焊工工艺学1_第三章 焊接接头及质量检验
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
二、焊接冶金过程的特点
1 温度高、温度梯度大 焊接电弧的温度很高，一般可达6000~8000℃，使金属剧烈蒸发， 电弧周围的气体CO2、N2、H2等大量分解，分解后的气体原子
熔池温差大，熔池的平均温度在2000℃以上，并被周围的冷却金 属包围，温度梯度大，因此，焊件易产生应力并引起变形，甚至 产生裂纹。
HG1
第一节 焊接热过程及冶金过程
1 氧对焊缝金属的作用 焊接区的氧气主要来自电弧中氧化性气体（CO 2、O 2、N
2O等）。药皮中的高价氧化物和焊件表面的铁锈、水分等的 分解产物。氧在电弧高温作用下分解为原子，原子状态的氧比 分子状态的氧更活泼，能使铁和其他元素氧化。
其中FeO能溶解于液体金属，由于有FeO存在，还使其他元素 进一步氧化。
HG1
第一节 焊接热过程及冶金过程
四、焊接熔渣
焊接熔渣是指在焊接过程中，焊条与药皮或焊剂熔化后，经过 一系列化学变化形成覆盖于焊缝表面的非金属物质。 1 在整个焊接过程中，为保证焊缝质量，熔渣必须具有下列作用： （1）机械保护作用 在一般情况下，熔渣总是覆盖在熔滴和熔池
HG1
第一节 焊接热过程及冶金过程
三、焊接气体与金属的作用
HG1
第一节 焊接热过程及冶金过程
在焊接过程中，熔池周围充满各种气体，这些气体主要来自以下 几个方面：①焊条药皮或焊剂中造气剂产生的气体；②来自周围 的空气；③焊芯、焊丝和母材在冶炼时残留的气体；④焊条药皮 或焊剂未烘干在高温下分解成的气体；⑤母材表面未清理干净的 铁锈、水分、油、漆等，在电弧作用下分解出的气体。这些气体 都不断地与熔池金属发生作用，有些还进入到焊缝金属中去，其 主要成分是CO、CO 2、H 2、O 2、N 2、H 2O以及少量 的金属与熔渣的蒸汽，气体中以O 2、N 2、H 2对焊缝的质 量影响最大。
HG1
第一节 焊接热过程及冶金过程
2 熔池体积小，熔池存在时间短 焊接熔池的体积极小，焊条电弧焊熔池的重量通常在0 6~16g 之间，氩弧焊熔池的重量一般不超过10g。同时加热及冷却速度 很快，由局部金属开始熔化形成熔池，到结晶完成的全部过程一 般只有几秒钟的时间，因此，整个冶金反应不能充分进行，易形
（2）稳定电弧的作用 熔渣中含有一定量的低电离电位的物质，例如长 石、碱金属、碱土金属（钾、钠、钙）的化合物等，以保证电弧稳定地
（3）控制和改进焊缝化学成分的作用 通过熔渣与熔池间的冶金反映，
（4）调节焊接时受热状态的作用 当熔渣在加热时，发生吸热反应、而 冷却时又发生放热反应，这就使得焊接时，加热和冷却速度缓慢，从而
3 熔池金属不断地更新 焊接时随着焊接热源的移动，熔池中参加反应的物质经常改变， 不断地有新的铁液及熔渣加入到熔池中参加反应，增加了焊接 冶金的复杂性。
HG1
第一节 焊接热过程及冶金过程
4 反应接触面大，搅拌激烈 焊接时，熔化金属是以滴状从焊条或焊丝端部过渡到熔池中的， 熔滴与气体及熔渣的接触面大，有利于冶金反应快速进行。同 时气体侵入液体金属中的机会也增多了，使焊缝金属易产生氧 化、氮化及气孔。此外，熔池搅拌激烈有助于加快反映速度， 也有助于熔池中气体的逸出。
（5）改善焊缝成形的作用 由于熔渣具有一定的粘度，覆盖在熔池表面， 不仅能有助于熔池中气体的逸出，以及阻止飞溅，而且有助于焊缝表面 良好的成形。
焊工 工艺学
第三章 焊接接头及质量检验
1 2 掌握焊接接头缺陷的产生原因及防止措施。 3 掌握焊接接头的质量检验方法。
HG1
第一节 焊接热过程及冶金过程
一、焊接热过程的概念
熔焊时，被焊金属在热源作用下将发生加热和局部熔化过程。 因此，在被焊金属中必然存在热量的传播和分布，这种热量的 传播和分布通常被称为焊接热过程。
HG1
Baidu Nhomakorabea
第一节 焊接热过程及冶金过程
图3-1 压力为0.1MPa时氮和氢在铁中的溶解度
氢是还原性气体，它在电弧气氛中有助于减少金属的氧化，但是， 在大多数情况下，这种好作用不仅完全被抵消，而且还产生许多 有害作用，如引起氢脆性，白点、硬度升高，使钢的塑性严重下 降，严重时还将引起裂纹。 3 氮对焊缝金属的作用
HG1
第一节 焊接热过程及冶金过程
由于氧有这些危害作用，所以焊接时必须脱氧。焊条电弧焊焊 缝中氧的含量除与焊条的成分有关以外，还与焊接电流、电弧 长短有关。电流越大，熔滴越细，会增大熔滴与氧的接触面积； 电弧越长，熔滴过渡的路程越长，从而会增加熔滴与氧的接触
HG1
第一节 焊接热过程及冶金过程
2 氢对焊缝金属的作用 焊接区的氢主要来自受潮的药皮或焊剂中的水分、焊条药皮中 的有机物、焊件表面的铁锈、油脂及油漆等。通常情况下，氢 不和金属化合，但是它能够溶解于Fe Ni Cu Cr Mo等金属、氢在 铁中的溶解度如图3-1所示。氢在铁中的溶解度与温度和铁的同 素异构体有关，还与氢的压力有关。氢在铁中的溶解，只能以 原子状态或离子状态溶入。由图3-1可以看出，温度越高，氢溶 解在金属中的数量也越多，而在相变时气体的溶解度发生突变。 焊接时的冷却速度很快，容易造成过饱和氢而残留在焊缝金属 中，当焊缝金属的结晶速度大于它的逸出速度时，就会形成气 孔。
HG1
第一节 焊接热过程及冶金过程
由于氧化的结果，使焊缝中有益元素大量烧损，氧化的产物一般 上浮到熔渣中，有时也会以夹杂形式存在于焊缝中。焊缝金属中 的含氧量增加，使它的抗拉强度、屈服强度、塑性和冲击韧度降 低，尤以冲击韧度降低更为明显。此外，还使焊缝金属的耐腐蚀 氧与碳、氢反应，生成不溶于金属的气体CO和H 2O，若这种 反应是在结晶时进行的，那么，由于熔池已开始凝固，CO和H 2O
HG1
第一节 焊接热过程及冶金过程
焊接区中的氮主要来自空气，它在高温时落入熔池，并能继续溶 解在凝固的焊缝金属中。氮随着温度的下降，溶解度反而降低， 析出的氮与铁形成化合物，以针状夹杂物存在于焊缝金属中。氮 的含量较高时，对焊缝金属的力学性能有较大的影响，如硬度和 强度提高，塑性降低。此外，氮也是形成气孔的原因之一。由于 氮主要来源于空气，故电弧越长，氮侵入熔池也越多；熔池保护 差，氮侵入也越多。目前使用的气体保护电弧焊、焊条电弧焊， 保护效果都比较好，能显著地降低焊缝中的含氮量。
1 温度高、温度梯度大 焊接电弧的温度很高，一般可达6000~8000℃，使金属剧烈蒸发， 电弧周围的气体CO2、N2、H2等大量分解，分解后的气体原子
熔池温差大，熔池的平均温度在2000℃以上，并被周围的冷却金 属包围，温度梯度大，因此，焊件易产生应力并引起变形，甚至 产生裂纹。
HG1
第一节 焊接热过程及冶金过程
1 氧对焊缝金属的作用 焊接区的氧气主要来自电弧中氧化性气体（CO 2、O 2、N
2O等）。药皮中的高价氧化物和焊件表面的铁锈、水分等的 分解产物。氧在电弧高温作用下分解为原子，原子状态的氧比 分子状态的氧更活泼，能使铁和其他元素氧化。
其中FeO能溶解于液体金属，由于有FeO存在，还使其他元素 进一步氧化。
HG1
第一节 焊接热过程及冶金过程
四、焊接熔渣
焊接熔渣是指在焊接过程中，焊条与药皮或焊剂熔化后，经过 一系列化学变化形成覆盖于焊缝表面的非金属物质。 1 在整个焊接过程中，为保证焊缝质量，熔渣必须具有下列作用： （1）机械保护作用 在一般情况下，熔渣总是覆盖在熔滴和熔池
HG1
第一节 焊接热过程及冶金过程
三、焊接气体与金属的作用
HG1
第一节 焊接热过程及冶金过程
在焊接过程中，熔池周围充满各种气体，这些气体主要来自以下 几个方面：①焊条药皮或焊剂中造气剂产生的气体；②来自周围 的空气；③焊芯、焊丝和母材在冶炼时残留的气体；④焊条药皮 或焊剂未烘干在高温下分解成的气体；⑤母材表面未清理干净的 铁锈、水分、油、漆等，在电弧作用下分解出的气体。这些气体 都不断地与熔池金属发生作用，有些还进入到焊缝金属中去，其 主要成分是CO、CO 2、H 2、O 2、N 2、H 2O以及少量 的金属与熔渣的蒸汽，气体中以O 2、N 2、H 2对焊缝的质 量影响最大。
HG1
第一节 焊接热过程及冶金过程
2 熔池体积小，熔池存在时间短 焊接熔池的体积极小，焊条电弧焊熔池的重量通常在0 6~16g 之间，氩弧焊熔池的重量一般不超过10g。同时加热及冷却速度 很快，由局部金属开始熔化形成熔池，到结晶完成的全部过程一 般只有几秒钟的时间，因此，整个冶金反应不能充分进行，易形
（2）稳定电弧的作用 熔渣中含有一定量的低电离电位的物质，例如长 石、碱金属、碱土金属（钾、钠、钙）的化合物等，以保证电弧稳定地
（3）控制和改进焊缝化学成分的作用 通过熔渣与熔池间的冶金反映，
（4）调节焊接时受热状态的作用 当熔渣在加热时，发生吸热反应、而 冷却时又发生放热反应，这就使得焊接时，加热和冷却速度缓慢，从而
3 熔池金属不断地更新 焊接时随着焊接热源的移动，熔池中参加反应的物质经常改变， 不断地有新的铁液及熔渣加入到熔池中参加反应，增加了焊接 冶金的复杂性。
HG1
第一节 焊接热过程及冶金过程
4 反应接触面大，搅拌激烈 焊接时，熔化金属是以滴状从焊条或焊丝端部过渡到熔池中的， 熔滴与气体及熔渣的接触面大，有利于冶金反应快速进行。同 时气体侵入液体金属中的机会也增多了，使焊缝金属易产生氧 化、氮化及气孔。此外，熔池搅拌激烈有助于加快反映速度， 也有助于熔池中气体的逸出。
（5）改善焊缝成形的作用 由于熔渣具有一定的粘度，覆盖在熔池表面， 不仅能有助于熔池中气体的逸出，以及阻止飞溅，而且有助于焊缝表面 良好的成形。
焊工 工艺学
第三章 焊接接头及质量检验
1 2 掌握焊接接头缺陷的产生原因及防止措施。 3 掌握焊接接头的质量检验方法。
HG1
第一节 焊接热过程及冶金过程
一、焊接热过程的概念
熔焊时，被焊金属在热源作用下将发生加热和局部熔化过程。 因此，在被焊金属中必然存在热量的传播和分布，这种热量的 传播和分布通常被称为焊接热过程。
HG1
Baidu Nhomakorabea
第一节 焊接热过程及冶金过程
图3-1 压力为0.1MPa时氮和氢在铁中的溶解度
氢是还原性气体，它在电弧气氛中有助于减少金属的氧化，但是， 在大多数情况下，这种好作用不仅完全被抵消，而且还产生许多 有害作用，如引起氢脆性，白点、硬度升高，使钢的塑性严重下 降，严重时还将引起裂纹。 3 氮对焊缝金属的作用
HG1
第一节 焊接热过程及冶金过程
由于氧有这些危害作用，所以焊接时必须脱氧。焊条电弧焊焊 缝中氧的含量除与焊条的成分有关以外，还与焊接电流、电弧 长短有关。电流越大，熔滴越细，会增大熔滴与氧的接触面积； 电弧越长，熔滴过渡的路程越长，从而会增加熔滴与氧的接触
HG1
第一节 焊接热过程及冶金过程
2 氢对焊缝金属的作用 焊接区的氢主要来自受潮的药皮或焊剂中的水分、焊条药皮中 的有机物、焊件表面的铁锈、油脂及油漆等。通常情况下，氢 不和金属化合，但是它能够溶解于Fe Ni Cu Cr Mo等金属、氢在 铁中的溶解度如图3-1所示。氢在铁中的溶解度与温度和铁的同 素异构体有关，还与氢的压力有关。氢在铁中的溶解，只能以 原子状态或离子状态溶入。由图3-1可以看出，温度越高，氢溶 解在金属中的数量也越多，而在相变时气体的溶解度发生突变。 焊接时的冷却速度很快，容易造成过饱和氢而残留在焊缝金属 中，当焊缝金属的结晶速度大于它的逸出速度时，就会形成气 孔。
HG1
第一节 焊接热过程及冶金过程
由于氧化的结果，使焊缝中有益元素大量烧损，氧化的产物一般 上浮到熔渣中，有时也会以夹杂形式存在于焊缝中。焊缝金属中 的含氧量增加，使它的抗拉强度、屈服强度、塑性和冲击韧度降 低，尤以冲击韧度降低更为明显。此外，还使焊缝金属的耐腐蚀 氧与碳、氢反应，生成不溶于金属的气体CO和H 2O，若这种 反应是在结晶时进行的，那么，由于熔池已开始凝固，CO和H 2O
HG1
第一节 焊接热过程及冶金过程
焊接区中的氮主要来自空气，它在高温时落入熔池，并能继续溶 解在凝固的焊缝金属中。氮随着温度的下降，溶解度反而降低， 析出的氮与铁形成化合物，以针状夹杂物存在于焊缝金属中。氮 的含量较高时，对焊缝金属的力学性能有较大的影响，如硬度和 强度提高，塑性降低。此外，氮也是形成气孔的原因之一。由于 氮主要来源于空气，故电弧越长，氮侵入熔池也越多；熔池保护 差，氮侵入也越多。目前使用的气体保护电弧焊、焊条电弧焊， 保护效果都比较好，能显著地降低焊缝中的含氮量。