焊接冶金学基本原理要点归纳总计
焊接基本知识点总结
焊接基本知识点总结一、焊接原理1. 焊接的基本原理焊接的基本原理是利用热能将金属材料加热至熔化状态，然后再将熔化态的金属填充或连接两个或多个金属材料。
在加热金属材料时，需要使其达到或超过熔点，才能实现熔化。
熔化后的金属液体能够在一定程度上将连接面和焊接材料结合在一起。
经过冷却后，焊缝区域就会形成一个坚固的金属连接。
2. 焊接的热影响在焊接过程中，金属材料会受到高温热源的影响，产生热影响区。
热影响区是指金属材料在焊接过程中所受到的热影响，它的形成主要与焊接过程中的热输入、冷却速度以及金属材料的热导率有关。
在焊接结束后，需要对焊接区域进行合适的冷却处理，以减小热影响区的大小和影响范围。
3. 焊接技术的选择在实际焊接中，需要根据金属材料的种类、厚度、形状和要求，以及焊接件的用途、工艺要求和生产效率等因素，选择适合的焊接技术。
一般来说，焊接技术可分为手工焊接、半自动焊接和全自动焊接等。
二、焊接工艺1. 焊接过程焊接过程一般包括焊前准备、焊接操作和焊后处理三个阶段。
在焊前准备阶段，需要对焊接材料、设备和环境进行检查和准备；在焊接操作阶段，需要按照工艺要求和操作规程进行焊接操作；在焊后处理阶段，需要对焊接件进行冷却、清理和检验等工作。
2. 焊接工艺规范为了保证焊接质量和安全性，焊接工艺需要按照相关标准和规范进行。
对于不同类型的焊接，都有相应的操作规程和技术要求。
焊接工艺规范主要包括焊接材料的选择和使用、焊接设备的操作和维护、焊接工艺参数的设定和控制、焊接环境的控制和安全措施等内容。
三、焊接方法1. 电弧焊接电弧焊接是一种常见的焊接方法，其原理是利用电弧将金属材料加热至熔化，并利用焊接材料填充或连接两个或多个金属材料。
电弧焊接可以分为手工电弧焊、氩弧焊、CO2焊、埋弧焊等。
2. 气体保护焊气体保护焊是一种利用惰性气体或活性气体对焊接区域进行保护的焊接方法，主要包括氩弧焊、氧乙炔焊、氩气保护焊、氩气保护钎焊等。
焊接冶金学基本原理
焊接冶金学基本原理引言：焊接冶金学是研究焊接过程中金属材料的物理和化学变化的学科。
它涉及到金属的熔化、凝固、晶体生长和相变等过程。
本文将介绍焊接冶金学的基本原理，包括焊接过程中的热力学、动力学和金相学等方面。
一、热力学原理焊接过程中的热力学原理是理解焊接过程中金属材料的熔化和凝固行为的基础。
焊接过程中，金属材料受到加热而达到熔点，然后在熔融状态下进行熔化和混合。
热力学原理研究了焊接过程中的相变行为，包括熔化、凝固和晶体生长等过程。
通过控制焊接过程中的温度和冷却速率，可以影响焊缝的组织和性能。
二、动力学原理焊接过程中的动力学原理研究了焊接过程中金属材料的相变速率和晶体生长行为。
焊接过程中，金属材料经历了熔化、凝固和晶体生长等过程。
动力学原理研究了这些过程中的相变速率和晶体生长速率，以及它们与焊接参数（如焊接速度、焊接电流等）的关系。
通过控制焊接参数，可以调节焊缝的组织和性能。
三、金相学原理焊接过程中的金相学原理研究了焊接过程中金属材料的组织和相变行为。
金相学是研究金属材料的组织和结构的学科，通过显微镜观察和分析焊接接头的金相组织，可以了解焊接过程中的相变行为和组织演变规律。
金相学原理对于评估焊接接头的质量和性能具有重要意义。
结论：焊接冶金学的基本原理包括热力学、动力学和金相学等方面。
热力学原理研究了焊接过程中的相变行为，动力学原理研究了相变速率和晶体生长行为，金相学原理研究了焊接接头的组织和相变行为。
通过深入理解焊接冶金学的基本原理，可以优化焊接过程，提高焊接接头的质量和性能。
参考文献：[1] Smith W F. Principles of Materials Science and Engineering[M]. McGraw-Hill, 2006.[2] Kou S. Welding Metallurgy[M]. Wiley, 2003.。
焊接冶金学(基本原理)
绪论一、焊接过程的物理本质1.焊接：被焊工件的材质(同种或异种)，通过加热或加压或二者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材质达到原子问的结合而形成永久性连接的工艺过程称为焊接。
物理本质：1）宏观：焊接接头破坏需要外加能量和焊接的的不可拆卸性（永久性）2）微观：焊接是在焊件之间实现原子间结合。
2.怎样才能实现焊接，应有什么外界条件？从理论来讲，就是当两个被焊好的固体金属表面接近到相距原子平衡距离时，就可以在接触表面上进行扩散、再结晶等物理化学过程，从而形成金属键，达到焊接的目的。
然而，这只是理论上的条件，事实上即使是经过精细加工的表面，在微观上也会存在凹凸不平之处，更何况在一般金属的表面上还常常带有氮化膜、油污和水分等吸附层。
这样，就会阻碍金属表面的紧密接触。
为了克服阻碍金属表面紧密接触的各种因素，在焊接工艺上采取以下两种措施：1)对被焊接的材质施加压力目的是破坏接触表面的氧化膜，使结合处增加有效的接触面积，从而达到紧密接触。
2)对被焊材料加热(局部或整体) 对金属来讲，使结合处达到塑性或熔化状态，此时接触面的氧化膜迅速破坏，降低金属变形的阻力，加热也会增加原于的振动能，促进扩散、再结晶、化学反应和结晶过程的进行。
二、焊接热源的种类及其特征1）电弧热：利用气体介质放电过程所产生的热能作为焊接热源。
2）化学热：利用可燃和助燃气体或铝、镁热剂进行化学反应时所产生的热能作为热源。
3）电阻热：利用电流通过导体时产生的电阻热作为热源。
4）高频感应热：对于有磁性的金属材料可利用高频感应所产生的二次电流作为热源，在局部集中加热，实现高速焊接。
如高频焊管等。
5）摩擦热：由机械摩擦而产生的热能作为热源。
6）等离子焰：电弧放电或高频放电产生高度电离的离子流，它本身携带大量的热能和动能，利用这种能量进行焊接。
7）电子束：利用高压高速运动的电子在真空中猛烈轰击金属局部表面，使这种动能转化为热能作为热源。
8）激光束：通过受激辐射而使放射增强的光即激光，经过聚焦产生能量高度集中的激光束作为热源。
焊接冶金原理知识点总结
焊接冶金原理知识点总结一、焊接的概念和分类1. 焊接的概念焊接是利用热或压力，或两者的联合作用，在接头表面形成一层永久性连接的材料，使毗邻金属连接，在一定程度上具有熔融结合或压力结合作用，从而使接头处的材料成为一个整体的金属连接工艺。
2. 焊接的分类（1）按焊接方式分类：手工焊、气体保护焊、电弧焊、搅拌摩擦焊、激光焊等；（2）按焊接材料分类：金属焊接、非金属焊接、金属与非金属焊接等；（3）按焊接方法分类：熔化焊接和压力焊接；（4）按焊接环境分类：气氛焊、真空焊等。
二、熔化焊接的冶金原理1. 熔化焊接的工艺熔化焊接是利用焊条、焊丝或焊粉，在熔化的金属表面形成永久连接的工艺。
通常分为气焊、电弧焊、氩弧焊和激光焊等。
2. 熔化焊接的冶金原理（1）熔化焊接中金属熔池的形成：熔化焊接时，焊接热能使金属焊件熔化，产生熔池；（2）熔化焊接中金属熔池的流动：在熔池形成后，金属熔池受到表面张力的影响，会形成流动；（3）熔化焊接中金属熔池的凝固：熔化焊接过程中，金属熔池冷却，从而形成焊缝。
三、压力焊接的冶金原理1. 压力焊接的工艺压力焊接是在金属材料表面施加压力，使得其表面产生剪切位移，从而实现永久连接的工艺。
2. 压力焊接的冶金原理（1）压力焊接中金属材料的塑性变形：在压力作用下，金属材料表面发生塑性变形；（2）压力焊接中金属材料的分子力作用：在压力作用下，金属材料表面分子间产生相互吸引，并使得金属材料形成永久连接；（3）压力焊接中金属材料的冷却：压力焊接过程中，金属材料冷却，并形成焊缝。
四、焊接质量控制1. 焊接质量的检测方法（1）焊缝外观检查：检查焊缝表面是否有裂纹、气孔、夹渣等缺陷；（2）X射线检测：用X射线透射技术检查焊接接头内部是否有气孔、夹渣、非金属夹杂等；（3）超声波探伤：利用超声波穿透焊缝进行波阵面扫描，检测焊缝内部是否有夹杂、裂纹等；（4）磁粉探伤：在焊缝表面施加可磁化的粉末，然后利用磁粉检测设备检测焊缝是否有裂纹等。
焊工基础知识点总结
焊工基础知识点总结作为一名焊工，掌握基础知识是非常重要的。
本文将从焊接原理、焊接方法、焊接材料以及焊接安全等方面对焊工基础知识点进行总结。
一、焊接原理1. 焊接定义：焊接是通过熔融金属填充材料，将两个或多个金属材料永久性地连接在一起的加工方法。
2. 焊接原理：焊接的基本原理是利用热能将金属熔化，然后用填充材料填充缝隙，冷却后形成一块整体的金属连接。
3. 焊接热源：焊接热源包括火焰、电弧、激光等，其中最常见的是电弧焊和气焊。
4. 焊接变形：在焊接过程中，金属材料会受热膨胀，形成焊接变形。
因此，在设计焊接接头时需要考虑变形的影响。
二、焊接方法1. 电弧焊：电弧焊是利用电弧的热能进行熔焊的方法，包括手工电弧焊、埋弧焊和氩弧焊等。
2. 气焊：气焊是利用气焰的热能进行熔焊的方法，包括火焰切割、气体保护焊等。
3. 焊接割拔：焊接割拔是通过热能将金属材料切割或者拔掉的方法，包括氧气割、等离子割等。
4. 焊接压力连接：焊接压力连接是通过压力将金属材料连接在一起的焊接方法，包括压焊、滚焊等。
5. 焊接工艺：根据不同的焊接要求和工艺要求，可以采用不同的焊接方法，如手工焊、自动焊、半自动焊、焊锡等。
三、焊接材料1. 焊接材料：焊接材料包括焊接金属、填充材料和焊接辅助材料。
2. 焊接金属：焊接金属是进行焊接的基本材料，包括常用的钢、铝、铜、镍等。
3. 填充材料：填充材料是用来填充焊接接头缝隙的材料，可以根据不同的要求选择不同的填充材料。
4. 焊接辅助材料：焊接辅助材料包括焊接药剂、电极、焊接气体等，可以改善焊接质量和提高焊接效率。
四、焊接安全1. 焊接安全：在进行焊接作业时，需要注意焊接安全，包括防护设备、作业环境、职业健康等方面的要求。
2. 防护设备：焊工需要佩戴防护面罩、焊接手套、防护服等个人防护设备，防止受到热能和飞溅金属的伤害。
3. 作业环境：焊接作业需要在通风良好的环境中进行，防止产生有害气体和粉尘对焊工的伤害。
焊接冶金学考点总结
焊接冶金学考点总结第一篇：焊接冶金学考点总结焊接工艺克服阻碍金属表面密切接触的两项措施1对被焊接的材质施加压力2对被焊材料加热（局部或整体）焊接被焊工件的材质（同种或异种）通过加热或加压或二者并用用或不用填充材料使工件的材质达到原子间的结合而形成永久性连接的工艺过程焊接、钎焊、粘焊本质区别1焊接母材与焊接材料均熔化且二者形成共同的晶粒2钎焊只有钎料熔化而母材不熔化在连接处一般不容易形成共共同晶粒只有在母材与鲜钎料之间形成有相互原子渗透的机械结合3粘焊既没有原子的相互渗透而形成共同的晶粒也没有原子间的扩散只是靠粘接剂与木材的粘接作用熔焊热源电弧热、等离子弧热、电子束、激光束、化学热压力焊钎焊热源电阻热、摩擦热、高频感应热焊接加热区分为活性斑点和加热板点区焊接热循环在焊接热源的作用下焊件上某点的温度随时间变化的过程熔滴过渡形式1短路过度2颗粒状过度3附壁过度短路过渡：在短弧焊时焊条端部的熔滴长大到一定尺寸与熔池发生接触形成短路电弧熄灭的现象（同时在各种力的作用下熔滴过渡到熔池中电弧重新引燃）熔滴的过渡形式尺寸和过度频率取决于药皮的成分与厚度、焊芯直径、焊接电流和极性等因素，碱性焊条在较大的焊接电流范围内主要是短路过度和大颗粒状过度，酸性焊条主要是细颗粒状和附壁过度熔滴越细小其比表面积（表面积/质量）越大增大焊接电流或药皮中加入表面活性物质等可使比表面积增大有利于加强冶金反应L（熔池长度）=UI*P(比例系数)熔滴阶段的反应主要是在焊条末端进行的手工电弧焊三反应区药皮熔滴熔池熔滴反应区特点1熔滴温度高2熔滴和气体和熔渣的接触面积大3各项之间的反应时间短4熔滴和熔渣发生强烈的混合熔滴反应区主要物化反应1气体的溶解和分解2金属的蒸发3金属及其合金成分的氧化还原4焊缝金属的合金化（反应时间最短、温度高、接触面积大、有强烈的混合所以冶金反应最激烈，许多反应可达到接近终了的程度，对焊缝成分影响最大）熔合比焊缝金属中局部熔化的母材所占的比例氮：对焊接质量的影响1促使焊缝产生气孔2是提高低碳低合金钢焊缝强度降低塑性和韧性的元素3促使焊缝金属时效脆化4可作为合金元素进入刚中控制焊缝含氮量措施1坚强焊接区的保护a焊条药皮的保护作用取决于药皮的成分和数量b药芯焊丝的保护效果取决于保护成分含量和形状系数2焊接工艺参数的影响a尽量采用短弧焊（U升高电弧变长熔滴与空气接触时间过长）b增大电流，熔滴过渡频率增大接触时间缩短c焊接速度对焊缝的含氮量影响不大d增大焊丝直径，熔滴变粗e单层焊比多层焊含氮量低（直流正极性焊接时焊缝含氮量比反极性(焊条接正极工件接负极)时高）3利用合金元素控制含氮量a增加焊丝或药皮中的含碳量可降低焊缝含氮量（1碳可降低氮在铁中的溶解度2碳氧化生成CO、CO2加强保护作用降低氮分压3碳的氧化引起熔池的沸腾有利于氮的逸出）b添加Ti、Al、Zr和稀土元素对氮有很大的亲和力，能形成稳定的化合物氢：扩散氢氢原子及氢离子的半径很小可以在焊缝金属晶格中自由扩散残余氢氢扩散到金属的晶格缺陷、显微裂纹或非金属夹杂物边缘的微小空隙中时结合成氢分子，由于分子的半径大而不能自由扩散氢的动态行为金属中的氢含量因扩散的缘故随时间的变化，扩散氢减少残余氢增加而总氢量下降（扩散氢一部分从焊缝逸出一部分变为残余氢）氢对焊接质量的影响1形成气孔（熔池凝固结晶时溶解度突然下降，使氢处于过饱和状态促使发生2H=H2反应生成分子在液态金属中形成气泡，当气泡向外逸出的速度低于熔池的凝固速度时，就在焊缝中形成气孔）2产生冷裂纹焊接接头冷却到较低温度时（对于钢来说在Ms温度以下）时产生的焊接裂纹成冷裂纹3造成氢脆氢在室温附近使钢塑性严重下降现象称为氢脆，是由于原子氢扩散聚集到钢显微空隙中结合为分子氢造成空隙内产生很高的压力阻碍金属塑性变形导致金属变脆4出现白点白点是出现在焊缝金属拉伸或弯曲试件的断面上的一种白色圆形斑点中心含有微细气孔或夹杂物，周围则为银白色的脆化部分，其形状类似于鱼眼珠中的白点它主要是在外力作用下，氢在微小气孔和夹杂物处的集结造成脆化控制氢的措施1限制焊接材料中的含氢量2清除工件及焊丝表面的污垢杂质工件坡口附近以及焊丝表面上的铁锈油污水分等使焊缝増氢的因素3冶金处理a焊条药皮和焊剂中加入氟化物b控制焊接材料的氧化还原势c在焊条药皮或焊芯中加入微量的稀土元素或稀散元素Y/Te /Se可大幅降低扩散氢的含量4控制焊接工艺参数5焊后脱氢处理（焊后把焊件加热到一定温度促使氢扩散逸出的工艺叫做脱氢处理）熔渣种类：1盐类熔渣主要是由金属氟酸盐氯酸盐和不含氟的化合物组成的属于这个类型的渣系有CaF2-NaF、CaF2-BaCl2-NaF等盐型熔渣的氧化性很小，所以主要应用于焊接铝、钛及其他化学活性金属及其合金2盐-氧化物型熔渣主要有氟化物和强金属氧化物组成的CaF2-CaO-Al2O3等都属于这类熔渣它们主要用于焊接合金钢及合金，因为这类型的熔渣氧化性较小3氧化物型熔渣主要有金属氧化物组成这类熔渣含有较多的弱氧化物，因此氧化性较强主要用于焊接低碳钢和低合金钢熔渣在焊接工艺中的作用1机械保护作用2冶金处理作用3改善焊接工艺性能熔渣的活性、粘度和表面张力等都与熔渣的碱度有密切关系熔渣的粘度取决于熔渣的成分和温度，实际上取决于熔渣的结构氧：氧对焊接质量的影响1焊缝的强度韧性和塑性明显的下降尤其是焊缝金属的低温冲击韧度急剧下降，引起焊缝金属的时效硬化、热脆及冷脆等，以及物理机化学性能的变化2形成气孔在熔池阶段，溶解的氧与碳发生冶金反应，反应产物是不容于水的Co如果在熔池进行凝固时Co气泡来不及逸出就会形成Co气孔3烧损有益合金元素从而使焊缝金属性能变坏4形成飞溅在熔滴中所进行的氧与碳的冶金反应生成CO受热膨胀造成熔滴爆炸，形成飞溅破坏焊接过程的稳定性控制氧的措施是预防和脱氧1采用纯度高的焊接材料（尽量采用不含或少含氧量的焊接材料）2控制焊接工艺参数，尽可能的采用短弧焊（增加电弧电压使空气容易侵入电弧并且增加了氧与熔滴接触的时间，致使焊缝含氧量增加）3采用冶金方法进行脱氧通过向焊丝或焊条药皮中加入某种合金元素，是这些合金元素在焊接过程中被氧化从而保护被焊金属及其合金元素不被氧化焊缝金属的脱氧用于脱氧的元素或铁合金称为脱氧剂脱氧就是焊丝焊剂或焊条药皮中加入某种元素使它在焊接过程中夺取氧而自身被氧化，使被焊金属不被氧化或减少氧化目的减少焊缝中的含氧量选择脱氧剂的原则1在焊接温度下脱氧剂的亲和力应大于母材对氧的亲和力，焊接铁基合金时AL、Ti、Si、Mn等可作为脱氧剂2脱氧产物不溶于液态金属其密度也应小于液态金属的密度从而使脱氧产物尽快上浮到液体上以减少夹杂物的数量提高脱氧效果3综合考虑脱氧剂对焊缝成分、力学性能及焊接工艺性能的影响4在满组技术要求的前提下应注意经济实用性先期脱氧药皮加热阶段固态药皮中进行的脱氧反应特点脱氧过程和脱氧产物与熔滴不发生直接关系先期脱氧的效果取决于脱氧剂对氧的亲和力、它的粒度、氧化剂与脱氧剂的比例、焊接电流密度等沉淀脱氧是在熔滴和熔池中进行原理是溶解在液态金属中的脱氧剂和FeO直接反应把铁还原脱氧产物浮出液态金属增加金属中含Mn量减少渣中MnO可提高脱氧效果，一定温度下加入过多Mn会形成固态产物易造成焊缝夹杂扩散脱氧的优点是不会因脱氧而造成夹杂合金过渡把需要的合金元素通过焊接材料过渡到焊缝金属中的过程合金过渡的目的1补偿焊接过程中由于氧化蒸发造成合金元素损失2消除焊接缺陷改善焊缝金属的组织和性能a向焊缝金属中过渡锰可消除硫引起的热裂纹b向焊缝中加入AL、Ti、Mo等合金元素以细化晶粒提高焊缝韧性3获得特殊性能的堆焊金属合金过度系数焊接材料的合金元素过渡到焊缝金属中的数量与其原始含量的百分比影响过度系数的因素1合金元素的物理化学性质2合金元素的含量3合金剂的粒度4药皮或焊剂的成分5药皮质量系数 E4315 其中E 表示焊条43表示熔敷金属抗拉强度的最小值（以kgf/mm2计）1表示焊条适用于全位置焊接5表示焊条药皮为低氢钠型，并可采用直流反接焊接；J507 其中J代表结构钢焊条50焊缝金属抗拉强度不低于490MPa（50kgf/mm2）7 低氢型药皮、直流药皮作用1保护2冶金3是焊条具有较好的工艺性能药皮原材料作用1引弧2造渣3造气4脱氧5合金化6粘结7成形种类1金属及铁合金2矿物3化工产品4有机物焊条工艺性能1焊接电弧的稳定性2焊缝成形3焊接位置适应性4飞溅5脱渣性6焊条融化速度7焊皮的发红程度及焊条发尘量焊剂作用隔离空气保护焊接区金属不受空气侵害以及进行冶金处理焊剂质量要求1良好的冶金性能2良好的工艺性能3焊剂颗粒应符合要求4含水量不得大于0.10%5机械夹杂物的含量不得大于0.30%6含硫量不得大于0.06%含磷量不得大于0.08% 高硅焊剂 1高硅无锰或低锰焊剂配合高锰焊丝（Mn=1.5-1.9%）2高硅中锰的含锰焊丝（0.8-1.1%）3（我国之最）高硅高猛焊剂配合低碳钢焊丝或含锰焊丝（焊缝金属含氧量及含磷量较高韧脆转变温度高不宜用于焊接对于低温人性要求较高的结构）影响焊缝成形因素1熔渣凝固温度2熔渣粘度3熔渣表面张力影响脱渣因素1熔渣与焊缝金属的线膨胀系数相差越大冷却时熔渣越容易与焊缝金属脱离2熔渣的氧化性3熔渣松脆性药芯比实心焊丝优点工艺性好飞溅小焊缝成形美观可采用大电流进行全位置焊接熔敷效率高层状偏析由于结晶过程周期性变化而化学成分分布不均匀造成的焊缝断面的分层现象（熔池金属结晶时在结晶前沿的液体金属中溶质的浓度较高同时也富集了一些杂质当冷却速度较慢时这一层浓度较高的溶质和杂质可以通过扩散而减轻偏析程度但冷却速度很快时还没来得及均匀化就已凝固，造成了溶质和杂质较多的结晶层这些分层式由于结晶周期性变化而化学成分不均匀分布造成的）熔池凝固条件及特点1熔池体积小冷却速度大2熔池金属处于过热状态3熔池在运动状态下凝固4联生结晶焊缝三种偏析显微区域层状焊缝希望获得的固相相变组织针状铁素体细珠光体下贝氏体板条马氏体改善焊缝固态相变组织的途径焊后热处理多层焊接锤击焊道表面跟踪回火处理焊缝中产生气孔的根本原因高温是金属溶解了较多的气体在进行冶金反应时又产生了相当多的气体这些气体在焊缝凝固过程中来不及逸出两类气孔的形成①高温时某些气体溶解于熔池金属当凝固和变相时气体溶解度下降来不及逸出残留在焊缝内部的气体如氢氮（焊缝表面）②由冶金反应产生不溶于金属的气体如二氧化碳水等（焊缝内部）焊缝中形成气孔的机理①气泡的生核至少具备两个条件液态金属中有过多饱和气体；生核有能量消耗②气泡的长大气泡核形成后要继续长大气泡长大满足Ph》Po 3气泡上浮当气泡长大到一定程度便开始上浮在不利条件下有可能残留在焊缝中而形成气孔影响生成气孔的因素及预防措施1冶金因素的影响（熔渣的氧化性药皮和焊机的冶金反应保护气体的气氛水分和铁锈等）2工艺因素影响（焊接工艺参数电流种类电压焊接速度等）3工艺操作方面a焊前仔细清除焊件焊丝上的污垢提别是油质b焊条焊剂要严格烘干之后放置时间不得过长最好放在保温桶随用随取c焊接时规范要保持稳定对于低氢型焊条尽量采用短弧焊并适当配合摆动以利气体逸出焊缝中常遇到的夹杂物①氧化物氧化夹杂物主要是SiO2其次是MnO、TiO2和Al2O3这种夹杂物若密集地以块状或片状分布时在焊缝中全引起热烈纹在母材中也易引起层状撕裂焊接过程中熔池脱氧越完全焊缝中氧化物夹杂越少②氮化物夹杂物主要是Fe4N由于是一种脆硬化合物会使焊缝硬度增高塑韧性急剧下降一般焊接条件下焊缝中很少存在氮化物夹杂只有在保护不好时才能发生③硫化物夹杂主要源于焊条药皮或焊剂经冶金反应转入熔池夹杂物主要有两种MnS FeS前者影响小后者影响较大因为FeS沿晶界析出并与Fe或FeO形成低熔共晶是引起热裂纹主要原因之一防止焊缝中夹杂物的措施最重要的就是选择焊条焊剂使之更好地脱氧脱硫其次是注意工艺操作1选用合适的焊接工艺参数以利熔渣的浮出2多层焊时应注意清除前层焊缝的熔渣3焊条适当摆动以便熔渣浮出4操作时注意保护熔池防止空气入侵改善焊缝金属工艺性能的措施焊缝的固溶强化变质处理（微合金化）调整焊接工艺跟踪回火处理每焊完一道焊缝立即用气焊火焰加热加热焊道表面温度来控制在900~1000左右（跟踪回火不仅改善了焊缝的组织同时改善了整个焊接区性能因此焊接质量显著提高）临界板厚随着板厚的增加冷去速度Wc增大而冷却时间T8/5变短当板厚增加到一定程度则Wc和T8/5不再变化此时的板厚δcr 在同样冷却速度下焊接时比热处理时的脆硬倾向小焊接时冷却为什么会有两种不同倾向根据金属学原理可以知道碳化物合金元素只有它们充分溶解在奥化体的内部才会增加奥氏体的稳定性很显然在热处理条件下可以有充分时间使碳化物合金元素向奥氏体内部扩散而在焊接条件下由于加热速度快高温停留时间短所以这些合金元素不能充分溶解在奥氏体中因此降低了淬硬倾向组织脆化析出机理焊接HAZ出现脆硬组织造成根据被焊钢种的不同焊接时冷却条件不同在HAZ出现不同脆硬组织 M-A组元脆化是焊接低合金高强钢时一定冷却速度条件下形成不仅出现在焊缝也出现在HAZ 增大脆性 析出脆化某些金属或合金焊接区处于非平衡态组织化学物理上都明显不均匀性时效和回火过程从非稳态固溶体沿晶界析出碳化物氮化物等提高金属或合金强硬度和脆性 厚板多层焊时按一般规律粗晶区组织将得到细化改善第一道粗晶区性能但某些钢种未改善保留粗晶区组织和结晶学位向关系称为组织遗传这种遗传引起的脆化为遗传脆化机理 在上贝氏体温度范围内因奥氏体含碳量高较大速度下全转变为片状马氏体 由于析出产物出现后阻碍位错运动且析出产物不均匀有偏析和聚集存在提高金属强度硬度 加热调制刚奥氏体形成两种不同机制有序和无序转变新形成的奥氏体与原始非平衡组织有一定位向关系继承了原奥氏体晶粒大小形状取向热应变时效脆化在制造焊接结构的过程中不可避免的进行下料气割焊接和其他热加工等程序而引起的局部应变塑性变形对焊接HAZ脆化有很大影响韧性材料在塑性应变和断裂全过程中吸收能量的能力他是强度和塑性的综合表现冷裂纹金属经焊接或铸造成型后冷却到低温时产生的裂纹特征1产生温度高强钢在Ms点附近或200-300度以下温度区间内2产生的钢种和部位发生在高碳钢中碳钢中合金高强钢热影响区合金元素的超高强刚Ti合金发生在焊缝3裂纹的走向沿晶穿晶4产生时间可焊后立即出现也可焊后一定时间内出现影响因素1钢种的脆硬倾向2接头含氢量及分布3接头所承受的拘束应力状态结晶裂纹焊接结晶过程中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开裂的现象特征结晶后期由于低熔共晶形成的液态薄膜削弱了晶粒间的联结在拉伸应力作用下发生开裂（主要产生在含杂质较多的碳钢低合金钢焊缝中和单相奥氏体钢镍基合金以及等些铝合金的焊缝中）再热裂纹原板焊接结构并采用某些沉淀强化合金元素的钢材在消除应力热处理或在一定温度下服役的过程中在焊接热影响区粗晶部位发生的裂纹称为再热裂纹特征厚板焊接结构消除应力处理过程中在热影响区的粗晶区存在不同程度的应力集中时由于应力松弛所产生附加变形大于部位的蠕变塑性冷裂纹的分类及影响冷裂纹的因素？延迟裂纹－这类裂纹是在氢、钢材淬硬组织和拘束应力的共同作用下产生的，形成温度一般在 Ms 以下200℃ 至室温范围，由于氢的作用而具有明显的延迟特征，故又称为氢致裂纹。
焊接冶金知识点总结-精简版
焊接冶金知识点总结-精简版第一篇：焊接冶金知识点总结 - 精简版8.综合分析熔渣中的CaF2在焊接化学冶金中所起的作用？造渣。
药皮中的CaF2高温可分解出氟，或者与水玻璃等化合物形成NaF、KF，再与含氢物质形成不溶于金属的HF。
这样就使焊缝中的含氢量极低。
所获得焊缝金属的塑性、韧性好，具有良好的抗裂性，使用于焊接搁置那个重要的焊接结构和大多数的合金钢。
在碱性渣中加入CaF2，能促使CaO的熔化，固可降低非均相碱性渣的粘度。
CaF2还能降低酸--性渣的粘度。
因为CaF2在渣中产生F，而F能破坏Si-O键减小其尺寸。
10.产生层状偏析的原因:熔池金属结晶时，在结晶前沿的液体金属中，溶质的浓度较高，同时也富集了一些杂质。
当冷却速度较慢时，这一层浓度较高的溶质和杂质可以通过扩散而减轻偏析的程度。
但冷却速度很快时，还没来得及“均匀化”就已凝固，造成了溶质和杂质较多的结晶层。
由于结晶过程放出结晶潜热和熔滴过渡时热能输入周期性变化，致使凝固界面的液体金属成分也发生周期性的变化。
所以，产生层状偏析的原因是由于热的周期性作用而引起的。
12.有他们充分溶解在奥氏体的内部，才会增加奥氏体的稳定性。
很显然在热处理的条件下，可以有充分的时间溶解。
而在焊接条件下，由于加热速度快，高位停留时间短，所以不能充分溶解，因此降低了脆硬倾向，至于不含碳化和元素的钢，一方面不存在碳化合物溶解过程，另一方面，在焊接条件下，由于焊缝区组织粗化，固脆硬倾向比热处理条件下要大。
一般来讲，晶粒越粗，则淬硬性转变温度越高，也就是淬硬性增加。
13.b进行消除应力的处理之前焊接区存在较大的残余应力并有不同程度的应力集中；c产生热裂纹存在一个最敏感的温度区间；d含有一定沉淀强化元素的金属材料才具有产生再热裂纹的敏感性。
16.S.P对焊接质量的影响，如何控制？S：硫的危害：在熔池凝固时它容易发生偏析，在低熔点共晶的形式呈片状或链状分布于晶（1）限制焊接材料中的含硫量（2）用冶金方法脱硫P磷的危害：在熔池快速凝固时，磷易发生偏析。
焊接冶金学.
焊接冶金学（基本原理）李慕勤佳木斯大学材料工程学院二000年3月15日结论一、焊接过程的物理本质1、焊接定义被焊工件的材质通过加热或加压或二者并用，用或不用添充材料，使工件的材质达到原子间的结合而形成永久性连接的工艺过程称为焊接。
定义掌握三个要点：一是材料，可以是金属、非金属；可以是同种材料、异种材料。
二是达到原子间的结合。
三是永久性。
2、金属连接的障碍1）金属表面只有个别微观点接触；2）材料表面存在着氧化膜、油、杂质、污物、锈等。
3、解决的方法1）加热加热到熔化状态——熔化焊2）加压（加热或不加热）——压力焊4、分类1）冶金角度分：液相焊接：指熔化焊，利用热源加热侍焊部位，使之发生熔化，利用液相的相溶，达到原子间的结合。
它包括电弧焊、电渣焊、气焊、电子束焊、激光焊等。
固相焊接：指压力焊，是焊接时必须使用压力，使待焊部位的表面在固态下达到紧密接触，并使待焊表面的温度升高（一般低于材料的熔点），通过调解温度、压力和时间，造成接头处材料进行扩散，实现原子间的结合。
它包括电阻焊、磨擦焊、超声波焊等。
固-液相焊接：待焊表面并不直接接触，通过两者毛细间隙中的中间液相联系。
在待焊的同质或异质材质固态母材与中间液相之间存在两个固-液界面，由于固液相间能充分进行扩散，可实现原子间的结合。
2）从焊接方法上分：一是熔化焊：a、电弧焊：手工电弧焊、埋弧焊、气电焊。
b、气焊c、电渣焊d、等离子焊e、真空电子束焊f、激光焊二是压力焊：a、磨擦焊、b、接触焊：点焊、对焊、闪光焊、缝焊等。
c、超声波焊d、扩散焊三是钎焊：真空钎焊、火焰钎焊、感应钎焊等。
二、焊接热源种类及其特性1、热源的发展上个世纪80年代发现碳弧焊；1891年金属极电弧焊；本世纪初薄皮焊条电弧焊和氧乙炔气焊；30年代，厚皮焊条电弧焊、氢原子焊、氦气保护焊；40年代，埋弧焊和电阻焊；50年代，CO2气体保护焊和电渣焊；60年代，电子束焊和等离子弧焊与切割；70年代，激光焊焊接与切割；80年代，逐步完善电子束焊接和激光焊接工程；90年代，寻找新能源，如太阳能、微波等。
焊接主要知识点归纳总结
焊接主要知识点归纳总结一、焊接原理1、焊接原理概述焊接是一种通过加热金属使其融化，然后冷却后连接金属部件的加工方法。
焊接是金属材料连接的重要方法之一，通常使用高温热源（如火焰、电弧、激光等）来加热金属，使其达到融化温度，然后通过化学或物理作用使两种或两种以上金属材料连接在一起。
2、焊接原理的基本要点在进行焊接时，需要考虑以下几个方面的问题：（1）金属材料的选择：不同材质的金属在焊接时需要选择不同的焊接方法和焊接材料。
（2）热源的选择：常见的热源有电弧焊、气焊、激光焊等，选择适合的热源可以确保焊接结果的质量。
（3）焊接材料的选择：焊接材料包括焊条、焊丝、焊粉等，不同焊接材料具有不同的特性和适用范围。
（4）焊接环境的控制：焊接时需要充分考虑焊接环境的温度、湿度、通风等因素，以确保焊接质量。
二、焊接种类1、常见的焊接种类（1）电弧焊接：是使用电弧作为能量源的一种焊接方法，主要有手工电弧焊、自动埋弧焊、气体保护电弧焊等。
（2）气焊：是使用氧、乙炔等气体燃料的一种常见的焊接方法，适合于外场作业。
（3）激光焊：是使用激光束作为能量源的一种现代焊接方法，具有高效、精确、环保等优点。
2、不同焊接方法的适用范围和特点（1）手工电弧焊适用于对焊接技术要求不高的小型结构件。
（2）自动埋弧焊适用于对焊接速度和焊接质量要求较高的情况。
（3）气体保护电弧焊适用于焊接对焊接环境要求较高的情况。
（4）激光焊适用于对焊接精度和焊接速度要求较高的情况。
三、焊接设备1、焊接设备的分类和作用（1）焊接机：主要用于产生电弧焊接所需的电能和电流。
（2）气焊设备：主要由氧气、乙炔等气体燃料和气管、焊枪等组成，用于产生高温火焰进行焊接。
（3）激光焊设备：主要由激光发生器、光束传输系统、焊接头等组成，用于产生激光束进行焊接。
2、焊接设备的选购和维护选购焊接设备时需要考虑设备的稳定性、安全性、使用寿命等方面的指标，并且在日常使用时需要进行定期维护和保养，以确保设备的良好状态。
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绪论1)焊接：焊接是指被焊工件的材质（同种或异种），通过加热或加压或二者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材质达到原子间的结合而形成永久性连接的工艺过程。
2)焊接、钎焊和粘焊本质上的区别:焊接：母材与焊接材料均熔化，且二者之间形成共同的晶粒；钎焊：只有钎料熔化，而母材不熔化，在连接处一般不易形成共同晶粒，只有在母材和钎料之间形成有相互原子渗透的机械结合；粘焊：既没有原子的相互渗透而形成共同的晶粒也没有原子间的扩散，只是靠粘接剂与母材的粘接作用。
3)熔化焊热源：电弧热、等离子弧热、电子束、激光束、化学热。
压力焊和钎焊热源：电阻热、摩擦热、高频感应热。
4)焊接加热区可分为活性斑点区和加热斑点区5）焊接温度场：焊接时焊件上的某瞬时的温度分布称为焊接温度场。
6）稳定温度场：当焊件上温度场各点温度不随时间变化时，称之7）准稳定温度场：恒定功率的热源作用在焊件上做匀速直线运动时，经过一段时间后，焊件传热达到饱和状态，温度场会达到暂时稳定状态，并可随着热源以同样速度移动。
8）焊接热循环：在焊接热源的作用下，焊件上某点的温度随时间的变化过程。
第一章1）平均熔化速度：单位时间内熔化焊芯质量或长度。
平均熔敷速度：单位时间内熔敷在焊件上的金属质量称为平均熔敷速度。
损失系数：在焊接过程中，由于飞溅、氧化、蒸发损失的一部分焊条金属(或焊丝)质量与熔化的焊芯质量之比称焊条损失系数。
熔合比：焊缝金属中，局部熔化的母材所占的比例。
熔滴的比表面积:表面积与质量之比2）熔滴过渡的形式：短路过渡、颗粒状过渡和附壁过渡。
3）熔池：焊接热源作用在焊件上所形成的具有一定几何形状的液态金属部分就是熔池。
4）焊接过程中对金属的保护的必要性：（1）防止熔化金属与空气发生激烈的相互作用，降低焊缝金属中氧和氮的含量。
（2）防止有益合金元素的烧损和蒸发而减少，使焊缝得到合适的化学成分。
（3）防止电弧不稳定，避免焊缝中产生气孔。
5）手工电弧焊时的反应区：药皮反应区、熔滴反应区和熔池反应区。
1焊接冶金学笔记知识点整理
绪论1：焊接的定义：被焊工件的材质，通过加热或加压或二者并用，并且用或不用填充材料，使材质达到原子间的结合而形成永久连接的工艺过程称为焊接。
2：焊接热源及特点（1）电弧热利用气体介质中放电过程所产生的热能作为焊接热源（2）化学热一利用可燃气体或铝、镁热剂进行化学反应时所生的热能作为焊接热源（3）电阻热一利用电流通过导体时产生的电阻热作为焊接热源（4）高频感应热一对于有磁性的金属，利用高频感应所产生的二次电流作为热源，在局部集中加热。
（5）摩擦热一一由机械摩擦而产生的热能作为焊接热源。
（6）等离子焰一电弧放电或高频放电产生高度电离的离子流，利用其携带的热量作为焊接热源。
（7）电子束：利用高压高速运动的电子在真空中猛烈撞击金属局部表面，是动能转化成热能作为焊接热源。
（8）激光束：使用能量高度集中的激光束作为焊接热源。
3：焊接接头的形成过程经历加热，熔化，冶金反应，凝固结晶，固态相变，直至形成焊接接头。
（1）焊接热过程被焊金属在热源下发生局部熔化。
整个焊接过程始终在焊接热过程中发生。
（与凝固结晶，冶金反应，固态相变，等有重要联系）（2）焊接化学冶金过程：金属，熔渣，气相之间一系列化学冶金反应。
（金属氧化，脱硫等）（直接影响焊接成分，组织，性能）（3）焊接时的金属凝固结晶和固态相变过程：随着热源离开，熔池金属就开始凝固结晶，即由液态转变为固态。
具有同素异构转变的金属，随温度下降，发生固态相变。
（该过程可能产生偏析，夹杂，气孔等多种缺陷）4：焊接接头的组成焊缝——熔合区——热影响区5：焊接的传热方式对流传热，辐射传热、（热传导）6：热导率概念表示金属的导热能力，物理意义——单位时间内，沿法线方向单位距离相差1℃时经过单位面积所传递的热能。
第一章1：熔滴过渡形式：短路过渡，颗粒状过度，附壁过渡（酸性）细颗粒状过度，附壁过渡。
（碱性）短路过渡，大颗粒状过度2：三过渡的形式（1）短路过渡：焊条端部的熔滴长大与熔池发生接触。
焊接冶金知识点总结 - 精简版
8.综合分析熔渣中的2a C F 在焊接化学冶金中所起的作用？造渣。
药皮中的CaF2高温可分解出氟，或者与水玻璃等化合物形成NaF 、KF ，再与含氢物质形成不溶于金属的HF 。
这样就使焊缝中的含氢量极低。
所获得焊缝金属的塑性、韧性好，具有良好的抗裂性，使用于焊接搁置那个重要的焊接结构和大多数的合金钢。
在碱性渣中加入2CaF ，能促使CaO 的熔化，固可降低非均相碱性渣的粘度。
2CaF 还能降低酸性渣的粘度。
因为2CaF 在渣中产生F -，而F -能破坏Si O -键减小其尺寸。
10.产生层状偏析的原因:熔池金属结晶时，在结晶前沿的液体金属中，溶质的浓度较高，同时也富集了一些杂质。
当冷却速度较慢时，这一层浓度较高的溶质和杂质可以通过扩散而减轻偏析的程度。
但冷却速度很快时，还没来得及“均匀化”就已凝固，造成了溶质和杂质较多的结晶层。
由于结晶过程放出结晶潜热和熔滴过渡时热能输入周期性变化，致使凝固界面的液体金属成分也发生周期性的变化。
所以，产生层状偏析的原因是由于热的周期性作用而引起的。
12.焊接和热处理时为什么有两种不同的倾向：根据金属学原理可以知道，碳化合物合金元素只有他们充分溶解在奥氏体的内部，才会增加奥氏体的稳定性。
很显然在热处理的条件下，可以有充分的时间溶解。
而在焊接条件下，由于加热速度快，高位停留时间短，所以不能充分溶解，因此降低了脆硬倾向，至于不含碳化和元素的钢，一方面不存在碳化合物溶解过程，另一方面，在焊接条件下，由于焊缝区组织粗化，固脆硬倾向比热处理条件下要大。
一般来讲，晶粒越粗，则淬硬性转变温度越高，也就是淬硬性增加。
13.再热裂纹的主要特征：a 再热裂纹都是发生在焊接热影响区的粗晶部位并成晶间开裂；b 进行消除应力的处理之前焊接区存在较大的残余应力并有不同程度的应力集中；c 产生热裂纹存在一个最敏感的温度区间；d 含有一定沉淀强化元素的金属材料才具有产生再热裂纹的敏感性。
16.S.P 对焊接质量的影响，如何控制？S ：硫的危害：在熔池凝固时它容易发生偏析，在低熔点共晶的形式呈片状或链状分布于晶界。
焊接冶金[x
焊接冶金学（基本原理）李慕勤佳木斯大学材料工程学院二000年3月15日结论一、 焊接过程的物理本质1、焊接定义被焊工件的材质通过加热或加压或二者并用，用或不用添充材料，使工件的材质达到原子间的结合而形成永久性连接的工艺过程称为焊接。
定义掌握三个要点：一是材料，可以是金属、非金属；可以是同种材料、异种材料。
二是达到原子间的结合。
三是永久性。
2、金属连接的障碍1）金属表面只有个别微观点接触；2）材料表面存在着氧化膜、油、杂质、污物、锈等。
3、解决的方法1）加热加热到熔化状态——熔化焊2）加压（加热或不加热）——压力焊4、分类1）冶金角度分：液相焊接：指熔化焊，利用热源加热侍焊部位，使之发生熔化，利用液相的相溶，达到原子间的结合。
它包括电弧焊、电渣焊、气焊、电子束焊、激光焊等。
固相焊接：指压力焊，是焊接时必须使用压力，使待焊部位的表面在固态下达到紧密接触，并使待焊表面的温度升高（一般低于材料的熔点），通过调解温度、压力和时间，造成接头处材料进行扩散，实现原子间的结合。
它包括电阻焊、磨擦焊、超声波焊等。
固-液相焊接：待焊表面并不直接接触，通过两者毛细间隙中的中间液相联系。
在待焊的同质或异质材质固态母材与中间液相之间存在两个固-液界面，由于固液相间能充分进行扩散，可实现原子间的结合。
2）从焊接方法上分：一是熔化焊：a、电弧焊：手工电弧焊、埋弧焊、气电焊。
b、气焊c、电渣焊d、等离子焊e、真空电子束焊f、激光焊二是压力焊：a、磨擦焊、b、接触焊：点焊、对焊、闪光焊、缝焊等。
c、超声波焊d、扩散焊三是钎焊：真空钎焊、火焰钎焊、感应钎焊等。
二、 焊接热源种类及其特性1、热源的发展上个世纪80年代发现碳弧焊；1891年金属极电弧焊；本世纪初薄皮焊条电弧焊和氧乙炔气焊；30年代，厚皮焊条电弧焊、氢原子焊、氦气保护焊；40年代，埋弧焊和电阻焊；50年代，CO2气体保护焊和电渣焊；60年代，电子束焊和等离子弧焊与切割；70年代，激光焊焊接与切割；80年代，逐步完善电子束焊接和激光焊接工程；90年代，寻找新能源，如太阳能、微波等。
焊接冶金学总结
i.保护的原因
a)焊缝金属中的氧(7~35倍)和氮(20~45倍)的含量显著增加；
b)强度变化不大(N的强化作用)；
c)锰，碳等有益合金元素含量减少；
d)焊缝金属的塑性和韧性急剧下降；
e)电弧不稳定，熔渣飞溅，气孔多，成型差。
ii.保护方式和效果
a)埋弧焊通过焊剂熔化后的熔渣隔离空气保护金属，其保护效果取决于焊剂的粒度和结构；
用于熔化焊条的功率qe为
其中U为电弧电压，I为焊接电流， 为焊条加热有效系数。
iii.(化学反应热)
2.焊条金属熔化
i.焊条金属平均熔化速度：在单位时间内熔化的焊芯质量或长度。
ii.平均熔敷速度：单位时间内真正进入焊缝金属的金属质量。
iii.损失系数：由于飞溅，氧化和蒸发损失的那部分金属质量与熔化的焊芯质量之比。
i.药皮反应区：在固态药皮中进行，温度范围为100度到药皮的熔点。
a)吸附水的蒸发：100度以上；
b)分解反应：有机物，碳酸盐，高价氧化物分解产生大量气体
பைடு நூலகம்A.对熔化金属有机械保护作用；
B.对被焊金属和药皮中的铁合金有很大的氧化作用。
c)氧化反应：温度高于600度时发生铁合金的明显氧化，使气相的氧化性大大下降，即“先期脱氧”。
iii.熔池反应区：从熔滴和熔渣落入熔池，直到金属凝固属于熔池反应区。
反应特点：
a)比起熔滴反应区，平均温度较低，比表面积较小，反应时间更长；
b)熔池会发生有规律的搅拌作用，有利于加快反应速度，有利于气体和非金属夹杂物的逸出；
c)熔池头部(金属熔化和气体的吸收)和尾部(金属凝固和气体的外逸)温度不均，反应方向不同；
c)熔渣的粘度：
焊接冶金学复习要点
焊接冶金学复习要点绪论1.试述焊接钎焊和粘结在本质上的区别被焊工件的材质（同种或异种）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的材质达到原子间的结合而形成永久性连接的工艺过程成为焊接。
焊接与其他连接方式不同不仅在宏观上形成了永久性的接头而且在微观上建立了组织的内在联系。
钎焊也能形成不可拆卸的接头但只是钎料融化而母材不熔化，故在连接处一般不易形成共同的晶粒只是钎料与母材之间形成有相互原子渗透的机械组合。
至于粘结是靠粘结剂与母材之间的粘合作用，没有原子的相互渗透或扩散。
2.怎样才能实现焊接，应有什么外界条件当两个被焊的固体金属表面接近到相距ra时就可以在接触表面上进行扩散再结晶等物理化学过程从而形成金属键达到焊接的目的。
外界条件：对被焊接的材质施加压力，对焊接材料加热（局部或整体）3.能实现焊接的能源大致有哪几种焊接的能源主要有热能和机械能热能包括电弧热化学热电阻热高频感应热摩擦热等离子焰电子束激光束4.焊接电弧加热区的特点及影响因素热源把热能传给焊件是通过焊件上一定的作用面积进行的，对于电弧焊这个作用面积称为加热区。
加热区分活性斑点区加热斑点区活性斑点区是带电质点（电子或离子）集中轰击的部位并把电能转化为热能；加热斑点区：在加热斑点区焊件受热时通过电弧的辐射和周围介质的对流进行的。
影响因素：焊接方法和焊接工艺参数5.焊接线能量速度对等温线的影响当q=常数时，随焊接速度v的增加等温线的范围变小，即温度场的宽度和长度都变小，但宽度的减小更大些所以温度场的形状变得细长。
当v=常数时，随着热源功率q的增加温度场的范围也随之增大。
如q/v保持定值，等比例改变q与v时，则此时会使等温线有所拉长因而温度场的范围也随之拉长第一章1.什么是焊接化学冶金，它的主要研究内容和学习目的是什么在焊接过程中焊接区内各种物质之间在高温下相互作用的过程称为焊接化学冶金过程。
它主要研究在各种焊接工艺条件下冶金反应与焊缝金属成分、性能之间的关系及其变化规律。
焊接冶金学（基本原理）
焊接冶金学（基本原理）绪论一、焊接过程的物理本质1.焊接：被焊工件的材质(同种或异种)，通过加热或加压或二者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材质达到原子问的结合而形成永久性连接的工艺过程称为焊接。
物理本质：1）宏观：焊接接头破坏需要外加能量和焊接的的不可拆卸性（永久性）2）微观：焊接是在焊件之间实现原子间结合。
2.怎样才能实现焊接，应有什么外界条件？从理论来讲，就是当两个被焊好的固体金属表面接近到相距原子平衡距离时，就可以在接触表面上进行扩散、再结晶等物理化学过程，从而形成金属键，达到焊接的目的。
然而，这只是理论上的条件，事实上即使是经过精细加工的表面，在微观上也会存在凹凸不平之处，更何况在一般金属的表面上还常常带有氮化膜、油污和水分等吸附层。
这样，就会阻碍金属表面的紧密接触。
为了克服阻碍金属表面紧密接触的各种因素，在焊接工艺上采取以下两种措施：1)对被焊接的材质施加压力目的是破坏接触表面的氧化膜，使结合处增加有效的接触面积，从而达到紧密接触。
2)对被焊材料加热(局部或整体) 对金属来讲，使结合处达到塑性或熔化状态，此时接触面的氧化膜迅速破坏，降低金属变形的阻力，加热也会增加原于的振动能，促进扩散、再结晶、化学反应和结晶过程的进行。
二、焊接热源的种类及其特征1）电弧热：利用气体介质放电过程所产生的热能作为焊接热源。
2）化学热：利用可燃和助燃气体或铝、镁热剂进行化学反应时所产生的热能作为热源。
3）电阻热：利用电流通过导体时产生的电阻热作为热源。
4）高频感应热：对于有磁性的金属材料可利用高频感应所产生的二次电流作为热源，在局部集中加热，实现高速焊接。
如高频焊管等。
5）摩擦热：由机械摩擦而产生的热能作为热源。
6）等离子焰：电弧放电或高频放电产生高度电离的离子流，它本身携带大量的热能和动能，利用这种能量进行焊接。
7）电子束：利用高压高速运动的电子在真空中猛烈轰击金属局部表面，使这种动能转化为热能作为热源。
焊接冶金学——基本原理
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焊接冶金学——基本原理
1.4 焊接热循环 weld thermal cycle
➢ 焊接热循环的主要参数
① 加热速度 ② 加热的最高温度 ③ 在相变温度以上的停留时间 ④ 冷却速度或冷却时间
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•焊接热循环的参数
焊接冶金学——基本原理
1.4 焊接热循环 weld thermal cycle
化问题。
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焊接冶金学——基本原理
1.1 焊接过程分析
Ø 焊接过程
– 热源加热→熔化→冶金反应→
•加热过程
结晶→固态相变→接头（冷却而形成）
Ø 焊接热过程的特点
1. 局部性——加热和冷却过程极不均匀 2. 瞬时性——1800K/s 3. 热源是运动的 4. 焊接传热过程的复合性
•冷却过程
焊接冶金学——基本原理
1.2 焊接热源 welding heat source
➢ 热源在焊件上的分布
➢ 热流密度的分布
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•q:电弧的有效功率 •qm:加热斑点中心的最大比热流
•dH:回执斑点直径
•加热斑点的比热流分布---立体高斯锥体
焊接冶金学——基本原理
1.2 焊接热源 welding heat source
1.3 焊接温度场 field of weld temperature
➢ 焊条电弧焊时，焊接 电弧做为热源，对焊 条和母材进行加热
•焊接熔池形状示意图
➢ 在焊接热源作用下， 母材上所形成的具有 一定几何形状的液态 金属部分称为熔池
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1.3 焊接温度场 field of weld temperature
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绪论1)焊接：焊接是指被焊工件的材质（同种或异种），通过加热或加压或二者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材质达到原子间的结合而形成永久性连接的工艺过程。
2)焊接、钎焊和粘焊本质上的区别:焊接：母材与焊接材料均熔化，且二者之间形成共同的晶粒；钎焊：只有钎料熔化，而母材不熔化，在连接处一般不易形成共同晶粒，只有在母材和钎料之间形成有相互原子渗透的机械结合；粘焊：既没有原子的相互渗透而形成共同的晶粒也没有原子间的扩散，只是靠粘接剂与母材的粘接作用。
3)熔化焊热源：电弧热、等离子弧热、电子束、激光束、化学热。
压力焊和钎焊热源：电阻热、摩擦热、高频感应热。
4)焊接加热区可分为活性斑点区和加热斑点区5）焊接温度场：焊接时焊件上的某瞬时的温度分布称为焊接温度场。
6）稳定温度场：当焊件上温度场各点温度不随时间变化时，称之7）准稳定温度场：恒定功率的热源作用在焊件上做匀速直线运动时，经过一段时间后，焊件传热达到饱和状态，温度场会达到暂时稳定状态，并可随着热源以同样速度移动。
8）焊接热循环：在焊接热源的作用下，焊件上某点的温度随时间的变化过程。
第一章1）平均熔化速度：单位时间内熔化焊芯质量或长度。
平均熔敷速度：单位时间内熔敷在焊件上的金属质量称为平均熔敷速度。
损失系数：在焊接过程中，由于飞溅、氧化、蒸发损失的一部分焊条金属(或焊丝)质量与熔化的焊芯质量之比称焊条损失系数。
熔合比：焊缝金属中，局部熔化的母材所占的比例。
熔滴的比表面积:表面积与质量之比2）熔滴过渡的形式：短路过渡、颗粒状过渡和附壁过渡。
3）熔池：焊接热源作用在焊件上所形成的具有一定几何形状的液态金属部分就是熔池。
4）焊接过程中对金属的保护的必要性：（1）防止熔化金属与空气发生激烈的相互作用，降低焊缝金属中氧和氮的含量。
（2）防止有益合金元素的烧损和蒸发而减少，使焊缝得到合适的化学成分。
（3）防止电弧不稳定，避免焊缝中产生气孔。
5）手工电弧焊时的反应区：药皮反应区、熔滴反应区和熔池反应区。
6）药皮反应区主要物化反应有：1 水分蒸发：2 有机物燃烧和分解：3 铁合金氧化：7）熔滴反应区的特点：1 熔滴温度高，熔滴金属过热度大；2 熔滴与气体和熔渣的接触面积大；3 各相之间的反应时间短；4 熔滴与熔渣发生强烈的混合。
8）焊接区气体来源：1焊接材料：焊接区内的气体主要来源于焊接材料。
焊条药皮、焊剂及焊丝药芯中都含有造气剂。
2热源周围的气体介质：热源周围的空气是难以避免的气体来源，而焊接材料中的造气剂所产生的气体，不能完全排除焊接区内的空气。
3焊丝和母材表面上的杂质：焊丝表面和母材表面的杂质，如铁锈、油污、氧化铁皮以及吸附水等，在焊接过程中受热而析出气体进入气相中。
气体的产生：1 有机物的分解和燃烧2 碳酸盐和高价氧化物的分解3 材料的蒸发9）氮对金属的作用：焊接时电弧气氛中氮的主要来源是周围的空气。
焊接时空气中的氮总是或多或少地会侵入焊接区，与熔化金属发生作用。
氮对焊接质量的影响：1 促使焊缝产生气孔：液态金属在高温时可以溶解大量的氮，凝固结晶时氮的溶解度突然下降，过饱和氮以气泡形式从熔池中逸出，若焊缝金属的结晶速度大于氮的逸出速度时，就形成气孔。
2 氮是提高低碳、低合金钢焊缝强度，降低塑性和韧性的元素。
如果熔池中含有比较多的氮，一部分氮将以过饱和的形式存在于固溶体中；另一部分氮则以针状氮化物Fe4N的形式析出，分布于晶界或晶内，因而使焊缝金属的强度、硬度升高，而塑性、韧性，特别是低温韧度急剧下降。
3 氮是促使焊缝金属时效脆化的元素：焊缝金属中过饱和的氮处于不稳定状态，随着时间的延长，过饱和的氮逐渐析出，形成稳定的碳氮化物Fe4N，因而使焊缝金属的强度增加、塑性、韧性降低。
4 氮可以作为合金元素加入钢中。
在焊缝金属中加入能形成稳定氮化物元素，如RE、A1、Ti、Zr等，可以抑制或消除时效现象。
控制焊缝合氮量的措施1 加强焊接区的保护（1）焊条药皮的保护作用，取决于药皮的成分和数量。
（2）药芯焊丝的保护效果，取决于保护成分含量和形状系数。
2 焊接工艺参数的影响（1）U↑（电弧长度↑），氮可以与熔滴作用时间τ↑，S N ↑，应尽量采用短弧焊。
（2）I↑，熔滴过渡频率f↑,熔滴阶段作用时间τ↓, S N↓ 。
直流正极性焊接时焊缝含氮量比反极性(焊条接正极，工件接负极)时高。
（3）焊接速度对焊缝的含氮量影响不大。
（4）增加焊丝直径，熔滴变粗，焊缝含氮量下降。
（5）多层焊时焊缝含氮量比单层焊时高，这与氮的逐层积累有关3 利用合金元素控制焊缝合氮量：(1)增加焊丝或药皮中的含碳量可降低焊缝的含氮量，其原因是：a)碳能够降低氮在铁中的溶解度。
b)碳氧化生成CO、CO2加强保护作用，降低了氮分压。
c)碳的氧化引起熔池沸腾，有利于氮的逸出。
(2)Ti、A1、Zr和稀土元素对氮有较大的亲合力，能形成稳定的氮化物。
并且这些氮化物不溶于铁水，而进入熔渣中。
这些元素对氧的亲力也很大，因此，可减少气相中NO的含量，这在一定程度上减少了焊缝的含氮量。
10）焊缝金属中的氢扩散氢：氢原子及离子半径很小，可以在焊缝金属晶格中自由扩散，故被称为扩散氢。
残余氢：氢扩散到金属的晶格缺陷、显微裂纹或非金属夹杂物边缘的微小空隙中时，结合成氢分子，由于分子的半径大而不能自由扩散，被称为残余氢。
氢对焊接质量的影响1 形成气孔熔池凝固结晶时，氢的溶解度突然下降，使氢处于过饱和状态，就促使发生如下反应：2H→H2，反应生成的分子氢在液态金属中形成气泡。
当气泡向外逸出的速度小于熔池的凝固速度时，就在焊缝中形成气孔。
2 产生冷裂纹焊接接头冷却到较低温度下（对于钢来说在M s温度以下）时才产生的焊接裂纹称为冷裂纹。
3 造成氢脆氢在室温附近使钢塑性严重下降现象称为氢脆。
氢脆是由于原了氢扩散聚集于钢显微空隙中，结合为分子氢，造成空隙内产生很高压力，阻碍金属塑性变形，导致金属变脆。
4 出现白点白点是出现在焊缝金属拉伸或弯曲试件的断面上的一种白色园形斑点，中心含有微细气孔或夹杂物，周围则为银白色的脆化部分，其形状类似鱼眼珠中的白点。
它主要是在外力作用下，氢在微小气孔或夹杂物处的集结造成脆化。
控制氢的措施1 限制焊接材料中的含氢量2 清除工件及焊丝表面上的油污、杂质工件坡口附近以及焊丝表面上的铁锈、油污、水分等是使焊缝增氢原因之一。
3 冶金处理1)焊条药皮和焊剂中加入氟化物2）控制焊接材料的氧化还原势3）在焊条药皮或焊芯中加入微量的稀土或稀散元素加入微量的Y、Te、Se可以大幅度降低扩散氢含量。
4 控制焊接工艺参数5 焊后脱氢处理11）氧对焊接质量的影响1 焊缝的强度、塑性、韧性明显下降；尤其是焊缝金属的低温冲击韧度急剧下降，引起焊缝金属的时效硬化、热脆及冷脆等、以及物理及化学性能的变化。
2 形成气孔：在熔池阶段，溶解的氧与碳发生冶金反应，反应产物是不溶于金属的CO。
如果在熔池进行凝固时CO气泡来不及逸出，就会形成CO气孔。
3 烧损的有益合金元素，从而使焊缝金属的性能变坏。
4 形成飞溅在熔滴中所进行的氧与碳的冶金反应，生成CO受热膨胀，造成熔滴爆炸，形成飞溅，破坏了焊接过程的稳定性。
控制氧的措施是预防和脱氧。
(1) 采用纯度高的焊接材料尽量采用不含或少含氧量的焊接材料。
例如，采用低氧或无氧焊条、焊剂；采用高纯度的惰性气体作为保护气体；真空条件下焊接，可以降低焊缝金属含氧量。
(2) 控制焊接工艺参数增加电弧电压使空气容易侵入电弧，并且增加了氧与熔滴接触的时间，致使焊缝含氧量增加。
为了减少焊缝合氧量应尽量采用短弧焊。
(3) 采用冶金方法进行脱氧通过向焊丝或焊条药皮中加入某种合金元素，使这些合金元素在焊接过程中被氧化，从而保护被焊金属及其合金元素不被氧化。
12）熔渣在焊接过程中的作用（1）机械保护作用（2）冶金处理作用（3）改善焊接工艺性能13）焊缝金属的脱氧用于脱氧的元素或铁合金称为脱氧剂。
脱氧就是焊丝、焊剂或焊条药皮中加入某种元素，使它在焊接过程中夺取氧而自身被氧化，使被焊金属不被氧化，或减少氧化。
目的：尽量减少焊缝中的含氧量。
选择脱氧剂原则：1) 在焊接温度下脱氧剂对氧的亲和力应大于母材对氧的亲和力。
焊接铁基合金时，A1、Ti、Si、Mn等可作为脱氧剂。
2) 脱氧产物不溶于液态金属，其密度也应小于液态金属的密度，从而使脱氧产物尽快上浮到液体中上，以减少夹杂物的数量，提高脱氧效果。
3) 综合考虑脱氧剂对焊缝成分、力学性能及焊接工艺性能的影响。
4) 在满足技术要求的前提下，应注意经济性。
沉淀脱氧是在熔滴和熔池内进行的。
增加金属中的含锰量，减少渣中MnO，可提高脱氧效果。
14）焊缝金属中硫的危害控制硫以MnS、FeS两种形式存在于钢中。
MnS不溶于液态铁中，浮到熔渣中。
少量的MnS夹杂物以弥散质点形式分布于焊缝。
FeS的形式存在：凝固时FeS容易发生偏析，以低熔点共晶Fe+FeS（985℃）或FeS+FeO（940℃）的形式呈片状或链状分布了晶界，增加了结晶裂纹的倾向，降低焊缝的韧性和耐腐蚀性。
焊接合金钢、尤其是高镍合金钢时，S形成的NiS又与Ni形成熔点为644℃的低熔共晶NiS+Ni，使焊缝产生结晶裂纹的倾向更大。
增加含碳量会促使硫发生偏析而加则它的危害性。
控制硫的措施（1）限制原材料的含硫（2）用冶金方法脱硫15）焊缝中磷的危害磷在钢中主要以Fe2P、Fe3P的形式存在。
在液态铁中可溶解较多的磷，固态铁中磷的溶解度很低。
磷与铁、镍可以形成低熔点共晶。
焊缝凝固时，磷易造成偏析。
磷化铁常分布于晶界，减弱晶间结合力，增加焊缝金属冷脆性；磷还能促使形成结晶裂纹。
控制磷的措施：（1）限制原材料的含磷量（2）用冶金方法脱磷16）合金过渡：就是把所需要的合金元素通过焊接材料过渡到焊缝金属中去的过程。
合金过渡的目的：1 补偿焊接过程中由于氧化、蒸发造成合金元素损失。
2 消除焊接缺陷，改善焊缝金属的组织和性能。
A向焊缝中过渡锰，可消除因硫引起的热裂纹；B向焊缝中加入Al、Ti、Mo、V、Nb、B、RE等合金元素以细化晶粒，提高焊缝的韧性。
3 获得具有特殊性能的堆焊金属。
常用堆焊方法过渡Cr、Mo、W、Mn等合金元素，使零件表面获得具有特殊性能的堆焊层，如耐磨性、耐热性、耐蚀性、红硬性等。
合金过渡系数：焊接材料的合金元素过渡到焊缝金属中的数量与其原始含量的百分比.影响过渡系数的因素：1 合金元素的物理化学性质2 合金元素的含量3 合金剂的粒度4 药皮或焊剂的成分5 药皮质量系数第二章1）焊条由药皮和焊芯两部分组成。
2）焊条药皮的作用：1)保护作用2)冶金作用3)使焊条具有良好的工艺性能3）药皮原材料的作用1)稳弧 2)造渣 3)造气 4)脱氧 5)合金化 6)粘结 7)成形4）影响焊缝成形的因素：(1)熔渣凝固温度(2)熔渣的粘度(3)熔渣的表面张力5）影响脱渣性因素：(1)熔渣与焊缝金属的线膨胀系数相差越大，冷却时熔渣越容易与焊缝金属脱离。