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失塑裂纹：失塑裂纹 ductiPity-dip carck 在热影响区（包括多层焊的前一焊道）的晶界上因受热作用致使塑性陡降而产生的热裂纹。失塑裂纹发生的温度低于液化裂纹发生的温度，一般在再结晶温度以上。 夹渣与夹杂物：熔化焊接时的冶金反应产物，例如非金属杂质（氧化物、硫化物等）以及熔渣，由于焊接时未能逸出，或者多道焊接时清渣不干净，以至残留在焊缝金属内，称为夹渣或夹杂物。视其形态可分为点状和条状，其外形通常是不规则的，其位置可能在焊缝与母材交界处，也可能存在于焊缝内。另外，在采用钨极氩弧焊打底+手工电弧焊或者钨极氩弧焊时，钨极崩落的碎屑留在焊缝内则成为高密度夹杂物（俗称夹钨）。有很多的. 常见焊接缺陷的成因及其防止方法形状缺陷外观质量粗糙，鱼鳞波高低、宽窄发生突变；焊缝与母材非圆滑过渡。主要原因是操作不当，返修造成。危害是应力集中，削弱承载能力。焊缝尺寸缺陷尺寸不符合施工图样或技术要求。主要原因是施工者操作不当危害：尺寸小了，承载截面小； 尺寸大了，削弱了某些承受动载荷结构的疲劳强度。咬边原因：焊接参数选择不对，U、I太大，焊速太慢。 电弧拉得太长。熔化的金属不能及时填补熔化的缺口。危害：母材金属的工作截面减小，咬边处应力集中。弧坑由于收弧和断弧不当在焊道末端形成的低洼部分。原因：焊丝或者焊条停留时间短，填充金属不够。危害：减少焊缝的截面积； 弧坑处反应不充分容易产生偏析或杂质集聚，因此在弧坑处往往有气孔、灰渣、裂纹等。烧穿原因：焊接电流过大； 对焊件加热过甚； 坡口对接间隙太大； 焊接速度慢，电弧停留时间长等。危害：表面质量差 烧穿的下面常有气孔、夹渣、凹坑等缺陷。焊瘤熔化金属流淌到焊缝以外未熔化的母材上所形成的局部未熔合。原因：焊接参数选择不当 坡口清理不干净，电弧热损失在氧化皮上，使母材未熔化。危害：表面是焊瘤下面往往是未熔合，未焊透； 焊缝几何尺寸变化，应力集中，管内焊瘤减小管中介质的流通界面计。气孔原因：电弧保护不好，弧太长； 焊条或焊剂受潮，气体保护介质不纯； 坡口清理不干净。危害：从表面上看是减少了焊缝的工作截面；更危险的是和其他缺陷叠加造成贯穿性缺陷，破坏焊缝的致密性。连续气孔则是结构破坏的原因之一。夹渣焊接熔渣残留在焊缝中。易产生在坡口边缘和每层焊道之间非圆滑过渡的部位，焊道形状突变，存在深沟的部位也易产生夹渣。 原因：熔池温度低（电流小），液态金属黏度大，焊接速度大，凝固时熔渣来不及浮出； 运条不当，熔渣和铁水分不清； 坡口形状不规则，坡口太窄，不利于熔渣上浮； 多层焊时熔渣清理不干净。危害：较气孔严重，因其几何形状不规则尖角、棱角对机体有割裂作用，应力集中是裂纹的起源。未焊透 当焊缝的熔透深度小于板厚时形成。单面焊时，焊缝熔透达不到钢板底部；双面焊时，两道焊缝熔深之和小于钢板厚度时形成。原因：坡口角度小，间隙小，钝边太大； 电流小，速度快来不及熔化； 焊条偏离焊道中心。危害：工作面积减小，尖角易产生应力集中，引起裂纹。未熔合熔焊时焊道与母材之间或焊道与焊道之间未能完全熔化结合的部分。原因：电流小、速度快、热量不足； 坡口或焊道有氧化皮、熔渣等，一部分热量损失在熔化杂物上，剩余热量不足以熔化坡口或焊道金属。焊条或焊丝的摆动角度偏离正常位置，熔化金属流动而覆盖到电弧作用较弱的未熔化部分，容易产生未熔合。危害：因为间隙很小，可视为片状缺陷，类似于裂纹。易造成应力集中，是危险性较大的缺陷。最后一种也是危害最大的一种焊接缺陷焊接裂纹在焊接应力及其它致脆因素共同作用下，材料的原子结合遭到破坏，形成新界面而产生的缝隙称为裂纹。它具有尖锐的缺口和长宽比大的特征，易引起较高的应力集中，而且有延伸和扩展的趋势，所以是最危险的缺陷。裂纹形成的原因及防止措施热裂纹形成及防止常见的热裂纹有两种：结晶裂纹、液化裂纹结晶裂纹是焊接熔池初次结晶过程中形成的裂纹，是焊缝金属沿初次结晶晶界的开裂。而液化裂纹是紧靠熔合线的母材晶界被局部重熔，在收缩力的作用下而产生的裂纹。焊接时，熔池在电弧热的作用下，被加热到相当高的温度，而受热膨胀，而母材却不能自由收缩，于是高温的熔池受到一定的压力。当熔池开始冷却时，就以半融化的母材为晶核开始处结晶。最先结晶的是纯度较高的的合金。最后凝固的是低熔点共晶体。低熔点共晶物的多少取决于焊缝金属中C、S、P等元素的含量。当含量较少时，不足以在初生晶粒间形成连续的液态膜。焊接熔池的冷却速度极快，低熔点共晶物几乎与初析相同时完成结晶。因此连续冷却的金属熔池虽然受到收缩应力的作用也不至于产生晶间裂纹。当低熔点共晶体量较多时，情况就不同了，初次结晶的偏析程度较大，并在初次结晶的晶体之间形成晶间液膜，当熔池冷却收缩时，被液膜分割的晶体边界就会被拉开就形成了裂纹，这是主要原因，另有两个其它原因：一是焊缝金属所经受的应变增加速度大于低熔点共晶物凝固的速度；另外，初生晶体的张大方向和残留低熔共晶体的相对位置的影响。如果焊接熔池如图方式结晶，则低熔点共晶物会夹在正在长大的柱状晶体之间，或者在从两面相对增长的晶面之间。在这种情况下，使得正在结晶的焊缝金属很容易被收缩应力拉开而形成裂纹。如按左图所示方式结晶，则低熔共晶体被长大的晶体推向熔池表面，不可能嵌在柱状晶体之间，这种形状的焊缝就不易裂纹。可见，关键的措施就是：a应严格控制焊缝金属中C、S、P和其它易形成低熔点共晶体的合金成分的含量，这些元素和杂质的含量越低，焊缝金属的抗裂纹能力越大。当焊缝中C0.15%,S0.04%就可能有裂纹出现，如果母材中含碳量很高，就要控制焊接材料的成分，以使混合后的碳含量降下来。B改变焊缝横截面的形状也就改变了焊接熔池的结晶方向，使之有利于将低熔点共晶体推向不易产生裂纹的位置。液化裂纹产生的原因：焊接时紧靠熔合线的母材区域被加热到接近钢熔点的高温，此时母材晶体本身未发生熔化，而晶界的低熔点共晶物则已完全熔化。当焊接熔池冷却时，焊缝应变速度较高。如果这些低熔点共晶物未完全重新凝固之前，接合区就已受到较大应变，则在这些晶界上就会出现裂纹。晶间液层的熔点越低，凝固时间越长，则液化裂纹的倾向越大。液化裂纹的成因归于母材晶粒边界的低熔点共晶物，因此液化裂纹多产生于C、S、P杂质较高的母材与焊缝的熔合边界。可采取的措施：a对需用大规范埋弧焊的钢板进行筛选，采用S、P含量较低的钢板。B对于直边不开坡口的对接接头，加大接缝间隙至4_5mm,这样可在较小的焊接电流下完成全焊头的焊缝。C将对接焊缝开成V形坡口，采用低规范多道埋弧自动焊。以上工艺方法会降低焊接生产率，只是在无法更换材料时才用。根本办法还是选用含C、S、P较低的材料。含C0.2%以下，S，P在0.03%以下就不会再出现近缝区的液化裂纹。冷裂纹形成及防止焊接接头的冷裂纹主要在屈服极限大于300MPa的低合金钢中产生。钢材的强度越高，焊接产生冷裂纹的可能性越大，在低碳钢的焊接接头中一般不出现冷裂纹。 关于这种裂纹的形成机理可以如下解释：在不利的条件下焊接时，焊接熔池中溶解了较多的氢，焊缝金属快速冷却后，大部分氢快速过饱和溶剂与焊缝金属中。在焊接残余应力作用下，氢逐渐向产生应力与应变集中的热影响区扩散，并在某些微区聚集。而低合金钢热影响区又往往存在马氏体淬硬组织，他的塑性变形能力很低。当氢的浓度达到某一临界值时，变脆的金属即使是微小的应变也经受不起，而在残余应力的作用下就会开裂。危险的是这些开裂面会进一步扩展，而且在裂纹的端部会有氢凝聚导致新的开裂，最终发展成宏观裂纹。防止的措施a控制近缝区的冷却速度，使之不易形成淬硬组织；b将工件预热（降低冷却速度）；c建立低氢的焊接条件。冷裂纹是一种最危险的缺陷，具有延迟性。有的甚至在焊缝无损探伤后才形成，而造成不可弥补的漏检。在热裂纹最常见的再热裂纹是焊后热处理过程中形成的裂纹，所以又叫“消除应力处理裂纹”。产生于具有沉淀硬化倾向的低合高强钢和奥氏体不锈钢中。其中Cr-Mo-V，Cr-Mo-V-B，Mn-Ni-Mo-V型等低合金钢对再热裂纹由最高的敏感性。 措施选用对这种裂纹不敏感的材料制造压力容器。Mn钢、Mn-Mo钢、Mn-Ni-Mo钢一般无再热裂纹倾向。其次可适当的改变工艺条件。 常见的焊接缺陷偶然间看到有常见的焊接缺陷资料,贴上来供大家分享.外部缺陷一、焊缝成型差1、现象焊缝波纹粗劣，焊缝不均匀、不整齐，焊缝与母材不圆滑过渡，焊接接头差，焊缝高低不平。2、原因分析焊缝成型差的原因有：焊件坡口角度不当或装配间隙不均匀；焊口清理不干净；焊接电流过大或过小；焊接中运条（枪）速度过快或过慢；焊条（枪）摆动幅度过大或过小；焊条（枪）施焊角度选择不当等。3、防治措施焊件的坡口角度和装配间隙必须符合图纸设计或所执行标准的要求。焊件坡口打磨清理干净，无锈、无垢、无脂等污物杂质，露出金属光泽。加强焊接联系，提高焊接操作水平，熟悉焊接施工环境。根据不同的焊接位置、焊接方法、不同的对口间隙等，按照焊接工艺卡和操作技能要求，选择合理的焊接电流参数、施焊速度和焊条（枪）的角度。4、治理措施加强焊后自检和专检，发现问题及时处理；对于焊缝成型差的焊缝，进行打磨、补焊；达不到验收标准要求，成型太差的焊缝实行割口或换件重焊；加强焊接验收标准的学习，严格按照标准施工。二、焊缝余高不合格1、现象管道焊口和板对接焊缝余高大于3；局部出现负余高；余高差过大；角焊缝高度不够或焊角尺寸过大，余高差过大。2、原因分析焊接电流选择不当；运条（枪）速度不均匀，过快或过慢；焊条（枪）摆动幅度不均匀；焊条（枪）施焊角度选择不当等。3、防治措施根据不同焊接位置、焊接方法，选择合理的焊接电流参数；增强焊工责任心，焊接速度适合所选的焊接电流，运条（枪）速度均匀，避免忽快忽慢；焊条（枪）摆动幅度不一致，摆动速度合理、均匀；注意保持正确的焊条（枪）角度。4、治理措施加强焊工操作技能培训，提高焊缝盖面水平；对焊缝进行必要的打磨和补焊；加强焊后检查，发现问题及时处理；技术员的交底中，对焊角角度要求做详细说明。三、焊缝宽窄差不合格1、现象焊缝边缘不匀直，焊缝宽窄差大于3。2、原因分析焊条（枪）摆动幅度不一致，部分地方幅度过大，部分地方摆动过小；焊条（枪）角度不合适；焊接位置困难，妨碍焊接人员视线。3、防治措施加强焊工焊接责任心，提高焊接时的注意力；采取正确的焊条（枪）角度；熟悉现场焊接位置，提前制定必要焊接施工措施。4、治理措施加强练习，提高焊工的操作技术水平，提高克服困难位置焊接的能力；提高焊工质量意识，重视焊缝外观质量；焊缝盖面完毕，及时进行检查，对不合格的焊缝进行修磨，必要时进行补焊。四、咬边1、现象焊缝与木材熔合不好，出现沟槽，深度大于0.5，总长度大于焊缝长度的10或大于验收标准要求的长度。2、原因分析焊接线能量大，电弧过长，焊条（枪）角度不当，焊条（丝）送进速度不合适等都是造成咬边的原因。3、治理措施根据焊接项目、位置，焊接规范的要求，选择合适的电流参数；控制电弧长度，尽量使用短弧焊接；掌握必要的运条（枪）方法和技巧；焊条（丝）送进速度与所选焊接电流参数协调；注意焊缝边缘与母材熔化结合时的焊条（枪）角度。4、治理措施对检查中发现的焊缝咬边，进行打磨清理、补焊，使之符合验收标准要求；加强质量标准的学习，提高焊工质量意识；加强练习，提高防止咬边缺陷的操作技能。五、错口1、现象表现为焊缝两侧外壁母材不在同一平面上，错口量大于10母材厚度或超过4。2、原因分析焊件对口不符合要求，焊工在对口不合适的情况下点固和焊接。3、防治措施加强安装工的培训和责任心；对口过程中使用必要的测量工器具；对于对口不符合要求的焊件，焊工不得点固和焊接。4、治理措施加强标准和安装技能学习，提高安装工技术水平；对于产生错口，不符合验收标准的焊接接头，采取割除、重新对口和焊接。六、弯折1、现象由于焊缝的横向收缩或安装对口偏差而造成的垂直于焊缝的两侧母材不在同一平面上，形成一定的夹角。2、原因分析安装对口不合适，本身形成一定夹角；焊缝熔敷金属在凝固过程中本身横向收缩；焊接过程不对称施焊。3、防治措施保证安装对口质量；对于大件不对称焊缝，预留反变形余量；对称点固、对称施焊；采取合理的焊接顺序。4、治理措施对于可以使用火焰校正的焊件，采取火焰校正措施；对于不对称焊缝，合理计算并采取预留反变形余量等措施；采取合理焊接顺序，尽量减少焊缝横向收缩，采取对称施焊措施；对于弯折超标的焊接接头，无法采取补救措施，进行割除，重新对口焊接。七、弧坑1、现象焊接收弧过程中形成表面凹陷，并常伴随着缩孔、裂纹等缺陷。2、原因分析焊接收弧中熔池不饱满就进行收弧，停止焊接，焊工对收弧情况估计不足，停弧时间掌握不准。3、防治措施延长收弧时间；采取正确的收弧方法。4、治理措施加强焊工操作技能练习，掌握各种收弧、停弧和接头的焊接操作方法；加强焊工责任心；对已经形成对弧坑进行打磨清理并补焊。八、表面气孔1、现象焊接过程中，熔池中的气体未完全溢出熔池（一部分溢出），而熔池已经凝固，在焊缝表面形成孔洞。2、原因分析焊接过程中由于防风措施不严格，熔池混入气体；焊接材料没有经过烘培或烘培不符合要求，焊丝清理不干净，在焊接过程中自身产生气体进入熔池；熔池温度低，凝固时间短；焊件清理不干净，杂质在焊接高温时产生气体进入熔池；电弧过长，氩弧焊时保护气体流量过大或过小，保护效果不好等。3、防治措施母材、焊丝按照要求清理干净。焊条按照要求烘培。防风措施严格，无穿堂风等。选用合适的焊接线能量参数，焊接速度不能过快，电弧不能过长，正确掌握起弧、运条、息弧等操作要领。氩弧焊时保护气流流量合适，氩气纯度符合要求。4、治理措施焊接材料、母材打磨清理等严格按照规定执行；加强焊工练习，提高操作水平和操作经验；对有表面气孔的焊缝，机械打磨清除缺陷，必要时进行补焊。九、表面夹渣1、现象在焊接过程中，主要是在层与层间出现外部看到的药皮夹渣。2、原因分析多层多道焊接时，层间药皮清理不干净；焊接线能量小，焊接速度快；焊接操作手法不当；前一层焊缝表面不平或焊件表面不符合要求。3、防治措施加强焊件表面打磨，多层多道焊时层间药皮必须清理干净方可进行次层焊接；选择合理的焊接电流和焊接速度；加强焊工练习，提高焊接操作水平。4、治理措施严格按照规程和作业指导书的要求施焊；对出现表面夹渣的焊缝，进行打磨清除，必要时进行补焊。十、表面裂纹1、现象在焊接接头的焊缝、熔合线、热影响区出现的表面开裂缺陷。2、原因分析产生表面裂纹的原因因为不同的钢种、焊接方法、焊接环境、预热要求、焊接接头中杂质的含量、装配及焊接应力的大小等不同，但产生表面裂纹的根本原因是产生裂纹的内部诱因和必须的应力有两点。3、防治措施严格按照规程和作业指导书的要求准备各种焊接条件；提高焊接操作技能，熟练掌握使用的焊接方法；采取合理的焊接顺序等措施，减少焊接应力等。4、治理措施针对每种产生裂纹的具体原因采取相应的对策；对已经产生裂纹的焊接接头，采取挖补措施处理。十一、焊缝表面不清理或清理不干净，电弧擦伤焊件1、现象焊缝焊接完毕，焊接接头表面药皮、飞溅物不清理或清理不干净，留有药皮或飞溅物；焊接施工过程中不注意，电弧擦伤管壁等焊件造成弧疤。2、原因分析焊工责任心不强，质量意识差；焊接工器具准备不全或有缺陷。3、防治措施焊接前检查工器具，准备齐全并且正常；加强技术交底，增强焊工责任心，提高质量意识。4、治理措施制定防范措施并严格执行；加大现场监督检查力度，严格验收制度，发现问题及时处理。十二、支吊架等T型焊接接头焊缝不包角1、现象T型焊接接头不包角焊接。2、原因分析技术人员交底不清楚或未交底；施焊焊工经验不足或质量意识差，对其危害认识不够。3、防治措施焊接施工前进行技术交底，明确焊接质量；焊工严格按照质量标准施焊。4、治理措施加强技术交底，提高焊工的质量意识并认识其中的危害性；加强过程监督和焊接验收，发现问题及时处理。十三、焊接变形1、现象焊接变形因焊件的不同而表现为翘起、角变形、弯曲变形、波浪变形等多种型式。2、原因分析造成焊接变形的原因有：装配顺序不合理、强力对口、焊接组有收缩自由度小、焊接顺序不合理等。3、防治措施施焊前制定严格的焊接工艺措施，确定好装配顺序、焊接顺序、焊接方向、焊接方法、焊接规范、焊接线能量等；焊前进行技术交底，焊工严格按照措施施工；适当利用反变形法。4、治理措施严格按照措施施工；焊接技术人员在现场指导焊接；发现问题及时采取必要措施。焊接内部缺陷一、气孔1、现象在焊缝中出现的单个、条状或群体气孔，是焊缝内部最常见的缺陷。2、原因分析根本原因是焊接过程中，焊接本身产生的气体或外部气体进入熔池，在熔池凝固前没有来得及溢出熔池而残留在焊缝中。3、防治措施预防措施主要从减少焊缝中气体的数量和加强气体从熔池中的溢出两方面考虑，主要有以下几点：焊条要求进行烘培，装在保温筒内，随用随取；焊丝清理干净，无油污等杂质；焊件周围1015范围内清理干净，直至发出金属光泽；注意周围焊接施工环境，搭设防风设施，管子焊接无穿堂风；氩弧焊时，氩气纯度不低于99.95%，氩气流量合适；尽量采用短弧焊接，减少气体进入熔池的机会；焊工操作手法合理，焊条、焊枪角度合适；焊接线能量合适，焊接速度不能过快；按照工艺要求进行焊件预热。4、治理措施严格按照预防措施执行；加强焊工练习，提高操作水平和责任心；对在探伤过程中发现的超标气孔，采取挖补措施。二、夹渣1、现象焊接过程中药皮等杂质夹杂在熔池中，熔池凝固后形成的焊缝中的夹杂物。2、原因分析焊件清理不干净、多层多道焊层间药皮清理不干净、焊接过程中药皮脱落在熔池中等；电弧过长、焊接角度部队、焊层过厚、焊接线能量小、焊速快等，导致熔池中熔化的杂质未浮出而熔池凝固。3、防治措施焊件焊缝破口周围1015表面范围内打磨清理干净，直至发出金属光泽；多层多道焊时，层间药皮清理干净；焊条按照要求烘培，不使用偏芯、受潮等不合格焊条；尽量使用短弧焊接，选择合适的电流参数；焊接速度合适，不能过快。4、治理措施焊前彻底清理干净焊件表面；加强练习，焊接操作技能娴熟，责任心强；对探伤过程中发现的夹渣超标缺陷，采取挖补等措施处理。三、未熔合1、现象未熔合主要时根部未熔合、层间未熔合两种。根部未熔合主要是打底过程中焊缝金属与母材金属以及焊接接头未熔合；层间未熔合主要是多层多道焊接过程中层与层间的焊缝金属未熔合。2、原因分析造成未熔合的主要原因是焊接线能量小，焊接速度快或操作手法不恰当。3、防治措施适当加大焊接电流，提高焊接线能量；焊接速度适当，不能过快；熟练操作技能，焊条（枪）角度正确。4、治理措施加强练习，提高操作技术，焊工责任心强；针对不同的母材、焊材，制定处理不同位置未熔合缺陷相应的措施并执行。四、管道焊口未焊透1、现象焊口焊接时，焊缝熔深不够，未将母材焊透。2、原因分析造成未焊透的主要原因是：对口间隙过小、坡口角度偏小、钝边厚、焊接线能量小、焊接速度快、焊接操作手法不当。3、防治措施对口间隙严格执行标准要求，最好间隙不小于2。对口坡口角度，按照壁厚和DP/T869-2004火力发电厂焊接技术规程的要求，或者按照图纸的设计要求。一般壁厚小于20的焊口采用V型坡口，单边角度不小于30，不小于20的焊口采用双V型或U型等综合性坡口。钝边厚度一般在1左右，如果钝边过厚，采用机械打磨的方式修整，对于单V型坡口，可不留钝边。根据自己的操作技能，选择合适的线能量、焊接速度和操作手法。使用短弧焊接，以增加熔透能力。4、治理措施对口间隙、坡口制备、钝边厚度符合标准要求；加强打底练习，熟练掌握操作手法以及对应的焊接线能量及焊接速度等。五、管道焊口根部焊瘤、凸出、凹陷1、现象这些缺陷一般出现在吊焊或斜焊焊口根部，在平焊及斜平焊位置出现根部焊缝凸出或焊瘤，在仰焊部位出现凹陷。2、原因分析造成这些缺陷的原因是：对口间隙大，钝边薄、宽，熔池温度过高，熔池存在一个地方时间过长，对熔池的控制不当造成的，在形成凹陷缺陷时，电弧的推力不够也是重要原因。3、防治措施对口间隙符合标准要求，一般为23；对于对口间隙不均匀的焊口，用机械打磨等方法设法修整到规定要求。对于坡口钝边不符合要求的进行打磨修整至规定要求。选择合适的焊接线能量以及合适的焊接速度，控制熔池温度在合适的范围，不过高。仰焊部位焊接尽量采用短弧焊接，增强电弧推力。4、治理措施对口点焊前检查对口间隙和坡口钝边厚度及宽度符合标准要求；加强练习，增强掌握合适的电流参数及控制熔池合适温度的能力；打底过程中发现上述缺陷及时采取相应处理措施。六、内部裂纹1、现象在焊接接头的焊缝、熔合线、热影响区出现的内部开裂缺陷。2、原因分析产生裂纹的原因因为不同钢种、焊接方法、焊接环境、预热要求、焊接接头中杂质的含量、装配及焊接应力的大小等而不同，但产生裂纹的根本原因有两点：产生裂纹的内部诱因和必须的应力。3、防治措施严格按照规程和作业指导书的要求准备各种焊接条件；提高焊接操作技能，熟练掌握使用焊接方法；采取合理的焊接顺序等措施，减少焊接应力等。4、治理措施针对每种产生裂纹的具体原因采取相应对策；对已经产生裂纹的焊接接头，制定处理措施，采取挖补等处理。 1.魏氏组织对焊接接头的性能的影响# f) r: e# m. i& Jt不易淬火钢焊接热影响区中的过热区，由于奥氏体晶粒长得非常粗大，这种粗大的奥氏体在较快的冷却速度下会形成一种特殊的过组织，其组织特征为在一个粗大的奥氏体晶粒内会形成许多平行的铁素体针片，在铁素体针片之间的剩余奥氏体最后转变为珠光体，这种过热组织称为魏氏组织。魏氏组织不仅晶粒粗大，而且由于大量铁素体针片形成的脆弱面，使金属的韧性急剧下降，这是不易淬火钢焊接接头变脆的一个主要原因。5 Z/ 5 T/ D F! y3 _魏氏组织的形成决定于过热区的过热程度，即金属在高温下停留的时间。手弧焊时，热影响区在高温下停留的时间较短，晶粒长大并不严重；而电渣焊时，热影响区在高温下停留的时间很长，晶粒严重长大。因此，电渣焊就比手弧焊容易出现粗大的魏氏组织。对于同一种焊接方法，施焊时采用的线能量越大，高温下停留的时间越长，过热越严重，奥氏体晶粒长得越粗大，越容易得到魏氏组织，焊接接头的性能就越差，这是低碳钢焊接时引起热影响区性能变坏的一个主要问题。S+ 9 1 V8 i4 3 ?9 r2.不易淬火钢的焊接热影响区特点/ l$ F& N2 N1 G( B不易淬火钢，如低碳钢和合金元素较少的低合金高强钢(16Mn、15MnTi、15MnV钢)，在固态下合金中除了有同素异构转变外，还有成分变化和第二相析出，即共析转变和Fe3C的析出，其焊接热影响区可分为过热区、重结晶区、不完全重结晶区和再结晶区等四个区段。2 i1 Y2 E 3 $ N% p) ?过热区(又称粗晶区) 该区紧邻焊缝，温度范围是从晶粒急剧长大的温度开始，一直到固相线的温度区间为止，对低碳钢为11001490。该区母材中的铁素体和珠光体全部变为奥氏体，奥氏体晶粒长得非常粗大，冷却后使金属的冲击韧度大大降低，一般比基本金属低25%30%，是热影响区中的薄弱环节。. j0 Z, 8 J9 p; m$ s重结晶区(又称正火区域或细晶区) 指过热区以下，加热温度在A3以上的区域，对低碳钢为9001100。空冷后得到均匀而细小的铁素体和珠光体，相当于热处理中的正火组织。重结晶区由于晶粒细小均匀，因此既具有较高的强度，又有较好的塑性和韧性，这是热影响区中综合力学性能最好的区域。但由于整个焊接接头的性能取决于接头中的最薄弱区域，所以该区性能虽好，但却发挥不了作用。h: Q9 ?8 |不完全重结晶区(又称不完全正火区或部分相变区) 指加热温度在Ac1Ac3之间的区域，对低碳钢为750900。该区母材中的全部珠光体和部分铁素体转变为晶粒比较细小的奥氏体，但仍保留部分铁素体。冷却时，奥氏体又转变为细小的铁素体和珠光体，而未溶入奥氏体的铁素体不发生转变，晶粒比较粗大，故冷却后的组织晶粒大小极不均匀，所以力学性能也不均匀，强度有所下降。( f8 d5 |4 K3 Z: ) s, A1 Y# u9 g. S再结晶区w w?# s, Z1 j. R指加热温度在450Ac1之间的区域，对低碳钢为450750。对于经过压力加工，即经过塑性变形的母材，晶粒发生破碎现象，在此温度区域内，再次变成完整的晶粒，称为再结晶。在本区域没有发生同素异构转变，组织没有变化，因此金属的力学性能变化不大，仅塑性稍有改善。对于焊前未经塑性变形的母材，本区不出现。1 d( b4 r: v( 5 B$ _A: K3.氮、氢、氧对焊缝金属的作用和影响0 E q/ T# - u: c6 W, N! D% |) n) M氮9 e4 x; O$ n* C. X5 Nw|- Z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。$ c9 _- * t4 T e1 P6 V b氢; Z, + s; v& d- J& J! g- T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。+ r; * O& J7 g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。2 W$ H4 * K( R2 R7 h/ w氧2 g5 . s5 p2 v( L, Y- F# a8 n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。8 F |3 ) Y, Q/ U& n- P总之，进入焊缝金属中的氮、氢、氧都是属于有害的元素。/ m7 K X8 W5 ( J, j$ c. A* r1 A% J6 n, Y3 Q4.焊接熔池结晶过程中产生的缺陷 j/ 0 f7 i?8 P0 焊接熔池结晶过程中产生的缺陷有：5 b8 K$ N( A结晶裂纹(凝固裂纹) 焊接熔池结晶过程中，金属收缩产生的拉应力，将晶界上的低熔点共晶液膜拉开导致产生结晶裂纹。结晶裂纹主要发生在含杂质较多的钢、单相奥氏体钢、镍基合金、铝合金、钼合金等的焊缝金属中。q/ d ) ( A气孔 高温下焊接熔池中熔解了大量的氢、氧、氮，在快速冷却过程中，这些气体来不及逸出，而留在焊缝金属中(内部或表面)形成穴孔。. O5 u w* D# n: o3 |夹渣 焊接熔渣残留在焊缝金属中的现象。3 O- h4 |, t, I1 f: d2 V偏析 由于焊接熔池结晶速度较快，形成焊缝中化学元素的分布不均匀，产生偏析现象。 v+ |7 G0 R* L5.异种钢焊接热影响区碳的扩散及其影响) E) i! : b& 2 K异种钢焊接时，母材成分与焊缝成分相差较大，碳会从母材向焊缝扩散，在母材熔合线附近形成一个12个晶粒宽度的“脱碳层”， |0 a( t% S) D ) ?在焊缝一侧相应地出现一个“增碳层”。促使碳由母材向焊缝扩散的因素有：, W0 m; 5 h/ 4 il# y当焊缝为液态时，由于碳在液态金属中的深解度大于固体金属，故促使碳由熔合线附近的母材金属向焊缝扩散迁移。i$ Q9 RZ* # H2 Y& n& Z加热温度和时间对碳的扩散影响很大。在Q235-A和Cr25Ni13的异种钢接头中，当加热到350才开始发现有脱碳层，当加到高于550时，脱碳层才显著，超过600后更为严重，特别是在800时。Q235-A和Cr25Ni13异种钢焊接时，加热温度和时间对脱碳层宽度(B)的影响，见图8。因此，单道焊时一般不易形成碳的扩散层，通常是在接头经焊后热处理或高温长期工作时才明显。1 R/ t4 p * i! C( Y. |# 碳扩散层是异种钢焊接接头中的薄弱环节，它对接头的常温和高温瞬时力学性能影响不大，但将降低接头的高温持久强度，一般要降低10%20%左右。0 3 j$ P. v1 X- P* q( T6.焊接区内的气体及来源0 d/ d6 v) V/ V* l% L; T E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。& v$ t3 2 q9 P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。6 p. O/ l9 m3 P7.焊接区域的保护及保护措施3 W; Z, p B/ b& T6 n8 N1 d/ c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：1 F/ 1 F b9 _# F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。1 F% Y+ A: c$ E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。* X b. Q; # P) Q3 m. C/ q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。% v! p8 M+ D* p4 m7 s3 , A6 B7 T8.焊接线能量及计算方法5 C8 j# z* ; . Yk( P3 熔焊时，由焊接能源输入给单位长度焊缝上的能量，称为焊接线能量，用下式表示为 . S2 C z4 P3 Z6 tIIUS) V& C; d6 K) S$ t# ?: Wq=/ 4 9 x$ ?, R& y, W; M# w7 Z3 b& |) E R% O/ c式中 I焊接电流(A)；- p% V4 y& J2 M9 y/ B8 F2 AU电弧电压(V)；( ) d7 Z2 b7 k焊接速度(cm/s)； - e) G* R7 M8 h0 ; / Q- D- kq线能量(J/cm)。5 A. Z6 * . P! x; I$ Z: 例如，板厚12mm，进行双面开形坡口埋弧焊，焊丝4mm，I=650A，U=38V，=0.9cm/s。，则焊接线能量q为4 o9 e4 Q- L$ 9 S/ a0 R! v( l8 VIU 65038; U7 _9 x. d0 v6 5 h2 z4 _# Aq= = = 27444 J/cm* _1 |- P; A2 ?$ r# ) P 0.92 ?8 Q3 q2 J- : v) e0 7 k% Y. R线能量综合了焊接电流、电弧电压和焊接速度三大焊接工艺参数对焊接热循环的影响。线能量增大时，热影响区的宽度增大，加热到高温的区域增宽，在高温的停留时间增长，同时冷却速度减慢，2 V2 w- G. |& c2 3 M9.焊接熔池的一次结晶及特点# B5 _$ Y+ S/ u$ |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：) $ z; j, t, o7 D, W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。* o4 S+ r$ P4 q! R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(1770100)，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。. YH2 u; S# _% 8 b2 C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。10.焊接合金元素的过渡系数9 qV Z& y9 B! R1 y6 w. Q R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+ B& i) t5 q2 b$ e: D+ 2 fCF, E9 QY6 s2 w=3 V0 i( n# z2 M* tCT; b; Z2 u$ ( 1 & c式中 某合金元素的过渡系数(%)；# h7 . P* V: s3 N _4 g5 zCF堆焊金属中某合金元素的含量；4 k t+ w - o( R3 J2 o& K; KCT焊条(焊丝、焊剂)中某合金元素的原始总含量。1 m8 F. m V4 R. LC, 手弧焊采用不同焊条型号时，合金元素的过渡系数，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。$ t2 o( M1 M% n11.焊缝金属的合金化 Q5 Z9 g. P% M2 h1 c) U$ h- _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。$ t: S: f+ o0 ?9 R$ P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, g% Jx1 l6 W7 ?1 C, g _- H常用的合金化方式是置换反应。9 - 4 d% P5 x9 n7 Q; f2 o5 x12.焊缝一次结晶组织的变质处理方法 XT. F) t4 z3 m# z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。变质处理对改善焊缝的一次结晶组织十分有效。例如，E5015MoV焊条，就是在原来E5015焊条的基础上，在药皮中再加入少量的钼铁和钒铁，它具有更高的抗裂性能。7 _) P/ o( . W& c! T: 13.焊缝金属的二次结晶8 ! t- Z0 |% R7 M, K$ x一次结晶结束后，熔池就转变为固体的焊缝。高温的焊缝金属冷却到室温时，要经过一系列的组织相变过程，这种相变过程称为焊缝金属的二次结晶。3 0 g/ a, f% 低碳钢焊缝金属二次结晶结束时，其组织为铁素体加珠光体。由铁碳合金状态图可知，其中铁素体约占82%，珠光体约占18%，焊缝金属的硬度约为83HBS。但铁碳合金状态图是在材料极缓慢的冷却条件下获得的，实际上焊缝金属二次结晶时的冷却速度相当快，因此组织中的珠光体含量会增加，冷却速度越高，珠光体含量也越多，焊缝的硬度和强度也随之增加，例如，当焊缝金属的冷却速度为110s时，其硬度可达96HBS，这就是为什么当焊缝金属为低碳钢，冷却时尽管并未出现淬火组织，但其硬度仍会增加的原因。- F$ G4 e4 G2 B: SW5 d. 3 P3 J14.焊接焊缝中的偏析现象/ c5 o4 _: F2 o# H L7 d* Y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。. / l3 i, Q2 N! f& I; u焊缝中的偏析现象有以下三种：J; nt% J# Q6 V% c5 g7 M8 P5 M/ K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。5 i# 1 n H0 c9 H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，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，这种焊缝具有较高的抗热裂能力。, p3 X! J9 v; d7 u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。% x# g( H9 x9 o; E+ v15.铸铁泵壳裂缝焊补: I/ G/ z4 oU7 G$ R& e) 1.在裂缝的两端点钻止裂孔(10)，以防焊接中裂缝进一步向外扩展。 D* B% e* 5 F. H W) 7 x9 # m3 y2.用手动磨光机在裂缝的位置开坡口，坡口顶宽8-9mm，略成V字形，深32mm(西湖型泥泵泵壳壁厚为40mm)，使得能够焊人电焊液。* q d8 _0 O0 G; j; A/ e3.焊接为手工焊，采用3.2专用铸铁电焊条，使用直流电焊机，反接，电流为150A，实施间断焊，即每焊15-20mm电焊缝，停等片刻。在停焊间隙，当焊接熔池凝固后，由白热状态到红热状态时，用小尖锤捶击电焊缝，捶击用力要轻，速度要快，次数要多，使焊缝金属减薄向四周伸长，抵消一些焊缝收缩并减少焊接应力，这样能有效地提高焊缝金属的抗裂性(注意使用的小锤头必须是半径为10mm左右的圆弧形)。待焊接熔池冷到暗红色消失后，再接着焊。; H: x# z9 y: vj0 u& A4.对于较长的裂缝，为避免开裂，必须分段焊补。分段的原则是，使首先焊的一段有自由伸缩的可能性。如分三段，应首先焊中间的一段，当此段冷至暗红色消失时，立即施焊另一段，然后焊最后段。 y, J$ 2 y# # s9 W5 C5.施焊前，先对焊缝区进行预热，焊后保温，以降低冷速。预热、保温不仅能提高焊缝金属的抗裂性，而且还有益于降低熔合线附近区域的硬度。4 i8 R9 l+ n: o0 F16.产品设计的原则和技巧（一）) K1 I7 o) v, V: : Z制造成本最低是产品设计的最终目的。本文介绍了工程机械产品设计过程中应遵循的原则以及产品设计技巧，为工程技术人员设计出色、合理的产品，提供了可参考的手段和方法。, + y4 l& J* N$ l+ q1产品设计原则! |+ N( _# o) o& 合理的设计应该在保证产品必备功能的前提下，使制造成本最低，这也正是本文所要探索的课题。3 I2 Y, O ( u$ (1)必须满足客户对产品功能和服务的要求。工程机械提供给客户的不仅是产品的功能，还包括支持这些功能的售后服务。因此设计过程中既要针对产品的不同功能特点，又要使产品具有良好的维修方便性