱氧效果：脱氧效果：不完全不完全。Mn+FeO=Fe+MnOSi+2FeO=2Fe+SiO2FeO+SiO2=FeOSiO2FeO+TiO2=FeOTiO2.36（四）酸碱性焊条脱氧剂的选择及脱氧：（四）酸碱性焊条脱氧剂的选择及脱氧：酸性焊条：酸性焊条：主要脱氧剂是主要脱氧剂是Mn（为什么不用为什么不用Ti；Si？）。碱性焊条：碱性焊条：主要脱氧剂是主要脱氧剂是Ti；Si（为什么不用为什么不用Mn？）。）。酸碱性焊条脱氧主要途经：酸碱性焊条脱氧主要途经：酸性焊条：酸性焊条：扩散脱氧扩散脱氧（为什么为什么？）。？）。碱性焊条：碱性焊条：沉
15、淀脱氧沉淀脱氧（为什么为什么？）。？）。.371.硫的来源：硫的来源：母材及焊接材料。母材及焊接材料。2.硫对焊接质量的影响硫对焊接质量的影响 形成低熔共晶体，导致热裂纹产生。形成低熔共晶体，导致热裂纹产生。引起偏析，降低冲击韧性及耐腐蚀性能。引起偏析，降低冲击韧性及耐腐蚀性能。3.硫在焊缝中存在的方式硫在焊缝中存在的方式 FeS方式存在：以方式存在：以片状片状存在，能大量熔解在金属中，存在，能大量熔解在金属中，危害最大危害最大。MnS方式存在：以方式存在：以球状球状存在，在金属中的熔解度很小，危害不大。存在，在金属中的熔解度很小，危害不大。Fe+FeS(熔点985)FeO+FeS(熔点940
16、)NiS+Ni(熔点644).384.硫的控制措施硫的控制措施最好的措施还是严格控制母材中硫的含量。最好的措施还是严格控制母材中硫的含量。元素脱硫：元素脱硫：FeS+MnMnS+Fe熔渣脱硫：熔渣脱硫：FeS+MnOFeO+MnS FeS+CaOCaS+FeO （CaS不熔于金属，进入熔渣）不熔于金属，进入熔渣）5.酸碱性焊条的脱硫酸碱性焊条的脱硫（为什么说脱氧效果好的脱硫效果也好为什么说脱氧效果好的脱硫效果也好？）酸性焊条：其渣中大量的酸性焊条：其渣中大量的SiO2、TiO2易与易与CaO、MnO结合成复结合成复 合物，且合物，且 CaO、MnO含量本身就少，熔渣脱硫能力含量本身就少，熔渣脱
17、硫能力 弱，主要靠元素脱硫，脱硫效果差。弱，主要靠元素脱硫，脱硫效果差。碱性焊条：含大量碱性焊条：含大量CaO；MnO，熔渣脱硫能力强，同时也可进，熔渣脱硫能力强，同时也可进 行元素脱硫，脱硫效果好。行元素脱硫，脱硫效果好。元素脱硫效果元素脱硫效果为什么不理想？为什么不理想？.39磷的来源：磷的来源：母材及焊接材料。母材及焊接材料。磷对焊接质量的影响磷对焊接质量的影响形成低熔共晶体，导致热裂。形成低熔共晶体，导致热裂。增加冷脆性，降低冲击韧性，引起冷裂。增加冷脆性，降低冲击韧性，引起冷裂。3.磷在焊缝中的存在方式：磷在焊缝中的存在方式：Fe2P；Fe3P。Fe3P+Fe(熔点1050)Ni3P
18、+Fe(熔点880).404.磷的控制措施磷的控制措施（最好的措施还是严格控制母材中磷的含量最好的措施还是严格控制母材中磷的含量）磷的氧化：磷的氧化：2Fe2P+5FeOP2O5+11Fe 2Fe3P+5FeOP2O5+9Fe利用碱性氧化物与利用碱性氧化物与P2O5反应形成稳定磷酸盐入渣。反应形成稳定磷酸盐入渣。3CaO+P2O5Ca3P2O8 4CaO+P2O5Ca4P2O95.酸碱性焊条的脱磷酸碱性焊条的脱磷 酸性焊条：因其酸性焊条：因其CaO含量极少，所以脱磷效果差。含量极少，所以脱磷效果差。碱性焊条：因其碱性焊条：因其CaO；MnO含量高，所以脱磷效果比酸性焊条好（正含量高，所以脱磷效
19、果比酸性焊条好（正因为碱性焊条脱硫脱磷效果比酸性焊条好，所以碱性焊条具有很好的抗因为碱性焊条脱硫脱磷效果比酸性焊条好，所以碱性焊条具有很好的抗裂性，力学性能也高于酸性焊条）。裂性，力学性能也高于酸性焊条）。1.脱氧与脱磷之间存在什么关系？2.为什么说焊缝金属的脱磷效果普遍较差？.41(一一)合金过渡的目的及方式合金过渡的目的及方式1.目的：补尝、改善、获得特殊性能2.方式：应用合金焊丝或带极。应用药芯焊丝或药芯焊条 应用合金药皮或粘结焊剂 应用合金粉未 应用置换反应.421.合金剂过渡的方式合金渣-液渣-液界面液态金属中溶解扩散搅拌均匀.2.在合金过渡过程中各阶段的作用Kb0.4 熔滴过渡为主
20、Kb0.4 熔池过渡为主.43.443.合金过渡时的物质平衡Md=M0-(Msl+Mxo)Md-过渡到熔敷金属的合金量;M0-原始加入量Msl-残留损失Mxo-氧化损失 .451.合金过渡系数合金过渡系数CcoKCcwCCeCbdd式中Cd-合金元素在熔敷金属中含量Ce-合金元素原始含量Cco-合金元素在药皮中的含量Ccw-在焊芯中的含量 Kb-药皮的重量系数.46合金元素的物化性质 Cu、Ni、Co、Fe、W、Mo、Cr、Mn、V、Si、Ti、Zr、Al在1600各种合金元素对氧的亲和力 由左到右增强合金元素的含量合金元素的含量,但增加一定时,趋于定值.合金剂的粒度：粒度增加，过渡系数增加，
21、过大因不易熔化而减少。药皮的成分 药皮或焊剂的氧化势 合金元素与其氧化物共存时,合金元素与其氧化物与渣的酸碱性相同时,药皮重量系数 Kb 返返 回回目目 录录.474-4 焊缝金属的结晶一、焊缝金属的一次结晶一、焊缝金属的一次结晶概念：概念：焊缝金属由高温液态转变为高温固态的过程叫焊缝金属由高温液态转变为高温固态的过程叫。一次结晶的过程一次结晶的过程(见图见图5-6；5-7)生核：在熔合线上产生晶核。生核：在熔合线上产生晶核。长大：其沿散热的相反方向长大，并垂直熔合线指向熔池中心。长大：其沿散热的相反方向长大，并垂直熔合线指向熔池中心。其结晶具有熔池体积小，温度高，温差大，在运动状态下结晶等特
22、点.48一次结晶过程中的偏析一次结晶过程中的偏析1显微偏析显微偏析（见图（见图5-8）：）：概念：在一个柱状晶粒内部和晶粒之间化概念：在一个柱状晶粒内部和晶粒之间化 学成分分布不均的现象叫学成分分布不均的现象叫。偏析规律：由中心向四周依次加重。偏析规律：由中心向四周依次加重。显微偏析的种类：显微偏析的种类：晶内偏析：在一个柱状晶粒内部化学成分晶内偏析：在一个柱状晶粒内部化学成分 分布不均匀的现象叫分布不均匀的现象叫。晶间偏析：相邻两个晶粒间化学成分分布晶间偏析：相邻两个晶粒间化学成分分布 不均匀的现象叫不均匀的现象叫。影响显微偏析的因素：金属的化学成分和冷却速度，成分越杂，影响显微偏析的因素：
23、金属的化学成分和冷却速度，成分越杂，冷却速度越快，越严重，冷却速度越快，越严重，.492区域偏析区域偏析（见图（见图5-9）：）：概念：由于晶粒的不断长大，把杂质推向熔池中心，使熔池中心含概念：由于晶粒的不断长大，把杂质推向熔池中心，使熔池中心含 杂高于其它部位的现象叫杂高于其它部位的现象叫。偏析规律：由熔池周围指向中心依次加重。偏析规律：由熔池周围指向中心依次加重。影响区域偏析的因素：影响区域偏析的因素：焊接材料：焊接材料：合金成分或杂质多，偏析越严重。冷却速度：冷却速度：冷却速度快，杂质及低熔混合物聚集困难，不易产生。焊缝的断面形状：焊缝的断面形状：宽而浅的焊缝，偏析集中于表面；窄而深的则
24、 集中于中心地带。焊缝的形状系数.503 3层状偏析：层状偏析：概念：由于金属的流动及热量的提供、传递的脉动性和结晶潜热概念：由于金属的流动及热量的提供、传递的脉动性和结晶潜热的放出，使结晶过程出现周期性的变化而使结晶前沿含杂量高于其它的放出，使结晶过程出现周期性的变化而使结晶前沿含杂量高于其它部位的现象叫部位的现象叫。偏析规律：沿焊缝的发展方向，越后焊的偏析越严重。偏析规律：沿焊缝的发展方向，越后焊的偏析越严重。影响：导致火口裂纹（弧坑裂纹）。影响：导致火口裂纹（弧坑裂纹）。低碳钢一次结晶组织：低碳钢一次结晶组织：为奥氏体。为奥氏体。.51二、二次结晶二、二次结晶1.概念：概念：焊缝金属由高
25、温固态转变为 常温固态的过程叫。2.特点：特点：发生同素异构转变，由一种 金相组织转变另一种或几种。3.应用：应用：利用对这一过程的控制可以 获得所需的金相组织及一定 大小的晶粒。4.组织：组织：因材料不同而不同，低碳钢 二次结晶组织是：铁素体(F)+珠光体(P)。5.组织对性能的影响：组织对性能的影响：随着冷却速随着冷却速 度的度的，F，P，晶粒，晶粒 粒度粒度，强度、硬度，强度、硬度，塑性、韧性塑性、韧性 M+M-A组织F+P组织返返 回回目目 录录.本堂课至此结束本堂课至此结束谢谢收看谢谢收看.4-5 焊接热影响区的组织与性能 在焊接接头中，因受焊接热源的影响而产生组织与性能变化的近缝金
26、属区称焊接热影响区。.不同焊接方法热影响区的平均尺寸不同焊接方法热影响区的平均尺寸.熔合区熔合区的组织的组织与性能极不均匀，与性能极不均匀，是产生裂纹、脆性是产生裂纹、脆性破坏的发源地，是破坏的发源地，是焊接接头性能最差焊接接头性能最差的区域的区域。一、熔合区一、熔合区.二、低碳钢接头的热影响区二、低碳钢接头的热影响区.铁铁 碳碳 合合 金金 状状 态态 图图 动动 画画 演演 示示.焊缝金属过热区正火区不完全重结晶区熔合区母材16Mn钢焊接热影响区.三、合金钢接头的热影响区三、合金钢接头的热影响区.四、热输入对焊接接头性能的影响四、热输入对焊接接头性能的影响1.焊接热输入的定义：在熔焊时，由
27、焊接能源输入给 单位长度焊缝上的能量叫。2.计算：q=IhUh/其中：q热输入 能量转换系数 Ih焊接电流（A）Uh电弧电压（V）焊接速度（cm/s）热输入增加，晶粒变粗，塑性、韧性、硬度下降。只有在某一个热输入下，材料才具有良好的综合性能，此钢的最佳热输入值为：3000J/cm左右。返返 回回目目 录录.4-6 焊缝中的气孔一、气孔的定义、分布、形状1.定义：在焊接过程中，熔解于熔 池中的气体气体在结晶时来不来不 及逸出及逸出而残留在焊缝中形 成的空穴空穴叫。2.分布：表面；内部。3.形状：球形、条形、虫形和针状.二、气孔产生原因二、气孔产生原因(一)氢气孔氢气孔特征：碳钢多多出现在表面在表
28、面，断面呈螺旋状，表面断面呈螺旋状，表面看看呈喇叭口形状，呈喇叭口形状，孔壁光滑孔壁光滑。内部内部气孔以小球状小球状存在。形成原因：形成原因：高温熔入的氢，在焊缝结晶时因熔解度的减少而出现 过饱和，没能及时逸出而形成气孔。(二)一氧化碳气孔一氧化碳气孔特征：在内部在内部，沿结晶方向分布，呈长条形或长虫状呈长条形或长虫状，表面光滑光滑。形成原因：形成原因：由于熔池中冶金反应产生的一氧化碳没能及时逸出。在气保焊中如果保护效果不好很容易引起氮气孔，这种气孔呈密集形蜂窝状.三、影响气孔产生的因素三、影响气孔产生的因素1.冶金因素熔渣的氧化性：氧化性强，易产生co气孔，不易产生氢气孔。药皮的成分：药皮中
29、含氟石，则可有效减少氢气孔产生，而 钾、钠等稳弧剂多时可增加氢气孔的产生。铁锈的影响：焊接区存在铁锈、水等时易引起氢气孔。2.工艺因素焊接方法：埋弧焊、气焊、气保焊相对易产生气孔。焊接参数：高焊速、大电流、高电压易产生气孔。电流种类及极性：交流易产生气孔、反接气孔倾向最小。.四四防防止止气气孔孔产产生生的的措措施施消除或减少产生气孔的各种气体来源。消除或减少产生气孔的各种气体来源。加强焊接区的保护。正确执行焊接工艺规程返返 回回目目 录录.4-7 焊接裂纹.(一)定义:在焊接过程中，焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近冷却到固相线附近的 高温区产生的焊接裂纹产生的焊接裂纹叫。(二)热裂纹的特点产
30、生时间：焊接过程的高温阶段高温阶段。产生部位：大多发生在焊缝上在焊缝上。外观特征：表面裂纹有明显锯齿形明显锯齿形，断面氧化色断面氧化色明显。金相结构特征：为晶间裂纹晶间裂纹，沿晶间界面发展沿晶间界面发展。.(三)热裂纹产生的原因1.外因：焊接拉应力的产生。2.内因：晶界界面上低熔共晶体的存在。(四)影响热裂纹产生的因素1.合金元素的影响硫的影响：硫含量增加，热裂倾向加重。碳的影响：含量增加，淬硬倾向增加，硫在铁中溶解减少，FeS增加。锰的影响：含量增加，热裂倾向减少，减少FeS产生。硅的影响：含量增加，其作用同碳。2.一次结晶组织的影响：一次结晶晶粒越粗大，越易引起热裂。3.力学因素的影响：结
31、构刚性越大，约束越大，冷却速度越快，越易热裂。.(五)防止热裂的措施1.冶金措施：控制焊缝化学成分。控制焊缝化学成分。改变焊缝组织。改变焊缝组织。2.工艺措施：控制焊缝形状。控制焊缝形状。选择合理焊接顺序。选择合理焊接顺序。采用碱性焊条和焊剂。采用碱性焊条和焊剂。采用引出板。采用引出板。提高焊缝的形状系数，减少区域偏析。尽可能让焊缝自由收缩，减少拉应力。加强脱硫效果。避免火口裂纹。减少低熔共体的产生。形成双相组织，打破晶界发展方向。.(一)定义:焊接接头冷却到较低温度下产生 的焊接裂纹叫。(二)冷裂纹的特点产生时间：焊接后（200300）。产生部位：大多发生在热影响区、母材 或母材与焊缝交界处
32、。外观特征：表面裂纹无明显锯齿形，裂 口无氧化色且光亮。金相结构特征：多为穿晶裂纹。.(三)冷裂纹产生的原因1.淬硬倾向：倾向增加，M组织增加，易冷裂。2.氢的作用：大量氢的存在，引起氢脆、白点，气孔，造成冷裂。3.焊接应力(四)防止冷裂的措施1.冶金措施：控制焊缝中氢的含量。控制焊缝中氢的含量。选用奥氏体焊条。选用奥氏体焊条。2.工艺措施：焊前预热。焊前预热。选择合适焊接参数。选择合适焊接参数。采用减少氢的措施。采用减少氢的措施。采取消氢处理。采取消氢处理。进行焊后热处理。进行焊后热处理。采用低氢焊条。利于奥氏体良好的塑性抵消部分应力。预热降低冷却速度，减少倾硬与应力。采用合理焊速可有效控制
33、冷却速度。烘干焊材，去除母材与焊材中氢，合理运用极性接法。促进氢的扩散与消除。.本章结束本章结束谢谢收看谢谢收看欢迎同学们批评指正欢迎同学们批评指正.4.为什么电弧焊时熔化金属的含氮量高于它的正常溶解度？5.氮对焊接质量有哪些影响？控制焊缝含氮量的主要措施是什么？6.手弧焊时，氢通过哪些途径向液态铁中溶解？写出溶解反应及规律？7.氢对焊接质量有哪些影响？8 既然随着碱度的增加水蒸气在熔渣中的溶解度增大，为什么在低氢型焊条熔敷金属中的含氢量反而比酸性焊条少？.9.综合分析各种因素对手工电弧焊时焊缝含氢量的影响。10.今欲制造超低氢焊条 问设计药皮配方时应采取什么措施？11.氧对焊接质量有哪些影响
34、？应采取什么措施减少焊缝含氧量？12.保护焊焊接低合金钢时，应采用什么焊丝？为什么？13.在焊接过程中熔渣起哪些作用？设计焊条、焊剂时应主要调控熔渣的哪些物化性质？为什么？)100/1(3gcmH.14.测得熔渣的化学成分为：CaO41.94%、-28.34%、23.76%、FeO5.78%、7.23%、3.57%、MnO3.74%、4.25%，计算熔渣的碱度和，并判断该渣的酸碱性。15.已知在碱性渣和酸性渣中各含有15%的FeO，熔池的平均温度为1700，问在该温度下平衡时分配到熔池中的FeO量各为多少？为什么在两种情况下分配到熔池中的FeO量不同？为什么焊缝中实际含FeO量远小于平衡时的含量？.16.既然熔渣的碱度越高，其中的自由氧多，为什么碱性焊条焊缝含氧量比酸性焊条焊缝含氧量低？17.为什么焊接高铝钢时，即使焊条药皮中不含硅，只是由于用水玻璃作粘结剂，焊缝还会严重增硅？18.综合分析熔渣中的在焊接化学冶金过程是所起的作用。19.综合分析熔渣的碱度对金属的氧化、脱氧、脱硫、脱磷、合金过渡的影响。.
