1、(最新整理)第15讲焊接气孔和夹杂2021/7/261第1页，共32页。第四章第四章 焊接气孔和裂纹焊接气孔和裂纹 第15讲2021/7/262*第2页，共32页。4.1 4.1 焊接气孔焊接气孔v气孔和夹杂是焊缝中经常遇到的两种缺陷，他们都是气孔和夹杂是焊缝中经常遇到的两种缺陷，他们都是在熔池金属在熔池金属结晶结晶过程中产生的。过程中产生的。v气孔和夹杂不仅削弱焊缝的有效工作断面，而且也带来应气孔和夹杂不仅削弱焊缝的有效工作断面，而且也带来应力集中，显著降低焊缝金属的强度和韧性，对动载强度和力集中，显著降低焊缝金属的强度和韧性，对动载强度和疲劳强度更为不利，有时会引起裂纹或影响焊缝气密性。疲
2、劳强度更为不利，有时会引起裂纹或影响焊缝气密性。2021/7/263*第3页，共32页。4.1.1 气孔的类型及其分布特征气孔的类型及其分布特征从碳钢到低合金钢、有色金属几乎都有可能产生气孔。从碳钢到低合金钢、有色金属几乎都有可能产生气孔。一些可能产生气孔的原因：一些可能产生气孔的原因：v焊条、焊剂烘干不足焊条、焊剂烘干不足v被焊金属和焊丝表面有锈、油污或其他杂质被焊金属和焊丝表面有锈、油污或其他杂质v焊接工艺不稳定（电弧电压偏高、焊速太大和电流太小等）焊接工艺不稳定（电弧电压偏高、焊速太大和电流太小等）v焊接区保护不良等焊接区保护不良等v电渣焊焊低碳钢时，由于脱氧不足，在焊缝中出现气孔电渣焊
3、焊低碳钢时，由于脱氧不足，在焊缝中出现气孔1.手弧焊时如有锈，则可能在焊缝表面出现气孔手弧焊时如有锈，则可能在焊缝表面出现气孔2021/7/264*第4页，共32页。1、气孔的类型、气孔的类型 按其所在位置分：按其所在位置分：表面气孔表面气孔 内部气孔（需通过无损探伤发现）内部气孔（需通过无损探伤发现）按其分布分：按其分布分：单个存在单个存在 密集成堆密集成堆 贯穿整个焊缝贯穿整个焊缝 弥散于焊缝内部弥散于焊缝内部 按形成气孔的气体分按形成气孔的气体分：H气孔气孔 N气孔气孔 CO气孔气孔2021/7/265*第5页，共32页。2、气孔的来源、气孔的来源 高温时某些气体溶解于熔池金属中，当高温
4、时某些气体溶解于熔池金属中，当凝固和相变时，气体的溶解度降低而来不及凝固和相变时，气体的溶解度降低而来不及逸出，残留在焊缝内部的气体，如逸出，残留在焊缝内部的气体，如H和和N；由于冶金反应产生的不溶于金属的气体，由于冶金反应产生的不溶于金属的气体，如如CO和和H2O。形成气孔的各种气体的来源各不相同，但形成气孔的各种气体的来源各不相同，但都是在焊缝凝固过程中来不及逸出而形成的。都是在焊缝凝固过程中来不及逸出而形成的。2021/7/266*第6页，共32页。3、气孔的形态和特征、气孔的形态和特征 H气孔气孔v对于低碳钢和低合金钢，对于低碳钢和低合金钢，H气孔大多数出现在焊缝表面，气孔大多数出现在
5、焊缝表面，气气孔断面呈螺旋状，内壁光滑，在焊缝表面呈喇叭状开口。孔断面呈螺旋状，内壁光滑，在焊缝表面呈喇叭状开口。v个别情况下，个别情况下，H气孔也会出现在焊缝内部，如：焊条药皮中气孔也会出现在焊缝内部，如：焊条药皮中含有较多的结晶水，使焊缝中的含氢量过高，焊缝凝固时含有较多的结晶水，使焊缝中的含氢量过高，焊缝凝固时来不及上浮而残留在焊缝内部。来不及上浮而残留在焊缝内部。Al、Mg合金焊接时，合金焊接时，H气气孔常出现在焊缝内部。孔常出现在焊缝内部。vH气孔是在结晶过程中形成的，气孔是在结晶过程中形成的，在相邻树枝晶的凹陷最深处在相邻树枝晶的凹陷最深处产生，浮出困难。但氢又具有较大的扩散能力，
6、极力挣脱产生，浮出困难。但氢又具有较大的扩散能力，极力挣脱现成表面，上浮逸出，两者综合作用的结果是形成了喇叭现成表面，上浮逸出，两者综合作用的结果是形成了喇叭口型的表面气孔。口型的表面气孔。N气孔气孔 一般认为其机理与一般认为其机理与H气孔相似，多在焊缝表面，气孔相似，多在焊缝表面，多数情多数情况下成堆出现。况下成堆出现。焊接生产中由焊接生产中由N引起的气孔较少。引起的气孔较少。2021/7/267*第7页，共32页。CO气孔气孔 各种结构钢中均含有碳，焊接时将引起如下冶金反应而各种结构钢中均含有碳，焊接时将引起如下冶金反应而产生大量产生大量CO：C+O=COFeO+C=CO+Fe MnO+C
7、=CO+Mn SiO2+C=2CO+Si CO气体不溶于钢，在熔池处于高温时，可以以气泡形式从气体不溶于钢，在熔池处于高温时，可以以气泡形式从熔池中逸出，不会形成气孔。但在熔池凝固阶段一方面由熔池中逸出，不会形成气孔。但在熔池凝固阶段一方面由于成分偏析使液相中局部区域于成分偏析使液相中局部区域FeO和和C含量提高，促使含量提高，促使CO生成。另一方面，温度降低，金属熔池粘度加大，在快生成。另一方面，温度降低，金属熔池粘度加大，在快速结晶下速结晶下CO来不及逸出变成气孔。来不及逸出变成气孔。CO气孔沿结晶方向分布，象条虫状卧伏在焊缝内部。气孔沿结晶方向分布，象条虫状卧伏在焊缝内部。2021/7/
8、268*第8页，共32页。注意：注意：上述气孔特征只是在正常情况下形上述气孔特征只是在正常情况下形成的。在某些特殊情况下，也会出现反常情成的。在某些特殊情况下，也会出现反常情况。例如：况。例如：CO2气体保护焊时，当焊丝的脱气体保护焊时，当焊丝的脱氧能力不足的情况下，氧能力不足的情况下，CO气孔可能有内部气孔可能有内部转至焊缝表面。转至焊缝表面。因此，在判断气孔的类型时，不应只看因此，在判断气孔的类型时，不应只看气孔的存在形式（一般特征），还应考虑形气孔的存在形式（一般特征），还应考虑形成气孔的具体条件。成气孔的具体条件。2021/7/269*第9页，共32页。4.12 焊缝中形成气孔的机理焊
9、缝中形成气孔的机理 研究表明，气孔的形成大致经历研究表明，气孔的形成大致经历形核、长大和上浮形核、长大和上浮三三个阶段。个阶段。1、气泡的生核、气泡的生核 气泡形核必须具备两个条件：气泡形核必须具备两个条件：液态金属中由过饱和气体；液态金属中由过饱和气体；形核时需有能量（有现成表面存在时，可降低能量消形核时需有能量（有现成表面存在时，可降低能量消耗）。耗）。焊接时熔池金属可以获得大量的气体（焊接时熔池金属可以获得大量的气体（H、N、CO），所以这），所以这条件较易满足。条件较易满足。2021/7/2610*第10页，共32页。在焊接熔池中有现成表面存在的条件下，形成气泡核所需的在焊接熔池中有现
10、成表面存在的条件下，形成气泡核所需的能量如下式：能量如下式：Ep=-（ph-pL）V+A1-Aa/A(1-cos）式中，式中，Ep形成气泡核所需的能量；形成气泡核所需的能量；ph气泡内的气体压力；气泡内的气体压力；pL液体压力；液体压力；V气泡核的体积；气泡核的体积；相间张力；相间张力；A气泡核的表面积；气泡核的表面积；Aa吸附力的作用面积；吸附力的作用面积；气泡核和现成表面的沁润角。气泡核和现成表面的沁润角。由上式可看出，气泡依附在现成表面时，由于降低由上式可看出，气泡依附在现成表面时，由于降低和提和提高高Aa/A比值，使能量减少。比值，使能量减少。2021/7/2611*第11页，共32页
11、。可以认为可以认为，Aa/A的比值最大的地方就是最有的比值最大的地方就是最有可能产生气泡的地方，树枝晶相邻的凹陷可能产生气泡的地方，树枝晶相邻的凹陷处和母材金属尚未熔化晶粒的界面上处和母材金属尚未熔化晶粒的界面上Aa/A的的比值最大，因此，在这些部位最易产生气比值最大，因此，在这些部位最易产生气泡核。泡核。此外，当此外，当Aa/A比值一定时，比值一定时，角越大，形成角越大，形成气泡核所需的能量越小。气泡核所需的能量越小。2021/7/2612*第12页，共32页。2、气泡长大、气泡长大 气泡核形成后，要继续长大，应满足以下条件：气泡核形成后，要继续长大，应满足以下条件：phpo 式中，式中，p
12、h气泡内部压力；气泡内部压力；ph=pH2+pN2+pCO+pH2O+po阻碍气泡长大的外部压力。阻碍气泡长大的外部压力。在具体条件下，只有一种气体起主要作用，而其它气体起在具体条件下，只有一种气体起主要作用，而其它气体起辅助作用。辅助作用。外部压力包括外部压力包括：大气压力、液态金属、熔渣的压力和表面：大气压力、液态金属、熔渣的压力和表面张力引起的附加压力。张力引起的附加压力。若气泡核附着在液固相表面时，表面张力引起的附加若气泡核附着在液固相表面时，表面张力引起的附加压力将减小，气泡便易于长大。压力将减小，气泡便易于长大。2021/7/2613*第13页，共32页。3、气泡上浮、气泡上浮 当
13、气泡长大到一定程度，便会脱离所附着的表面上浮。当气泡长大到一定程度，便会脱离所附着的表面上浮。气泡脱离现成表面的能力取决于气泡脱离现成表面的能力取决于液态金属、气相、现成液态金属、气相、现成表面之间的张力表面之间的张力，即：，即：cos=(1.g-1.2)/2.g 式中，式中，气泡与现成表面的浸润角；气泡与现成表面的浸润角；1.g现成表面与气泡间的表面张力；现成表面与气泡间的表面张力；1.2现成表面与熔池金属间的表面张力；现成表面与熔池金属间的表面张力；2.g熔池金属与气泡间的表面张力。熔池金属与气泡间的表面张力。2021/7/2614*第14页，共32页。v当当90时，有利于气泡逸出；时，有
14、利于气泡逸出；v当当90时，若结晶速度较大，气泡来不时，若结晶速度较大，气泡来不及逸出而形成气孔。及逸出而形成气孔。凡是能减小凡是能减小2.g和和1.2，以及增大，以及增大1.g的因素的因素都有利于气泡快速逸出，因为这可以减小都有利于气泡快速逸出，因为这可以减小值。值。2021/7/2615*第15页，共32页。v当结晶速度较小时，气泡可以有充分的时间逸出，当结晶速度较小时，气泡可以有充分的时间逸出，易于得到无气孔的焊缝；当结晶速度较大时，气泡易于得到无气孔的焊缝；当结晶速度较大时，气泡有可能来不及逸出而形成气孔；有可能来不及逸出而形成气孔；v在结晶过程中，如果气泡逸出速度比结晶速度更大，焊在
15、结晶过程中，如果气泡逸出速度比结晶速度更大，焊缝不会产生气孔。缝不会产生气孔。v气泡的半径越大，熔池中液态金属的密度越大，粘气泡的半径越大，熔池中液态金属的密度越大，粘度越小时，气泡的上浮速度就越大，焊缝就不易产度越小时，气泡的上浮速度就越大，焊缝就不易产生气孔。生气孔。综上所述综上所述，气孔形成过程与结晶过程有些类似，也是气孔形成过程与结晶过程有些类似，也是由生核、核长大组成，当气泡长大到一定程度便开始上浮，由生核、核长大组成，当气泡长大到一定程度便开始上浮，在不利条件下（当气泡的浮出速度小于结晶速度时）就有在不利条件下（当气泡的浮出速度小于结晶速度时）就有可能残留在焊缝中形成气孔。可能残留
16、在焊缝中形成气孔。2021/7/2616*第16页，共32页。4.1.3 影响因素及防治措施影响因素及防治措施 1、冶金因素的影响、冶金因素的影响 主要是指主要是指焊接材料的成分及冶金反应、熔渣的氧化性、焊接材料的成分及冶金反应、熔渣的氧化性、药皮或焊剂的冶金反应、保护气体的气氛、铁锈和水分药皮或焊剂的冶金反应、保护气体的气氛、铁锈和水分等等因素对产生气孔的影响。因素对产生气孔的影响。熔渣氧化性的影响熔渣氧化性的影响 当熔渣氧化性增大时，由当熔渣氧化性增大时，由CO引起气孔的倾向是增加引起气孔的倾向是增加的；的；熔渣的还原性增大时，熔渣的还原性增大时，H气孔的倾向增加。气孔的倾向增加。因此，适
17、当调整熔渣的氧化性，可以有效地防止焊缝因此，适当调整熔渣的氧化性，可以有效地防止焊缝中这两种类型的气孔。中这两种类型的气孔。2021/7/2617*第17页，共32页。焊条类焊条类型型焊缝中含量焊缝中含量氧化性氧化性气孔倾向气孔倾向O%O%C C O O 1010-4-4Hml/100Hml/100g)g)J424-1J424-10.00460.00464.374.378.808.80增加增加较多气孔（较多气孔（H H）J424-2J424-26.826.82个别气孔（个别气孔（H H）J424-3J424-30.02710.027123.0323.035.245.24无气孔无气孔J424-4
18、J424-40.04480.044831.3631.364.534.53无气孔无气孔J424-5J424-50.07430.074346.0746.073.473.47较多气孔（较多气孔（COCO）J424-6J424-60.11130.111357.8857.882.702.70更多气孔（更多气孔（COCO）J507-1J507-10.00350.00353.323.323.903.90增加增加个别气孔（个别气孔（H H）J507-2J507-20.00240.00242.162.163.173.17无气孔无气孔J507-3J507-30.00470.00474.044.042.802.80
19、无气孔无气孔J507-4J507-40.01600.016012.1612.162.612.61无气孔无气孔J507-5J507-50.03900.039027.3027.301.991.99更多气孔（更多气孔（COCO）J507-6J507-60.16800.168094.0894.080.800.80密集大量气孔（密集大量气孔（COCO）表 不同类型焊条的氧化性对气孔的影响2021/7/2618*第18页，共32页。从上表可看出，无论是酸性还是碱性焊条从上表可看出，无论是酸性还是碱性焊条焊缝中，产生气孔的倾向都随氧化性的增焊缝中，产生气孔的倾向都随氧化性的增加而出现加而出现CO气孔，并随氧
20、化性的减小（或气孔，并随氧化性的减小（或还原性增加），还原性增加），CO气孔减少，到达到一定气孔减少，到达到一定程度时，出现程度时，出现H气孔。气孔。2021/7/2619*第19页，共32页。药皮和焊剂冶金反应的影响药皮和焊剂冶金反应的影响 以低碳钢和低合金钢焊接用的焊条和焊剂为例。以低碳钢和低合金钢焊接用的焊条和焊剂为例。v一般碱性焊条的药皮中均含有一定量的莹石（一般碱性焊条的药皮中均含有一定量的莹石（CaF2），），焊接时直接与焊接时直接与H发生反应：发生反应：CaF2+H2O=CaO+2HFCaF2+H=CaF+HFCaF2+2H=Ca+2HFv埋弧焊用埋弧焊用HJ431中也含有一定量
21、的莹石和较多的中也含有一定量的莹石和较多的SiO2，焊接时将发生以下反应：焊接时将发生以下反应：2CaF2+3SiO2=SiF4+2CaSiO3SiF4+2H2O=SiO2+4HFSiF4+3H=SiF+3HFSiF4+4H+O=SiO+4HF2021/7/2620*第20页，共32页。l在药皮和焊剂中适当增加氧化物含量，如在药皮和焊剂中适当增加氧化物含量，如FeO、SiO2、MnO等，对于消除等，对于消除H气孔也有利。气孔也有利。FeO+H=Fe+OHMn+H=Mn+OHSiO2+H=SiO+OH 生成的生成的OH不溶于液体金属，占据大量的不溶于液体金属，占据大量的H而消除气孔。而消除气孔。
22、l酸性焊条药皮（如酸性焊条药皮（如J422、J423、J424）中不含）中不含CaF2，控制，控制H主主要依靠药皮中有较强氧化性的组成物，以防要依靠药皮中有较强氧化性的组成物，以防H气孔的产生。气孔的产生。l碱性焊条药皮（如碱性焊条药皮（如J506、J507）中除含）中除含CaF2外，常加入一外，常加入一定量的碳酸盐（如定量的碳酸盐（如CaCO3，MgCO3等），焊接时分解大量等），焊接时分解大量CO2，高温下与，高温下与H反应生成反应生成OH和和H2O，同样具有防止，同样具有防止H气孔的气孔的作用。但作用。但CO2氧化性过强，还原不足时，会导致生成氧化性过强，还原不足时，会导致生成CO气孔。
23、气孔。2021/7/2621*第21页，共32页。铁锈及水分的影响铁锈及水分的影响 焊件表面的铁锈、油污和水分，以及焊接材料不洁常是焊件表面的铁锈、油污和水分，以及焊接材料不洁常是导致焊缝中气孔的重要因素。导致焊缝中气孔的重要因素。v铁锈的成分是铁锈的成分是mFe2O3.nH2O,含有较多的含有较多的Fe2O3和结晶水，和结晶水，对熔池即起氧化作用，又析出大量的对熔池即起氧化作用，又析出大量的H，加热时反应如，加热时反应如下：下：3Fe2O3=2Fe3O4+O2Fe3O4+H2O=3Fe2O3+H2Fe+H2O=FeO+H2 由于增加氧化作用，在焊缝结晶时会促成由于增加氧化作用，在焊缝结晶时会
24、促成CO气孔；气孔；结晶水在高温时分解出结晶水在高温时分解出H2，增加生成，增加生成H气孔的可能。气孔的可能。2021/7/2622*第22页，共32页。v钢板表面的钢板表面的氧化铁氧化铁（主要是（主要是Fe3O4，Fe2O3少量）虽无少量）虽无结晶水，但结晶水，但对生成对生成CO气孔有影响。气孔有影响。v焊条焊剂受潮或烘干不足而残存水分，及空气潮湿焊条焊剂受潮或烘干不足而残存水分，及空气潮湿都会增加气孔倾向。都会增加气孔倾向。因此，焊接材料焊前必须烘干，因此，焊接材料焊前必须烘干，碱性焊条烘干温度为碱性焊条烘干温度为350-400，酸性焊条为，酸性焊条为200。2021/7/2623*第23
25、页，共32页。2、工艺因素、工艺因素 主要指焊接工艺参数和操作技巧等方面对产生气孔的影响。主要指焊接工艺参数和操作技巧等方面对产生气孔的影响。焊接工艺参数的影响焊接工艺参数的影响v增大焊接热输入会延长熔池存在时间，有利于气体逸出而减少增大焊接热输入会延长熔池存在时间，有利于气体逸出而减少气孔。气孔。v通常是靠通常是靠降低焊接速度降低焊接速度而不是过分地增大焊接电流和电弧电而不是过分地增大焊接电流和电弧电压来增大热输入。因为增大焊接电流会使电弧温度增高，压来增大热输入。因为增大焊接电流会使电弧温度增高，H的的分解度增大；另外熔滴变细，其比表面积增大，高温下有利于分解度增大；另外熔滴变细，其比表面
26、积增大，高温下有利于吸收更多的吸收更多的H，反而增大气孔倾向。，反而增大气孔倾向。v当焊接电流过大时，焊条芯电阻热增大，造成药皮发红、当焊接电流过大时，焊条芯电阻热增大，造成药皮发红、造气剂提前分解，气孔倾向更大。所以，应采用较小的焊造气剂提前分解，气孔倾向更大。所以，应采用较小的焊接电流焊接。接电流焊接。2021/7/2624*第24页，共32页。埋弧焊时，增大焊接电流，熔深加大，气泡逸出路径长，埋弧焊时，增大焊接电流，熔深加大，气泡逸出路径长，故其气孔倾向比手工电弧焊时大；故其气孔倾向比手工电弧焊时大；手工电弧焊时，随着电弧电压的升高或电弧长度拉长，熔滴手工电弧焊时，随着电弧电压的升高或电
27、弧长度拉长，熔滴过渡时间增长，容氢量增大，过渡时间增长，容氢量增大，H气孔倾向增大；另外，电弧气孔倾向增大；另外，电弧拉长，空气中的拉长，空气中的N将侵入而出现将侵入而出现N气孔。气孔。提高焊接速度，往往因结晶速度加快，使气体来不及逸出提高焊接速度，往往因结晶速度加快，使气体来不及逸出而出现气孔。而出现气孔。电流种类及极性的影响电流种类及极性的影响 一般来讲一般来讲，交流焊时较直流焊时气孔倾向大；直流反，交流焊时较直流焊时气孔倾向大；直流反接较正接时气孔倾向大。接较正接时气孔倾向大。2021/7/2625*第25页，共32页。工艺操作的影响工艺操作的影响主要注意以下几个方面：主要注意以下几个方
28、面：v焊前仔细清除焊件、焊丝上的铁锈、油污等杂质焊前仔细清除焊件、焊丝上的铁锈、油污等杂质v焊条、焊剂用前应按规定烘干，最好烘后放在保温桶内，随焊条、焊剂用前应按规定烘干，最好烘后放在保温桶内，随时取用；时取用；v焊接工艺参数要保持稳定，用低氢型焊条时应尽量采取焊接工艺参数要保持稳定，用低氢型焊条时应尽量采取短弧焊，适当摆动配合，以利气体逸出；短弧焊，适当摆动配合，以利气体逸出；v直流焊接时，应防止磁偏吹，磁偏吹破坏电弧的稳定性，直流焊接时，应防止磁偏吹，磁偏吹破坏电弧的稳定性，也是保护效果变坏；定位焊时，常因冷却过快或保护不良，也是保护效果变坏；定位焊时，常因冷却过快或保护不良，而产生气孔。
29、而产生气孔。2021/7/2626*第26页，共32页。二、焊缝中的夹杂二、焊缝中的夹杂 夹杂：夹杂：由焊接冶金反应产生的、焊后残留由焊接冶金反应产生的、焊后残留在焊缝金属中的微粒、非金属杂质，如氧化在焊缝金属中的微粒、非金属杂质，如氧化物、硫化物等。物、硫化物等。焊缝或母材中有夹杂物存在时，不仅焊缝或母材中有夹杂物存在时，不仅降低降低焊缝金属的韧性，增加低温脆性，同时也增焊缝金属的韧性，增加低温脆性，同时也增加了热裂纹和层状撕裂的倾向。加了热裂纹和层状撕裂的倾向。2021/7/2627*第27页，共32页。夹杂物的种类及危害夹杂物的种类及危害氧化物氧化物v在手工电弧焊和埋弧焊焊接钢材时氧化物
30、夹杂主要在手工电弧焊和埋弧焊焊接钢材时氧化物夹杂主要是是SiO2，其次是，其次是MnO，TiO2和和Al2O3等，多以硅酸盐形式等，多以硅酸盐形式存在；存在；v由于这些氧化物主要是在冶金反应中产生，如果熔池中的由于这些氧化物主要是在冶金反应中产生，如果熔池中的脱氧反应越充分，则焊缝中的氧化物夹杂就越少；脱氧反应越充分，则焊缝中的氧化物夹杂就越少；v在焊接过程中由于操作不当，也能使熔渣混入焊缝在焊接过程中由于操作不当，也能使熔渣混入焊缝造成夹杂造成夹杂v氧化夹杂如果以氧化夹杂如果以密集的块状或片状分布时，常引起热密集的块状或片状分布时，常引起热裂纹裂纹。2021/7/2628*第28页，共32页
31、。氮化物氮化物v焊接碳钢和低合金钢时，若保护不良，大气中的焊接碳钢和低合金钢时，若保护不良，大气中的N会溶解到会溶解到液态金属熔滴和熔池中，当结晶速度很快时，液态金属熔滴和熔池中，当结晶速度很快时，N来不及析出来不及析出而呈过饱和状态，固溶于焊缝金属中。在时效过程中以而呈过饱和状态，固溶于焊缝金属中。在时效过程中以Fe4N的形式析出，并的形式析出，并以针状分布在晶粒上或贯穿晶界以针状分布在晶粒上或贯穿晶界。vFe4N是一种脆硬化合物，其含量高时，是一种脆硬化合物，其含量高时，使焊缝硬度提高塑性、使焊缝硬度提高塑性、韧性急剧下降。韧性急剧下降。v氮化物具有强化作用，可作为合金元素加入钢中。氮化物
32、具有强化作用，可作为合金元素加入钢中。例如：钢中含有例如：钢中含有Mo、V、Nb、Ti等合金元素时，若能等合金元素时，若能与氮形成弥散状的氮化物，就可以在不过多损失韧性的与氮形成弥散状的氮化物，就可以在不过多损失韧性的条件下，大幅度地提高强度。经正火处理后，可使钢材条件下，大幅度地提高强度。经正火处理后，可使钢材具有良好的综合力学性能。具有良好的综合力学性能。2021/7/2629*第29页，共32页。硫化物硫化物u来源于焊条药皮或焊剂，来源于焊条药皮或焊剂，经冶金反应进入熔池的。此外，母经冶金反应进入熔池的。此外，母材和焊丝中含硫量偏高，也会造成硫化物夹杂。硫化物主要以材和焊丝中含硫量偏高，
33、也会造成硫化物夹杂。硫化物主要以FeS和和MnS形式存在。形式存在。uMnS一般呈小颗粒状弥散分布焊缝金属中，对焊缝影响不大；一般呈小颗粒状弥散分布焊缝金属中，对焊缝影响不大；uFeS多在晶界处析出，并与多在晶界处析出，并与Fe或或FeO形成低熔点（形成低熔点（998）共晶，从而为产生热裂纹创造了条件。共晶，从而为产生热裂纹创造了条件。u因此，焊接时，应尽可能限制母材和焊接材料中的硫含量。因此，焊接时，应尽可能限制母材和焊接材料中的硫含量。u近年来，对硫化物夹杂的危害有不同看法，从实验中发近年来，对硫化物夹杂的危害有不同看法，从实验中发现，当钢中含硫量低时（现，当钢中含硫量低时（S0），反而引
34、起裂纹。当有微），反而引起裂纹。当有微量硫化物弥散分布于金属中，具有溶氢作用，使氢不易量硫化物弥散分布于金属中，具有溶氢作用，使氢不易聚集，降低了氢的有害作用，因而提高了抗裂性。聚集，降低了氢的有害作用，因而提高了抗裂性。2021/7/2630*第30页，共32页。防止焊缝中夹杂物的措施防止焊缝中夹杂物的措施 控制其来源，严格控制母材和焊材中杂质含量；控制其来源，严格控制母材和焊材中杂质含量；正确选择焊条或焊剂，以保证能充分的脱氧和脱硫；正确选择焊条或焊剂，以保证能充分的脱氧和脱硫；注意工艺操作：注意工艺操作：a、选用合适的焊接工艺参数，保证熔渣和杂质的浮出；、选用合适的焊接工艺参数，保证熔渣和杂质的浮出；b、多层焊时，注意清除前层焊道的熔渣；、多层焊时，注意清除前层焊道的熔渣；c、手工电弧焊时，注意焊条作适当摆动，以利于熔渣和夹杂物、手工电弧焊时，注意焊条作适当摆动，以利于熔渣和夹杂物上浮；上浮；d、加强对熔池的保护，防止空气侵入。、加强对熔池的保护，防止空气侵入。2021/7/2631*第31页，共32页。2021/7/2632第32页，共32页。
