熔焊原理简介
熔焊原理及金属材料焊接
熔焊原理及金属材料焊接什么是焊接：焊接是通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件达到结合的一种方法。
宏观上焊接的两个特点：1.需要外界能量。
2.焊接结合的不可拆卸性。
微观上的特点：焊接件之间达成原子间的结合。
即就是原来分开的工件，经过焊接后在为微观上形成一个整体。
（两工件间建立了金属键）我们主要学习研究与熔焊有关的基本理论及应用焊接接头示意图：1.焊缝 2.熔合区 3.热影响区 4.母材焊缝：焊接时焊件经过焊接形成的结合部分。
热影响区：母材因受热的影响（但未熔化）而发生组织与力学性能的变化区域叫热影响区。
熔合区：焊缝与热影响之间的过渡区。
第一章焊接区温度的变化1.焊接区温度的变化加热是是实现熔焊的必要条件。
通过对焊件进行局部加热，使焊接区的金属熔化、冷却后形成牢固接头。
但加热也必将引起焊接区金属的成分、组织与性能的变化，其结果必将决定焊接的质量。
上述变化的程度则主要取决于温度变化的情况，。
因此能主动控制焊接质量，首先就应掌握焊接区温度变化的规律，即掌握温度与空间位置和温度与时间的关系。
焊接热源：电弧热、化学热、电阻热、摩擦热、等离子热、电子束、激光束、高频感应热等。
热源的性能不仅影响焊接质量，而且对焊接生产率有着决定性的作用。
理想的焊接热源应该是具有加热面积小、功率密度大、加热温度高等的特点。
2.焊接温度场热量的传导共有对流、对流和辐射三中基本方式。
在熔焊过程中三种方式都存在，热源的热量传递主要通过对流与辐射，母材与焊丝获得热量后在内部的传递则以传导为主。
影响焊接温度场的因素：热源的性质、焊接参数、被焊金属的热物理性能、被焊金属的几何尺寸。
3.焊接热循环：在焊接热源的的作用下，焊件上某一点的温度随时间的变化。
叫做焊接热循环。
焊接热循环讨论的对象是焊件上某一点的温度与时间的关系。
这一关系决定了改点的加热速度、保温时间和冷却速度，对接头的组织与性能都有明显的影响。
影响焊接热循环的基本因素：1.焊接线能量与预热温度2.焊接方法3.焊接尺寸4.接头形式5.焊道长度调整焊接热循环的方法：1.根据被焊金属的成分选择适用的焊接方法2.合理选用焊接参数3.采用预热、保温或缓冷等措施降低冷却速度。
一、熔焊原理
一、熔焊原理1 什么是焊接？常用的焊接方法分为哪几类？通过加热或者加压， 或者两者并用， 并且用或者不用填充材料， 使工件达到结合的一种加工工艺方 法称为焊接。
工件可以用各种同类或者不同类的金属、非金属材料(塑料、石墨、陶瓷、玻璃等)，也可以 用一种金属与一种非金属材料。
金属的焊接在现代工业中具有广泛的应用，因此狭义地讲，焊接通常就是指金属材料的焊接。
按照焊接过程中金属材料所处的状态不同，目前把焊接方法分为以下三类：⑴熔焊 焊接过程中， 将焊件接头加热至熔化状态， 不加压力完成焊接的方法称为熔焊。
常 用的熔焊方法有电弧焊、气焊、电渣焊等。
⑵压焊 焊接过程中， 必须对焊件施加压力 (加热或者不加热)，以完成焊接的方法称为压焊。
常用的压焊方法有电阻焊(对焊、点焊、缝焊)、磨擦焊、旋转电弧焊、超声波焊等。
⑶钎焊 焊接过程中， 采用比母材熔点低的金属材料作钎料， 将焊件和钎料加热到高于钎料 熔点、 低于母材熔点的温度，利用液态钎料润湿母材， 填充接头间隙并与母材相互扩散实现 连接焊件的方法称为钎焊。
常用的钎焊方法有火焰钎焊、 感应钎焊、 炉中钎焊、 盐浴钎焊和 真空钎焊等。
2 焊接区内有哪些气体？其来源如何？焊接过程中，焊接区内充满大量气体。
用酸性焊条焊接时，主要气体成份是 CO 、H 2 、H 2O ；用碱性焊条焊接时，主要气体成份是 CO 、CO ；埋弧焊时，主要气体成份是 CO 、H 。
2 2焊接区内的气体主要来源于以下几方面：一是为了保护焊接区域不受空气的侵入，人为地在 焊接区域添加一层保护气体，如药皮中的造气剂 (淀粉、木粉、大理石等) 受热分解产生的气体、气体保护焊所采用的保护气体 (CO 气体、Ar 气)等；其次是用潮湿的焊条或者焊剂2焊接时，析出的气体、保护不严而侵入的空气、焊丝和母材表面上的杂质 (油污、铁锈、油 漆等) 受热产生的气体，以及金属和熔渣高温蒸发所产生的气体等。
3 试述氮、氢、氧对焊缝金属的作用和影响⑴氮 氮主要来自焊接区域周围的空气。
熔焊原理
❖ 焊缝中的气孔 ❖ 焊缝中的夹杂 ❖ 焊接裂纹
焊缝中的气孔
一、气孔的类型及分布特征 根据气孔的产生原因，可以把气孔分为
析出型气孔和反应型气孔二类。 1、析出型气孔
包括氢气孔和氮气孔 2、反应型气孔
包括CO气孔和H2O气孔
焊缝中的气孔
二、焊缝中气孔的形成 产生气孔的过程可以分为三个阶段：
焊缝中的夹杂
二、防止焊缝中形成夹杂物的措施 （一）控制其来源 （二）正确选用焊接材料 （三）采用合理的焊接工艺 1、选用合适的焊接参数 2、清理熔渣 3、焊条电弧焊采用适当的焊接方法 4、注意对熔池的保护
焊接裂纹
一、裂纹的危害 1、减少了焊接接头的有效工作截面，因而降低了焊
接结构的承载能力。 2、造成了严重的应力集中，既降低了结构的疲劳强
焊接裂纹
（四）影响因素 1、氢的作用 2、组织的作用 3、应力的作用 （五）防止冷裂纹的措施 1、控制母材的化学成分 2、合理选择和使用焊接材料 3、焊前预热 4、控制焊接热输入 5、焊后热处理 6、加强工艺管理
焊接裂纹
3、防止结晶裂纹的措施 （1）控制焊缝金属的成分 （2）改善焊缝的结晶形态 （3）调整焊接工艺 主要从以下几个方面入手 ： ①限制熔池过热 ②控制焊缝成形系数 ③调整冷却速度 ④降低接头的刚度和拘束度
焊接裂纹
（二）液化裂纹
焊接过程中，在焊接热循环峰值温度作用下， 在母材近缝区与多层焊的层间金属中，由于 低熔点共晶被加热熔化，在一定收缩应力作 用下沿奥氏体晶界产生的开裂，即为液化裂 纹。
主要是指焊接参数、操作产生的措施 （1）控制气体的来源
主要做到以下几方面：表面清理 、焊接 材料的防潮与烘干、加强保护 。 （2）正确选用焊接材料 （3）控制焊接工艺条件
熔覆焊接技术
熔覆焊接技术熔覆焊接技术是一种常用于金属表面涂覆、修复和加固的高效焊接方法。
本文将介绍熔覆焊接技术的原理、应用领域以及常见的熔覆焊接方法。
一、熔覆焊接技术的原理熔覆焊接技术是利用高能热源将涂敷材料加热熔化，然后在基体上形成冷凝层的过程。
熔覆焊接技术的原理主要包括以下几个方面：1. 热源加热：使用不同的热源加热涂敷材料，常用的热源包括电弧、激光、等离子和电子束等。
热源的选择需根据具体的工件性质和要求进行。
2. 涂敷材料：熔覆焊接涂敷材料一般是由基体材料和表面涂层材料组成。
基体材料一般为金属，而表面涂层材料则有许多种选择，常见的有硬质合金、不锈钢、镍合金等。
3. 冷凝层形成：涂敷材料被加热熔化后，与基体接触，形成冷凝层。
冷凝层与基体的连接牢固，可以起到保护和增强的作用。
二、熔覆焊接技术的应用领域熔覆焊接技术在许多领域都有广泛的应用，主要包括以下几个方面：1. 工件修复：熔覆焊接技术可以用于修复损坏的工件表面。
比如，当机械设备的工作部位受到磨损或腐蚀时，可以利用熔覆焊接技术进行修复，延长工件的使用寿命。
2. 涂层加固：熔覆焊接技术可以在工件表面形成一层坚固的涂层，提高工件的耐磨性、耐腐蚀性和耐高温性。
特别是在航空航天、汽车制造等领域，熔覆焊接技术的应用非常广泛。
3. 金属复合材料制备：熔覆焊接技术可以将两种或多种不同材料进行复合，形成新的金属复合材料。
这种材料既具有各种材料的优点，又能克服各种材料的缺点，广泛应用于航空航天、电子等领域。
三、常见的熔覆焊接方法熔覆焊接技术有多种方法，以下是几种常见的熔覆焊接方法。
1. 火焰喷涂：火焰喷涂是将涂敷材料加热至熔化状态，然后利用高速气流将其喷射到基体上。
火焰喷涂适用于大面积的涂敷和加固。
2. 电弧熔覆：电弧熔覆是利用电弧加热涂敷材料，并与基体融合。
电弧熔覆适用于大部分金属材料的涂敷和加固。
3. 等离子熔覆：等离子熔覆是利用等离子电弧将涂敷材料加热至熔化状态，并在基体上形成冷凝层。
金属熔焊原理及材料焊接
金属熔焊原理及材料焊接
金属熔焊是一种常见的金属焊接方法，它利用高温将金属材料加热到熔点并使其熔化，然后通过冷却使其凝固在一起，从而实现材料的连接。
金属熔焊的原理包括以下几个步骤：
1. 加热：将金属材料加热到一定温度，使其达到熔点。
加热可以使用火焰、电弧、激光等热源。
2. 熔化：当金属材料达到熔点时，其原子开始失去有序结构并呈现液态。
在液态状态下，金属原子可以自由流动。
3. 密实：在金属材料熔化的同时，焊接材料（焊丝或焊料）也会熔化并与原材料混合。
通过表面张力和毛细效应，焊接材料会充满焊接接头中的缝隙，并经过冷却后凝固。
4. 冷却：在熔化材料充满接头缝隙后，将焊接材料冷却至固态。
固态的焊接材料与基材结合，在冷却过程中形成强固的连接。
焊接材料是进行金属熔焊的关键，常用的焊接材料包括焊丝和焊料。
焊丝一般是金属丝，它是填充金属材料的主要来源。
焊丝可以有不同的成分和特性，根据需要选择不同种类的焊丝来适应不同金属材料的焊接。
焊料是一种在焊接时产生熔融状态的材料，通过其熔融状态与金属材料表面的接触和作用，实现金属连接。
金属熔焊广泛应用于各个领域，包括工业生产、建筑、航空航天等。
不同的金属熔焊方法和材料选择取决于具体的应用需求和金属材料的性质。
第2章熔焊基本原理
（2）磁偏吹产生的原因：
电弧两侧磁力线分布不均匀（可由接线不当、电弧两侧铁磁物质分布 不均引起）。
（1）导线接线位置不当：
焊接时不只是通过焊条的电流会在电弧空间产生磁场而且通过工件的 电流也会在电弧空间产生磁场，如果接线位置不当如图2-7（c）、（d）那 样接线，由于电流通路在电弧处相互垂直，则在电弧左侧（c图）或右侧 （d图）的空间为两段电流导体（电弧和工件）产生的同方向的磁力线相互 迭加从而提高了该处的磁力线密度，而电弧另一侧的空间只有电弧本身产 生的磁力线，因此电弧俩侧的磁力线分布不均匀，故磁力线密度大的一侧 对电弧产生的推力大，磁力线密度小的一侧对电弧产生的推力小，由此使 电弧偏离焊条轴线。
第二章 熔焊基本原理
§2-1 §2-2 §2-3 §2-4 §2-5 §2-6
焊接电弧 焊接热过程 焊接冶金 焊接裂纹 焊接接头的金相组织和机械性能 焊缝及焊接接头的形式和特点
§2-1 焊接电弧
实现焊接过程必需由外界提供相应的 能量，对于熔化焊来讲，采用的能源主要 是热能源，而焊接电弧就是热能源中应用 最为广泛的一种。
焊接电弧的稳定性是指电弧电 压和焊接电流能否保持相对稳定， 同时保持一定的弧长不偏吹、不摇摆、 不熄灭 。
影响电弧稳定性的因素
1、弧焊电源 2、焊条药皮 3、气流 4、焊接处不清洁 5、电弧的磁偏吹
1、弧焊电源：
弧焊电源的种类和极性都影响电弧的稳定性。 直流电源的电弧要比交流电源的电弧稳定； 空载电压较高的弧焊电源其电弧较空载电压低的 稳定； 有良好动特性的弧焊电源容易保证电弧稳定； 采用直流电源焊接时，如果用碱性焊条则必须采 用直流反接才能使电弧稳定燃烧，而不能用直流 正接。
熔焊的原理及特点
熔焊的原理及特点
熔焊是一种加热金属至熔化状态，然后使金属熔池与填充金属或焊接部件相互结合的工艺。
熔焊原理的主要过程包括加热金属至熔点，使金属熔化形成熔池，然后利用填充金属或焊接部件将熔池与其他金属部件连接在一起。
熔焊的特点如下：
1. 高强度连接：熔焊可以实现金属间的高强度连接，焊缝的强度通常大于被连接金属的强度。
2. 适用于多种材料：熔焊可以用于连接不同种类的金属，包括钢、铝、铜等。
这使得熔焊在各种工业领域中有广泛的应用。
3. 焊接过程可控性较高：通过控制加热温度、焊接速度和填充金属的选择，可以在合适的条件下实现高质量的焊接连接，并满足不同应用的需求。
4. 焊接成本相对较低：与其他连接方式相比，熔焊通常具有较低的成本。
这是因为熔焊不需要额外的连接件，且可以在快速的生产线上进行自动化焊接。
5. 焊接缺点的存在：熔焊过程中存在一些缺点，如产生热应力、热影响区域扩散等。
这些缺点可能导致焊接部分的变形或产生裂纹，需要通过适当的控制和处理来减小其影响。
总的来说，熔焊是一种常见的金属连接方法，具有高强度连接、适用于多种材料、焊接过程可控性较高、相对较低的成本等特点。
然而，也需要注意熔焊过程中产生的一些缺点，并采取相应的措施进行控制，以确保焊接质量。
熔焊原理及金属材料焊接
熔焊原理及金属材料焊接哎呀，今天咱们聊聊熔焊原理和金属材料焊接这块儿，听起来好像有点高大上，但其实没那么复杂，咱们就用轻松点的方式说说。
熔焊这玩意儿，顾名思义，就是把金属加热到融化的状态，然后把它们“粘”在一起。
就像做菜时把黄油融化，再把面粉搅拌在一起，最后出锅的蛋糕一样，这个过程其实也充满了化学的奥秘。
想象一下，焊接的时候，焊工就像是厨师，拿着焊枪就像是拿着锅铲，心里想着“今天要做一顿丰盛的焊接大餐”。
金属的表面得准备好，这就像做菜前要把食材洗净切好，不然可不容易入味。
焊接前的清理可不能马虎，残留的氧化物、油污，全都得一干二净，不然焊接的时候可就“开锅”了，接下来的火花就像是油炸时冒出来的气泡，一不小心就可能炸到你自己。
说到火花，那焊接的火焰可真是大展身手。
焊接的火焰能达到上千度的高温，就好比夏天的太阳直射在你身上，烫得你直冒汗。
焊枪一挥，金属瞬间就化成了流动的液体，像小河一样淌过去。
焊工的手艺可得好，不然就像烤焦的面包，黑乎乎的，谁也不想碰。
要想焊接得稳，得掌握好火焰的角度、速度和时间，这就跟炒菜时掌握火候一样，轻重缓急，一下子可得把握住。
然后，有些焊接方法还得加点材料进去，这就像做汤的时候加盐和调料。
常见的焊接材料有焊丝和焊条，焊丝就像是面条，搅拌着融化的金属，帮助它们更好地结合。
焊接的时候，这些材料能提高连接的强度，防止以后出问题。
要知道，连接得好，未来的日子可就顺风顺水，像是开车不颠簸，路上畅通无阻。
焊接后也得给这“大餐”点个赞，经过冷却后的金属，就像是刚出炉的面包，酥脆可口。
焊接的质量可不是随便就能判断的，得靠专业的仪器来检测，看看咱的焊缝是否结实，强度是否过关。
要是焊接不牢，未来的使用中可能就会出现裂纹、缺陷，像个脆弱的泡泡，轻轻一碰就会破掉，得不偿失。
说到材料，焊接的金属材料可不少，钢铁、铝合金、铜合金，各有各的特点，像各类食材，搭配得当才能做出美味的菜肴。
比如说，钢铁就像是家里的大米，基础又重要，而铝合金则是那新鲜的蔬菜，轻便、易操作，但也得小心处理。
3.3熔焊原理
3.3.3 焊接化学冶金 （Welding Chemical Metallurgy）
3.3.3 焊接化学冶金 （Welding Chemical Metallurgy）
• 4, 气体的影响 氢大部分以原子形式存在，能自由扩散，称 为扩散氢；随着焊缝金属含氢量的增加，还有一 部分以分子形式存在，不能自由扩散，称为剩余 氢。氢的存在会 1）产生氢气孔； 2）引起氢脆性和白点； 3）产生冷裂纹。
• 2, 焊接裂纹－液态薄膜
3.3.6 焊接缺陷 （Welding Defects）
• 2, 焊接裂纹－液态薄膜
• 2，焊接裂纹
焊接冷、热裂纹比较
特征 分布 产生条件 防止措施
1,沿晶开 1,控制母材和焊材的 1, 晶间液态 裂 成分 焊缝 薄膜的存 热 2,表面有 在 2,合理的焊接规范 ＋ 裂 氧化色 纹 熔合区 2,拉应力的 3,调整焊缝化学成分 3,形状不 作用 4, 减小焊接应力 规则
裂纹倾向 热、冷裂 纹
冷、热裂 纹
3.3.5 焊接接头 （Welding Joint）
• 5 焊接接头(Welding Joint) 1, 焊缝金属的成分、组织和性能 焊缝金属的成分是不均匀的，存在微观、宏 观和层状偏析。 焊缝金属组织是一种铸态组织，晶粒形态主 要有胞状晶、树枝状晶和等轴晶。 在等强匹配原则下，焊缝金属的机械性能优 于母材，能满足实际要求。
3.3.1 电弧的特性 （ Characteristics of Arc ）
• 2 焊接电弧的机理 (Arc Mechanism) 焊接电弧有阴极区(Cathode zone)、阳极区 (Cathode zone) 和弧柱区(Arc column zone) 构成。
3.3.1 电弧的特性 （ Characteristics of Arc ）
熔焊原理
一、名词解释：1、碳当量：将钢铁中各种合金元素折算成碳的含量。
C eq=[C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15]*100% 式中：C、Mn、Cr、Mo、Ni、Cu为钢中该元素含量2、工艺焊接性：是指金属材料对各种焊接方法的适应能力。
3、晶间腐蚀：在腐蚀介质作用下，起源于金属表面沿晶界深入金属内部的腐蚀。
4、白口组织：铸铁在较快速度冷却下，碳元素均以渗碳体（Fe3C）碳化物形式存在的组织，断口成亮白色而称为白口组织。
二、判断题1、金属材料的焊接性与使用的和焊接方法无关。
（×）三、简答题：1、什么叫金属的焊接性，它的影响因数有哪些？答：（1）焊接性：材料在有限定的施工条件下焊接成按规定设计要求的构件，并满足预订服役要求的能力。
（2）影响因数：①材料因数：母材本身的材质对热影响区的性能起着决定性影响。
②焊接方法：同一种母材采用不同的焊接方法，其焊接性是不同的。
③构件类型：构件类型决定了接头的刚度，应力集中程度与应力状态。
④使用要求：使用要求主要取决于工作条件，工作条件越恶劣，产品的使用性能要求越高，满足这些性能要求就越困难，就相当于降低了材料的焊接性。
2、评价金属焊接性的方法有哪些？答：金属焊接性的方法有直接法和间接法。
（1）直接法：①斜Y形坡口焊接裂纹试验②焊接热影响区最高硬度试验方法③插销试验方法④其它试验方法（2）间接法：①利用化学成分分析②利用CCT图分析③利用材料物理性能分析④利用材料的化学性能分析3、低合金钢焊接中焊缝热裂纹的产生原因，分析低碳高Mn热轧钢的热裂倾向。
答：（1）钢中的杂质元素较多尤其是S元素，若脱硫不完全，S与Fe发生反应生成FeS，而FeS又与Fe形成低熔点共晶体（FeS+Fe），在冷却过程中形成液态薄膜，在拉伸应力的作用下产生焊缝热裂纹。
（2）从钢的成分来看，这类钢含碳量一般较低，含锰量较高，Mn/S比都能达到要求具有较好的抗裂性。
Mn的加入使 [Mn]+ [S]生成高熔点的MnS。
熔焊原理与工艺熔焊方法及设备复习整理
熔焊原理与工艺熔焊方法及设备复习整理熔焊是通过加热工件材料将其熔化，形成焊缝后冷却凝固的过程。
熔焊广泛应用于金属材料的连接、修补和加工等领域。
下面是关于熔焊原理与工艺、熔焊方法及设备的复习整理：1.熔焊原理与工艺熔焊的原理基于金属材料的熔化和凝固特性。
通过加热工件材料，使其达到熔点以上的温度，然后在熔化状态下，使工件表面相互接触，产生函数力，形成焊缝。
随后，冷却使焊缝凝固和固化，从而实现工件的连接。
熔焊工艺包括预处理、熔化、凝固和后处理等阶段。
预处理包括清洁工件表面、调整焊缝形状和准备焊接剂等。
熔化是指加热工件材料使其达到熔点以上的温度，一般使用火焰、电弧或激光等加热源。
凝固是指焊接过程中，熔化态的金属逐渐冷却，重新变为固态金属的过程。
后处理包括焊缝清理和表面处理等，以提高焊缝质量和外观。
2.熔焊方法及设备（1）气焊：气焊是利用燃烧氧-乙炔火焰的高温来熔化工件材料并形成焊缝的方法。
常见的气焊设备包括氧气瓶、乙炔瓶、切割枪和焊接枪等。
气焊适用于各种金属材料的焊接，但对焊接环境要求较高，容易产生氧化和气孔等缺陷。
（2）电弧焊：电弧焊是利用电弧加热工件材料并使之熔化的方法。
常见的电弧焊方法包括手工电弧焊、埋弧焊和氩弧焊等。
电弧焊设备包括电源、电极、焊条或焊丝等。
电弧焊适用于熔接各种金属材料，焊接效果较好，但对操作技能要求较高。
（3）激光焊：激光焊是利用激光束的高能量密度将工件材料局部熔化并形成焊缝的方法。
激光焊设备包括激光器、光学系统和控制系统等。
激光焊具有热输入小、焊接速度快和焊缝质量高等优点，但设备投资较高。
（4）等离子焊：等离子焊是利用等离子体的高温来熔化工件材料并形成焊缝的方法。
等离子焊设备包括等离子切割机、等离子焊接机和等离子加工机等。
等离子焊适用于焊接不易熔化的材料，具有高温、高速和高效的特点。
总结：熔焊是通过加热工件材料使其熔化，并在冷却凝固后形成焊缝的方法。
熔焊的原理和工艺包括预处理、熔化、凝固和后处理等阶段。
简述熔化焊的基本原理
简述熔化焊的基本原理
熔化焊是一种常用的焊接方法，其基本原理是将焊接材料加热至熔点，使其部分或全部融化，然后与被焊接材料接触，形成强固的焊接接头。
熔化焊的基本原理可以概括为以下几个步骤：
1. 加热：焊接材料通常是金属，通过外部加热方式（火焰、电弧、激光等）或内部反应方式（化学燃烧、电阻加热等）将其加热至熔点。
不同的焊接材料和焊接方法会有不同的加热方式。
2. 熔化：熔化是指焊接材料加热至足够温度，使其部分或全部转化为液态。
在熔化过程中，焊接材料的原子或分子会发生结构变化和相互作用。
3. 润湿：熔化的焊接材料会在熔点形成液滴或液池，并通过液态态的表面张力作用力尽可能与被焊接材料接触。
液态焊接材料与被焊接材料的接触面称为焊缝。
4. 合固：在焊接材料与被焊接材料接触后，通过混合、扩散和溶解等作用，使焊接区域形成强固的焊接接头。
在焊接过程中会有气体、杂质、表面氧化物等被排出焊缝，焊接接头在冷却固化后获得良好的物理和力学性能。
熔化焊的基本原理是利用加热将焊接材料熔化形成焊缝，然后使其冷却固化，从而实现焊接。
熔化焊是一种常用的焊接方法，适用于多种材料和结构的焊接。
《熔化焊连接原理》课件
熔化焊的定义
熔化焊是一种通过加热工件将其熔化，并在冷却后形成连接的一种焊接方式。熔化焊可分为电弧焊、激光焊、 等离子焊等多种类型。
熔化焊技术的应用
熔化焊技术具有许多优点，如高强度、高效率和适用于不同材料等。在工业 生产中，熔化焊技术被广泛应用于汽车制造、航空航天和建筑等领域。
可视化演示
熔化焊过程的动画演示
通过动画演示，您将了解到熔化焊的整个过程，从 能量传递到熔池形成的所有细节。
熔化焊接头的X光检测图像展示
通过X光检测图像展示，您将了解到各种焊接缺陷、 接头质量以及焊缝内部结构的情况。
结束语
熔化焊作为一种重要的连接方式，在工业生产中起着关键作用。未来，熔化焊技术将不断发展，并应用于更多 领域，推动着工业的进步。
熔化焊的原理
熔化焊的能量来源包括电弧、激光束和等离子体等。熔化焊的熔池形成原理 与加热源的能量在焊接接头处传递和储存有关。
熔化焊的工艺参数
选择合适的焊接电源和参数对于熔化焊的成功非常重要。此外，选择适当的 焊接材料以及确定合理的焊接工艺参数也是关键。
熔化焊的缺陷与防治
熔化焊过程中可能出现熔池不稳定导致的缺陷，针对这些缺陷，我们需要采取相应的预防和处理措施。同时， 通过焊接接头质量检验方法，确保焊接连接的质量。
熔焊原理-概述
存在部位：热影响区的粗晶部分。
再热裂纹的敏感温度：550～650ºC
5.1 概述
③ 冷裂纹
产生条件：温度在+100℃～-75℃之间 存在部位：热影响区为主,但也发生在焊缝 特征：宏观断口具有发亮的金属光泽的脆性断裂特征； 微观看，晶间断裂，但也可穿晶（晶内）断裂，也可 晶间和穿晶混合断裂。 分类：延迟裂纹、淬硬脆化裂纹（淬火裂纹）、低 塑性脆化裂纹
5.1 概述
按裂纹分布的走向：按裂纹产生的区域：按裂纹产生的本质：
横向裂纹
焊缝中裂纹
纵向裂纹
熔合区裂纹
星形（弧形裂纹）热影响区中裂纹
热裂纹 再热裂纹 冷裂纹 层状撕裂 应力腐蚀裂纹
5.1 概述
① 热裂纹（高温裂纹）
产生条件：高温（大多在固、液相线温度区间产生） 存在部位：焊缝为主，热影响区 特征：宏观上, 沿焊缝的轴向成纵向分布（连续或 断续）也可看到焊缝横向裂纹，裂口均有较明显的 氧化色彩，表面无光泽；微观上，沿晶界（包括亚 晶界）分布，属于沿晶断裂性质。 分类：结晶产生： 主要在焊缝凝固的过程（结晶过程）中产生，较少在 热影响区产生，主要发生在含杂质（如S、P、C、Si） 偏高的碳钢、低合金焊缝中，和单相奥氏体钢、镍基 合金及某些铝合金的焊缝中。
机理： 在固相线附近，由于凝固金属的收缩，残余液体金属 不足而不能及时填充，在应力作用下发生沿晶断裂。
5.1 概述
b。高温液化裂纹
产生： 在高温下产生,主要发生在含Cr、Ni的高强钢、奥氏 体钢，以及某些镍基合金的近缝区或多层焊层间部位。
机理： 钢材或多层焊的层间中的被焊金属含有低熔点化合物 经重新熔化，在拉伸应力作用下沿A晶界发生开裂。
5.1 概述
c。多边化裂纹
简述熔化焊的基本原理
简述熔化焊的基本原理熔化焊是一种常见的焊接方法，它是通过加热材料到足够高的温度，使其熔化，然后连接两个或多个对象的方法。
它被广泛应用于金属材料的连接，如钢铁、铜、铝等。
熔化焊的基本原理可以概括为加热、熔化和连接。
首先，熔化焊需要将工件加热到足够高的温度。
加热的方式可以是火焰加热、电弧加热、电阻加热等。
无论使用何种方式，加热的目标是提高材料的温度，使其达到熔化点。
在加热过程中，焊接材料通常需要提供适当的保护，以防止氧化或其他污染。
当材料达到熔化点后，它会从固态转化为液态。
在熔化过程中，材料的分子之间的联系被打破，原子或分子可以自由移动，形成液体。
不同的材料具有不同的熔化点，因此需要根据材料的性质选择适当的加热温度。
在材料熔化的同时，需要将两个或多个对象连接在一起。
为了实现连接，通常需要使用焊接材料，例如焊条或焊丝。
焊接材料被熔化并填充在连接部位，形成一个熔池。
当熔池冷却后，焊接材料会重新固化，并与工件形成坚固的连接。
熔化焊的原理可以解释为物质状态变化的过程。
从加热材料到熔化，再到冷却固化，是一个由固态到液态再到固态的过程。
在熔化过程中，材料的分子或原子之间的距离变得较大，因此材料的体积会发生变化。
当材料冷却并固化时，分子或原子重新排列，并重新建立联系，使材料恢复到原来的体积和形状。
熔化焊可以应用于多种材料和工艺，如电弧焊、氩弧焊、气焊等。
这些焊接方法在材料的选择、加热方式和焊接速度等方面存在一定的差异，但其基本原理相同。
通过熔化焊，可以在金属材料之间实现可靠的连接，形成坚固耐用的焊接接头。
总之，熔化焊是一种常见的焊接方法，其基本原理是通过加热材料到足够高的温度，使其熔化，并在冷却时形成一个牢固的连接。
熔化焊可以应用于多种材料和工艺，它是实现金属材料连接的一种重要工艺方法。
通过了解和掌握熔化焊的基本原理，可以更好地应用于实际的焊接工作中。
第一节熔焊原理及过程
第一节熔焊原理及过程熔焊是一种常见的连接金属零件的方法，它通过在零件之间施加热量，使其部分或全部熔化，然后冷却固化，形成连接。
熔焊原理及过程可以分为以下几个步骤。
1.熔化：熔焊的第一步是将金属材料加热到其熔点以上，以使其熔化。
这可以通过使用火焰、电弧或激光等热源来实现。
不同的热源有不同的应用场景，但原理都是相同的-提供足够的能量来熔化金属。
2.温度控制：控制加热过程中的温度非常重要，以确保金属达到适当的熔点。
过高的温度可能导致金属氧化或破坏，而过低的温度则无法使金属熔化。
因此，必须使用合适的热源和监测设备来确保温度在合适的范围内。
3.熔焊剂：熔焊剂是一种添加到焊缝中的材料，用于保护熔融金属免受氧化和其他污染物的影响。
它可以提高焊接质量并减少缺陷的产生。
熔焊剂还可以提高熔化金属的流动性，使其更容易填充焊缝。
4.熔焊接触：在金属达到熔点并形成液态时，需要将待焊零件正确地接触在一起。
这样可以确保液态金属在冷却过程中均匀地填充空隙，形成一个持久且可靠的连接。
同时，也需要考虑焊接位置和焊接角度，以确保焊接的强度和稳定性。
5.冷却固化：在焊接完成后，液态金属开始冷却，并逐渐固化。
冷却过程中的温度变化很重要，因为它会影响到焊接接头的质量。
如果冷却过快，焊接接头可能会变脆并产生应力点，从而降低焊接接头的强度。
因此，通常需要采取措施来确保焊接接头在冷却过程中得到适当的处理。
熔焊的过程相对简单，但是要获得高质量的焊接接头还需要很多经验和技巧。
以下是一些常见的注意事项：1.材料选择：不同的金属材料具有不同的焊接性质，因此在选择材料时应考虑其焊接特点。
有些材料难以焊接，而有些材料则更容易焊接。
选择合适的材料可以提高焊接接头的质量。
2.预处理：在进行熔焊之前，需要进行一些预处理，以确保待焊零件表面的干净和光滑。
这通常包括去除表面的氧化物、油脂和其他污染物。
只有干净的表面才能确保焊接接头的质量。
3.熔焊参数：熔焊时需要注意参数的控制，例如温度、压力和时间。
热熔焊接原理
热熔焊接原理热熔焊接是一种常见的金属连接方法，它通过加热金属至熔点，然后使它们融合在一起，从而实现连接的目的。
热熔焊接原理涉及到热量传递、金属熔化、液态金属流动和凝固等多个方面，下面将逐一介绍这些原理。
首先，热熔焊接的原理之一是热量传递。
在热熔焊接过程中，热源通常是火焰或电弧，它会向工件传递热量，使工件表面温度升高。
当工件表面温度达到熔点时，金属开始熔化，形成液态金属。
热量传递的效率取决于热源的温度、功率和照射时间，以及工件的热传导性能。
其次，金属熔化是热熔焊接原理的核心之一。
金属在加热过程中会经历固态、液态和固态三个阶段。
当金属达到熔点时，其固态结构被打破，原子开始在液态中自由运动，形成液态金属。
在液态状态下，金属的表面张力较小，使得金属更容易流动和填充连接部位的间隙。
液态金属流动是热熔焊接原理的另一个重要方面。
一旦金属熔化，液态金属就会在连接部位形成一定的表面张力，这种表面张力会导致液态金属向连接部位的间隙流动，填充间隙并形成均匀的连接。
在热熔焊接过程中，操作人员需要控制液态金属的流动，以确保连接的质量和均匀性。
最后，凝固是热熔焊接原理的最后一个环节。
当液态金属填充完间隙后，热源停止加热并移开，液态金属开始冷却并逐渐凝固。
在凝固过程中，金属原子重新排列，固态结构重新形成，连接部位逐渐变得坚固。
凝固的速度和方式对连接的质量有重要影响，过快或过慢的凝固都可能导致焊接缺陷的产生。
总的来说，热熔焊接原理涉及到热量传递、金属熔化、液态金属流动和凝固等多个方面。
了解这些原理有助于操作人员更好地掌握热熔焊接技术，提高焊接质量，确保连接的牢固性和稳定性。
同时，热熔焊接原理也为工程师提供了理论基础，帮助他们设计更加合理和有效的焊接工艺，推动焊接技术的发展和进步。
熔化焊接的特点及机理
偏析。
七、化学成分和金相组织的变化
溶池和焊材溶滴与周围空气接触，金属表面的油、
锈、漆蒸发分解以及潮湿环境，均会将氧、氮、氢
等有害气体残留在焊缝中，形成各类不同的缺陷。
同时，金属中的化学成分在高温作用下，严重被烧
损或发生迁移、扩散现象，造成化学成分的不均匀
性。 在热源作用下，金属的金相组织也会发生变化，
形成氧化物，如氧融入铁中则形成氧化铁
（Fe+O→FeO）；与锰化合物形成氧化锰（Mn+O →MnO）；与硅化合物形成二氧化硅（Si+2O →SiO2);与碳化合物形成一氧化碳(C+O →CO)等。 这些氧化物大部分都以焊渣或气体形态排出焊缝外， 部分则以夹渣、气孔方式残留在焊缝中，同时一些
有益的元素（如锰、硅等）因被氧化而损失掉，致
焊接时，热源只作用在整体金属工件的局部，受 热面积很小，熔池的尺寸依焊材及热源的截面积确 定，一般只有2—10立方厘米。 四、熔凝时间短促 施焊时，每一焊点的金属从加热熔化到冷却凝固 的时间非常短促，通常以分或秒计。 五、具有高的温度梯度 被焊金属工件上的某一点在热源的作用下熔化， 距离热源越远，金属受热温度越低，这种温度差别
不但具有强的脱除氧、氮等有害气体的能力，而且
对硫、磷等的亲和力也很强，形成各种化合物由焊
缝内脱出。同时，这些成分还补充了被烧损或冶金
过程以渣形式排出的损失量，而不降低焊缝的性能。
二、焊缝的结晶过程
熔池温度随着热源的远离逐渐冷却、凝固而成
焊缝。这种由液态金属转变成固态金属的过程就是
金属的结晶过程。
液态金属在冷却过程中，凝结成本身所具有的
和长大。晶体长大的方向是沿垂直于熔合线向熔池
中心发展长大（或按散热相反的方向长大，见图
自熔焊接定义
自熔焊接定义一、什么是自熔焊接？自熔焊接是一种特殊的焊接技术，它利用材料自身的特性，在适当的温度下，使两个或多个材料之间产生焊接。
与传统的焊接方式相比，自熔焊接具有独特的优势和应用范围。
本文将详细介绍自熔焊接的定义、原理、工艺和应用。
二、自熔焊接的原理自熔焊接的原理是利用材料的特性，在特定的温度下产生熔透现象，并将相邻的材料部分熔化，形成焊缝。
自熔焊接主要依赖于以下几个因素：1. 材料的熔点材料的熔点是自熔焊接是否可行的关键因素。
只有当材料的熔点达到一定程度时，才能在适当的温度下进行自熔焊接。
例如，金属材料的熔点通常较高，而塑料等非金属材料的熔点较低，因此自熔焊接在这些材料中应用较多。
2. 热传导热传导是自熔焊接中的另一个重要因素。
材料的热传导性决定了热能能否快速传导到相邻的区域，从而实现焊接。
热传导性较好的材料在自熔焊接中更容易实现熔透现象。
3. 压力控制在自熔焊接过程中，适当的压力可以帮助材料产生更好的密合度，并提高焊接质量。
通过加压，可以使熔融材料更好地混合，并形成均匀的焊缝。
三、自熔焊接的工艺自熔焊接包括以下几个主要工艺步骤：1. 温度控制自熔焊接首先需要确定合适的温度范围。
温度过高或过低都会影响焊接质量。
温度过高可能导致材料烧结或烧毁，温度过低则可能导致焊接不完全。
因此，通过实验和经验，需要确定最佳的焊接温度。
2. 加压控制在自熔焊接中，适当的加压可以帮助材料更好地混合并形成均匀的焊缝。
加压的过程中，需注意力度的控制，过大的压力可能损坏材料，过小的压力则可能导致焊接不牢固。
通过实践和测试，确定适宜的加压力度。
3. 熔透控制自熔焊接的关键步骤之一是熔透控制。
熔透是指材料部分熔化并与相邻材料混合的过程。
通过控制加热时间和温度，可以实现熔透现象。
熔透的程度取决于材料的熔点和加热温度。
4. 冷却控制自熔焊接完成后，需要进行冷却过程。
冷却的速度会影响焊接材料的性能。
较快的冷却速度可能导致焊缝产生应力，从而影响焊接质量。
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一、熔焊原理1 什么是焊接？常用的焊接方法分为哪几类？通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件达到结合的一种加工工艺方法称为焊接。
工件可以用各种同类或不同类的金属、非金属材料（塑料、石墨、陶瓷、玻璃等），也可以用一种金属与一种非金属材料。
金属的焊接在现代工业中具有广泛的应用，因此狭义地讲，焊接通常就是指金属材料的焊接。
按照焊接过程中金属材料所处的状态不同，目前把焊接方法分为以下三类：⑴熔焊焊接过程中，将焊件接头加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法称为熔焊。
常用的熔焊方法有电弧焊、气焊、电渣焊等。
⑵压焊焊接过程中，必须对焊件施加压力（加热或不加热），以完成焊接的方法称为压焊。
常用的压焊方法有电阻焊（对焊、点焊、缝焊）、摩擦焊、旋转电弧焊、超声波焊等。
⑶钎焊焊接过程中，采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点、低于母材熔点的温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法称为钎焊。
常用的钎焊方法有火焰钎焊、感应钎焊、炉中钎焊、盐浴钎焊和真空钎焊等。
2 焊接区内有哪些气体？其来源如何？焊接过程中，焊接区内充满大量气体。
用酸性焊条焊接时，主要气体成分是CO、H2、H2O；用碱性焊条焊接时，主要气体成分是CO、CO2；埋弧焊时，主要气体成分是CO、H2。
焊接区内的气体主要来源于以下几方面：一是为了保护焊接区域不受空气的侵入，人为地在焊接区域添加一层保护气体，如药皮中的造气剂（淀粉、木粉、大理石等）受热分解产生的气体、气体保护焊所采用的保护气体（CO2气体、Ar气）等；其次是用潮湿的焊条或焊剂焊接时，析出的气体、保护不严而侵入的空气、焊丝和母材表面上的杂质（油污、铁锈、油漆等）受热产生的气体，以及金属和熔渣高温蒸发所产生的气体等。
3 试述氮、氢、氧对焊缝金属的作用和影响⑴氮氮主要来自焊接区域周围的空气。
手弧焊时，堆焊金属中约含有0.025%的氮。
氮是提高焊缝金属强度、降低塑性和韧性的元素，也是在焊缝中产生气孔的主要原因之一。
⑵氢氢主要来源于焊条药皮、焊剂中的水分、药皮中的有机物，焊件和焊丝表面上的污物（铁锈、油污）和空气中的水分等。
各种焊接方法均使焊缝增氢，只是增氢的程度不同：手弧焊时用纤维素药皮焊条焊得的焊缝含氢量比母材高出70倍；只有采用低氢型焊条施焊时，焊缝的含氢量才比较低；而用CO2气体保护焊时，含氢量最低。
氢使焊缝金属的塑性性严重下降，促使在焊接接头中产生气孔和延时裂纹，并且还会在拉伸试样的断面上形成白点。
⑶氧氧主要来源于空气、药皮和焊剂中的氧化物、水分及焊接材料表面的氧化物。
随着焊缝中含氧量的增加，其强度、硬度和塑性会明显下降，还能引起金属的热脆、冷脆和时效硬化，并且也是焊缝中形成气孔（CO气孔）的主要原因之一。
总之，进入焊缝金属中的氮、氢、氧都是属于有害的元素。
4 为什么对焊接区域要进行保护？如何保护？对焊接区域进行保护的目的是防止空气侵入熔滴和熔池，减少焊缝金属中的氮、氧含量。
保护的方式有下列三种：⑴气体保护例如，气体保护焊时采用保护气体（CO2、H2、Ar）将焊接区域与空气隔离起来。
⑵渣保护在熔池金属表面覆盖一层熔渣使其与空气分开隔离，如电渣焊、埋弧焊。
⑶气—渣联合保护利用保护气体和熔渣同时对熔化金属进行保护，如手弧焊。
5 如何减少焊缝金属中的含氧量？对焊接区域进行保护、防止空气与熔化金属进行接触是控制焊缝金属中含氧量的重要措施，但是不能根本解决问题，因为氧还可以通过许多其它渠道进入焊缝中，要彻底堵塞这些渠道事实上是不可能的，因此目前只能采取措施，对已进入熔化金属中的氧进行脱氧处理。
6 焊缝金属常用的脱氧方法有哪些？利用熔渣或焊芯（丝）金属与熔化金属相互作用进行脱氧，是焊缝金属常用的脱氧办法。
⑴扩散脱氧当温度下降时，原先熔解于熔池中的FeO会不断地向熔渣进行扩散，从而使焊缝中的含氧量下降，这种脱氧方法称为扩散脱氧。
如果熔渣中有强酸性氧化物SiO2、TiO2等，它们会与FeO生成复合物，其反应式为（SiO2+FeO）= FeO·SiO2（TiO2+FeO）= FeO·TiO2反应的结果使熔渣中的自由FeO减少，这就使熔池金属中的[FeO]不断地向渣中扩散，焊缝金属中的含量因此得以减少。
酸性熔渣（如焊条J422、焊剂HJK431熔化所成的熔渣）中含有较多量的SiO2、TiO，所以其脱氧方法主要是扩散脱氧。
但是在焊接条件下，由于熔池冷却速度快，熔渣和液体金属相互作用的时间短，扩散脱氧进行得很不充分，因此用酸性焊条（剂）焊成的焊缝，其含氧量还比较高，焊缝金属的塑性和韧性也比较低。
⑵用脱氧剂脱氧在焊芯、药皮或焊丝中加入某种元素，使它本身在焊接过程中被氧化，从而保证被焊金属及其合金元素不被氧化或已被氧化的金属还原出来，这种用来脱氧的元素称为脱氧剂。
常用的脱氧剂有碳、锰、硅、钛和铝。
碱性焊条的脱氧剂以铁合金的形式加入到药皮中去，如锰铁、硅铁等。
埋弧焊常采用合金焊丝，如H08MnA、H10MnSi等。
用脱氧剂脱氧的效果比扩散脱氧好得多，所以用碱性焊条施焊的焊缝，其含氧量比用酸性焊条施焊时要低，塑性、韧性相应得到提高，因此碱性焊条常用来焊合金钢及重要的焊接结构。
7 如何减少焊缝金属中的含氢量？减少焊缝金属中含氢量的常用措施有：1）烘干焊条的焊剂；2）清除焊件和焊丝表面上的杂质；3）在药皮和焊剂中加入适量的氟石（CaF2）、硅砂（SiO2），两者都具有较好的去氢效果；4）焊后立即对焊件加热，进行后热处理；5）采用低氢型焊条、超低氢型焊条和碱性焊剂。
8 试述焊缝金属中硫的危害性。
如何脱硫？硫是焊缝中常存的有害元素之一。
硫能促使焊缝金属产生热裂纹、降低冲击韧度和需腐蚀性，并能促使产生偏析。
厚板焊接时，硫还会引起层状撕裂。
硫在液态金属中以FeS的形式存在，熔渣中的Mn、MnO、CaO具有一定的脱硫作用；其反应式如下[Mn]+[FeS] =[MnS]+[Fe][MnO]+[FeS]=[MnS]+[FeO][CaO]+[FeS] =[CaS]+[FeO]生成的MnS、CaS都进入熔渣中，由于MnO、CaO均属碱性氧化物，在碱性熔渣中含量较多，所以碱性熔渣的脱硫能力比酸性熔渣强。
9 试述焊金属中磷的危害性。
如何脱磷？磷也是焊缝中常存的有害元素之一。
磷会增加钢的冷脆性，大幅度地降低焊缝金属的冲击韧度，并使脆性转变温度升高。
焊接奥氏体类钢或焊缝中含碳量较高时，磷也会促使焊缝金属产生热裂纹。
磷在液态金属中以Fe2P、P2O5形式存在。
脱磷反应可分为两步进行：第一步是将磷氧化成P2O5；第二步使之与渣中的碱性氧化物CaO生成稳定的复合物进入熔渣。
其反应式为2[Fe2P]+5（FeO=P2O5+11[Fe]P2O5+3（CaO）=（CaO）3·P2O5P2O5+4（CaO）=（CaO）4·P2O5由于碱性熔渣中含有较多的CaO，所以脱磷效果比酸性熔渣要好。
但是实际上，不论是碱性熔渣还是酸性熔渣，其最终的脱硫、脱磷效果仍不理想。
所以目前控制焊缝中的硫、磷含量，只能采取限制原材料（母材、焊条、焊丝）中硫、磷含量的方法。
10 什么是焊缝金属的合金化？常用的合金化方式有哪些？合金化就是把所需要的合金元素，通过焊接材料过渡到焊缝金属（或堆焊金属）中去。
合金化的目的：1）补偿焊接过程中由于氧化、蒸发等原因造成的合金元素的损失；2）改善焊缝金属的组织和性能；3）获得具有特殊性能的堆焊金属。
常用的合金化方式有：应用合金焊丝；应用药芯焊丝或药芯焊条；应用合金药皮或粘结焊剂；应用合金粉末；应用熔渣与金属之间的置换反应。
11 什么是合金元素的过渡系数？合金元素在焊接过程中总有一部分因氧化、蒸发等原因损耗掉，不可能全部过渡到焊缝中去。
合金元素的过渡系数是指焊接材料中的合金元素过渡到堆焊金属中的数量与其原始含量的百分比，即CFη=───CT式中η——某合金元素的过渡系数（%）；CF——堆焊金属中某合金元素的含量；CT——焊条（焊丝、焊剂）中某合金元素的原始总含量。
手弧焊采用不同焊条型号时，合金元素的过渡系数η，见表1。
由表1可知，碱性焊条（低氢钠型）合金元素的过渡系数比酸性焊条（钛钙型）高。
12 什么是焊接熔池的一次结晶？它有什么特点？热源离开后，焊接熔池的金属由液态转变为固态的过程，称为焊接熔池的一次结晶。
焊接熔池的一次结晶具有如下特点：⑴熔池的体积小、冷却速度大电弧焊时，熔池体积最大约为30cm3，液态金属的质量不超过200g（单丝自动埋弧焊）。
由于熔池的体积小，周围又被冷金属所包围，所以熔池的冷却速度很大，可达100℃/s，比铸锭的冷却速度大几百到上万倍，这就使含碳量高、含合金元素较多的钢材，在焊接接头中出现淬火硬组织（马氏体）和结晶裂纹。
⑵熔池中的液态金属处于过热状态对于低碳和低合金钢，弧焊时熔池的平均温度为（1770±100）℃，超过了材料的熔点，处于过热状态。
因此合金元素的烧损比较严重。
⑶熔池是在运动状态下结晶熔焊时，熔池随热源作同速移动，在熔池中金属的熔化和结晶过程同时进行，即熔池的前半部处在熔化过程，后半部处在结晶过程，故熔池内的熔化金属处于运动状态下结晶。
13 什么是偏析？焊缝中会产生哪几种偏析现象？合金中各组成元素在结晶时分布不均匀的现象称为偏析。
焊接熔池一次结晶过程中，由于冷却速度快，已凝固的焊缝金属中化学成分来不及扩散，造成分布不均，产生偏析。
焊缝中的偏析现象有以下三种：⑴显微偏析熔池一次结晶时，最先结晶的结晶中心金属最纯，后结晶部分含其它合金元素和杂质略高，最后结晶部分，即结晶的外端和前缘所含其它合金元素和杂质最高。
在一个柱状晶粒内部和晶粒之间的化学成分分布不均现象称为显微偏析。
⑵区域偏析熔池一次结晶时，由于柱状晶体的不断长大和推移，会把杂质“赶”向熔池中心，使熔池中心的杂质含量比其它部位多，这种现象称为区域偏析。
焊缝的断面形状对区域偏析的分布影响很大。
窄而深的焊缝，各柱状晶的交界在其焊缝的中心，因此焊缝中心聚集有较多的杂质，见图1。
这种焊缝在其中心部位极易产生热裂纹。
宽而浅的焊缝，杂质则聚集在焊缝的上部，见图1b，这种焊缝具有较高的抗热裂能力。
⑶层状偏析熔池在一次结晶的过程中，要不断地放出结晶潜热，当结晶潜热达到一定数值时，熔池的结晶就出现暂时的停顿。
以后随着熔池的散热，结晶又重新开始，形成周期性的结晶，伴随着出现结晶前沿液体金属中杂质浓度的周期变动，产生周期性的偏析称为层状偏析。
层状偏析集中了一些有害元素，因此缺陷往往出现在层状偏析中。
由层状偏析所造成的气孔，见图2。
14 如何改善焊缝一次结晶组织？什么是变质处理？通过焊接材料（焊条、焊剂）向熔池中加入某些合金元素如V、Mo、Ti、Nb、A1、B、N 等，可以细化晶粒，得到细晶组织，从而既可保证强度和塑性，又能提高抗裂性，这种方法称为变质处理。