熔焊原理

焊接冶金缺陷
❖ 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
控制焊接工艺条件的目的是创造熔池中气体逸出 的有利条件，同时也应有利于限制电弧外围气体向 熔融金属中溶入。
焊接裂纹
五、焊接冷裂纹 焊接接头冷却到较低温度下（对于钢来说一般是指
MS点以下）时产生的裂纹，称为冷裂纹。 （一）冷裂纹的特征 1、形成的温度在100～-100℃之间 2、冷裂纹的分布形态 3、产生的时间 4、产生部位 5、断口的特征
焊接裂纹
（二）冷裂纹的分类 1、淬硬脆化裂纹 2、低塑性脆化裂纹 3、延迟裂纹 （三）冷裂纹的形成机理 冷裂纹通常是在扩散氢、钢种的淬硬倾向及接头所承 受的拘束应力三者共同作用的结果。通常把这三个因 素，称为高强钢冷裂纹形成的三要素。
三、焊接热裂纹 （一）焊缝中的结晶裂纹 结晶裂纹又称为凝固裂纹，是在焊缝凝固后期
所形成的裂纹，它是生产中最常见的焊接热 裂纹之一。 1、结晶裂纹的产生机理 液固阶段 ——固液阶段 ——完全凝固阶段
焊接裂纹
2、影响结晶裂纹形成的因素 （1）合金元素的影响 包括硫、磷、碳、锰，硅等元素的影响 （2）合金相图的类型和结晶温度区间的影响 （3）组织形态的影响 （4）力学因素的影响
度，又容易引发结构的脆性破坏。 3、造成泄漏。 4、表面裂纹能藏垢纳污，容易造成或加速结构的腐
蚀。 5、留下隐患，使结构变得不可靠。
焊接裂纹
二、焊接裂纹的分类及特征 （一）焊接裂纹的分类 1、焊接热裂纹 2、焊接冷裂纹 3、消除应力热裂纹 4、层状撕裂 5、应力腐蚀开裂 （二）焊接裂纹的特点
焊接裂纹
1、形成机理
2、影响因素
3、防止液化裂纹的措施
焊接裂纹
四、消除应力裂纹 （一）消除应力裂纹的特点 （二）消除应力裂纹的产生机理： 杂质偏聚弱化晶界 晶内析出强化作用 （三）影响消除应力裂纹的因素 化学成分的影响 、钢的晶粒度的影响、 焊接接头不同部位缺口效应的影响 、焊接材料的影响 、焊接
方法和热输入的影响 、预热和后热的影响 （四）防止消除应力裂纹的措施
气泡的生核、气泡的长大和逸出。 1、气泡的生核 熔池内的气孔的生核应具备的两个条件： （1）液态金属中有过饱和的气体 （2）满足气泡生核的能量消耗 2、气泡的长大 3、气泡的逸出
焊缝中的气孔
三、影响气孔生成的因素及防止措施 1、影响因素 （1）冶金因素的影响
主要指焊接材料的成分及其冶金反应、 熔渣的化学性质、保护气体的气氛、铁锈和 水分等因素对产生气孔的影响。 （2）工艺因素的影响
焊缝中的夹杂
由冶金反应产生的，焊后残留在焊缝金属中的微粒、非金 属杂质（如氧化物、硫化物）等，统称为夹杂物，简称夹杂。 一、夹杂的种类及危害 （一）氧化物夹杂 在熔池冶金反应时产生。常引起热裂纹，同时也会降低焊缝的 韧性。 （二）硫化物夹杂 主要来源于焊条药皮活焊剂。会使焊缝金属的热裂倾向增大。 （三）氮化物夹杂 主要来源于空气。会降低塑性和韧性。