金属材料焊接PPT

1、第七节第七节 常用金属材料的焊接常用金属材料的焊接金属材料的可焊性金属材料的可焊性焊接材料焊接材料碳钢的焊接碳钢的焊接铸铁的焊补铸铁的焊补有色金属的焊接有色金属的焊接金属材料的可焊性金属材料的可焊性金属是否适应焊接加工，获得完整的、具有一定使金属是否适应焊接加工，获得完整的、具有一定使用性能的焊接接头的性能。用性能的焊接接头的性能。 结合性能结合性能：在一定工艺条件下形成完整接头的性能，：在一定工艺条件下形成完整接头的性能，没有气孔、裂纹、夹渣等缺陷没有气孔、裂纹、夹渣等缺陷，“好焊不好焊的问好焊不好焊的问题题”使用性能使用性能：接头能够满足工作要求的性能：接头能够满足工作要求的性能，“好用好

2、用不好用的问题不好用的问题” 一、可焊性一、可焊性-是指被焊金属在一定的焊接工艺条件下是指被焊金属在一定的焊接工艺条件下（焊接方法、材料、工艺参数、结构型式），获得优（焊接方法、材料、工艺参数、结构型式），获得优质焊接接头的难易程度。质焊接接头的难易程度。包括：工艺焊接性、使用焊接性；包括：工艺焊接性、使用焊接性；二、影响金属焊接性的因素二、影响金属焊接性的因素材料的因素材料的因素工艺因素工艺因素结构因素结构因素使用条件使用条件三、评价金属焊接性的目的、方法三、评价金属焊接性的目的、方法1. 1. 评价金属焊接性的目的评价金属焊接性的目的评价某种材料的焊接性评价某种材料的焊接性，揭示焊接过程可

3、能出现的，揭示焊接过程可能出现的问题问题研制开发新焊接材料研制开发新焊接材料制定焊接工艺制定焊接工艺：根据实际条件制作试样进行实验，：根据实际条件制作试样进行实验，再经过焊接工艺评定投入使用再经过焊接工艺评定投入使用2 2估算钢材可焊性的方法估算钢材可焊性的方法碳当量法：碳当量法：将将C C在内的合金元素对淬硬倾向、冷裂及在内的合金元素对淬硬倾向、冷裂及脆化的影响折合成碳的含量，用以进行焊接性分析。脆化的影响折合成碳的含量，用以进行焊接性分析。碳钢及低合金结构钢的碳当量经验公式为：碳钢及低合金结构钢的碳当量经验公式为：15)()(5)()()(6)()()(CuwNiwVwMowCrwMnwC

4、wCEw 根据经验：根据经验： C C当量当量0.4%0.4%时，钢材塑性良好，淬硬倾向不明时，钢材塑性良好，淬硬倾向不明显，可焊性良好。在一般的焊接工艺条件下，焊件不显，可焊性良好。在一般的焊接工艺条件下，焊件不会产生裂缝，但对厚大工件或低温下焊接时应考虑预会产生裂缝，但对厚大工件或低温下焊接时应考虑预热。热。 C C当量当量=0.4%=0.4%0.6%0.6%时，钢材塑性下降，淬硬倾向时，钢材塑性下降，淬硬倾向明显，可焊性较差。焊前工件需要适当预热，焊后应明显，可焊性较差。焊前工件需要适当预热，焊后应注意缓冷，要采取一定的焊接工艺措施才能防止裂缝。注意缓冷，要采取一定的焊接工艺措施才能防止

5、裂缝。 C C当量当量0.6%0.6%时，钢材塑性较低，淬硬倾向很强，时，钢材塑性较低，淬硬倾向很强，可焊性不好。焊前工件必须预热到较高温度，焊接时要可焊性不好。焊前工件必须预热到较高温度，焊接时要采取减少焊接应力和防止开裂的工艺措施，焊后要进行采取减少焊接应力和防止开裂的工艺措施，焊后要进行适当的热处理，才能保证焊接接头质量。适当的热处理，才能保证焊接接头质量。生产单件钢结构件生产单件钢结构件1 1板厚在板厚在3 310 mm,10 mm,强度较低，且焊缝较短应选用手弧焊。强度较低，且焊缝较短应选用手弧焊。2 2板厚在板厚在10 mm10 mm以上，焊缝为长直焊缝或环焊缝应选用埋弧焊。以上，

6、焊缝为长直焊缝或环焊缝应选用埋弧焊。3 3板厚小于板厚小于3 mm3 mm，焊缝较短应选用，焊缝较短应选用CO2CO2焊。焊。生产大批量钢结构生产大批量钢结构1 1板厚小于板厚小于3 mm,3 mm,无密封要求应选用电阻点焊，有密封要求应无密封要求应选用电阻点焊，有密封要求应选用缝焊。选用缝焊。2 2板厚在板厚在3 310 mm,10 mm,焊缝为长直焊缝或环焊缝，应选用焊缝为长直焊缝或环焊缝，应选用CO2CO2自动自动焊。焊。3 3板厚大于板厚大于10 mm10 mm，焊缝为长直焊缝和环焊缝隙，应选用埋弧，焊缝为长直焊缝和环焊缝隙，应选用埋弧焊或电渣焊。焊或电渣焊。生产不锈钢、铝合金和铜合金

7、结构生产不锈钢、铝合金和铜合金结构 1 1板厚小于板厚小于3mm, 3mm, 应选用钨极氩弧焊。应选用钨极氩弧焊。 2 2板厚在板厚在3 310 mm,10 mm,焊缝为长直焊缝或环焊缝，应选用熔化极氩焊缝为长直焊缝或环焊缝，应选用熔化极氩弧或等离子弧自动焊。弧或等离子弧自动焊。焊接方法的选择焊接方法的选择1、焊条：内部钢芯和外侧药皮二、二、 焊接材料焊接材料药皮药皮 又称为涂料，保证熔敷金属具有一定的成分和性能。采用氧化物、碳酸盐、硅酸盐、有机物、氟化物、铁合金及化工产品等上百种原料粉末，按照一定的配方比例混合而成。钢芯钢芯 主要作用导电，并在焊条端部形成具有一定成分的熔敷金属。 要求焊芯尽

8、量减少有害元素的含量，限制S、P，有些焊条要求焊芯控制As 、Sb、Sn等元素。药药 皮皮 组组 成成稳弧剂 :改善引弧性能和提高电弧燃烧的稳定性，原材料为易电离或电离势低的物质。如：K2CO3、CaCO3大理石、长石、钾水玻璃 造渣剂:造成具有一定物理性能、化学性能的熔渣，起到保护作用和改善焊缝成型。如：钛铁矿、金红石、萤石、长石等。 造气剂:造气保护，有机物、碳酸盐.有机物如：木粉、淀粉、析出气体CO、H，碳酸盐析出气体CO2，高温时产生CO。脱氧剂:降低药皮中或熔渣的氧化性和脱除金属中的氧。铁合金：锰铁、钛铁、硅铁、Re等。合金剂:使焊缝补偿烧损和获得必要的合金成分。合金、纯金属、一般M

9、n-Fe、Si-Fe要纯化发醇加高锰酸钾纯化 . 粘结剂:将涂料牢固的粘在焊芯上，参加冶金反应，如钠水玻璃、钾水玻璃与钠水玻璃混合。增塑性:便于用机器压制焊条，额外加入一些能改善涂料塑性或滑润性物质。如云母、白泥、滑石等。 3 3、焊条的种类和编号、焊条的种类和编号l 种类：种类：我国将焊条按照化学成分分为七大类：我国将焊条按照化学成分分为七大类： 碳钢焊条、低合金钢焊条碳钢焊条、低合金钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、铸铁焊条及铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条。铸铁焊条及铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条。焊条型号：国家标准规定：焊条型号：国家标准规定：E E焊条牌号：国家机械工

10、业委员会统一规定焊条牌号：国家机械工业委员会统一规定 如：结构钢焊条如：结构钢焊条JJ 不锈钢焊条不锈钢焊条 G G 完整的焊条型号举例如下：完整的焊条型号举例如下：E4 315表示焊条药皮为低氢钠型，并可采用直流反接焊接表示焊条适用于全位置焊接表示熔敷金属抗拉强度的最小值 表示焊条牌号：牌号：以结构钢焊条为例：以结构钢焊条为例：422422 其中：其中： 结构钢焊条结构钢焊条 焊缝金属抗拉强度大焊缝金属抗拉强度大于等于于等于 药皮类型（钛钙型）药皮类型（钛钙型）和电源种类（交直流）和电源种类（交直流）4 4 酸性药皮与碱性药皮两者的性质酸性药皮与碱性药皮两者的性质 酸性药皮工艺性好，而酸性药

11、皮工艺性好，而碱性药皮工艺性差碱性药皮工艺性差。 碱性药皮中有益元素多，碱性药皮中有益元素多，能使焊接接头力学性能提高能使焊接接头力学性能提高。 碱性药皮中因不含有机物，也称低氢型药皮。碱性药皮中因不含有机物，也称低氢型药皮。可以提高焊可以提高焊缝金属的抗裂性。缝金属的抗裂性。 碱性药皮氧化性强，对锈、油、水的敏感性大，易产生飞碱性药皮氧化性强，对锈、油、水的敏感性大，易产生飞溅和溅和CO气孔。气孔。 碱性药皮在高温下，易生成较多的有毒物质（碱性药皮在高温下，易生成较多的有毒物质（HF等），因等），因而应注意通风。而应注意通风。电焊条的选用原则电焊条的选用原则 等强度原则等强度原则：低碳钢和普

12、通低合金钢构件，一般：低碳钢和普通低合金钢构件，一般都要求焊缝金属与母材等强度，都要求焊缝金属与母材等强度， 因此可根据钢因此可根据钢材强度等级来选用相应的焊条。材强度等级来选用相应的焊条。 同一强度等级的酸性焊条和碱性焊条的选用。主同一强度等级的酸性焊条和碱性焊条的选用。主要应考虑：要应考虑：焊接件的结构形状、钢板厚度、载荷焊接件的结构形状、钢板厚度、载荷性质和抗裂性能而定性质和抗裂性能而定。 低碳钢与低合金结构钢焊接，可按某一种钢接头低碳钢与低合金结构钢焊接，可按某一种钢接头中强度较低的钢材来选用相应的焊条。中强度较低的钢材来选用相应的焊条。 焊接不锈钢或耐热钢等有特殊性能要求的钢材，焊接

13、不锈钢或耐热钢等有特殊性能要求的钢材，应选用相应的专用焊条。应选用相应的专用焊条。 焊缝位置：焊缝位置： 平焊缝、立焊缝、仰焊缝、横焊缝 一般焊条均可进行平焊,但不是所有焊条均可立、仰、横焊。 立、仰、横焊难点在于:重力作用下焊条熔滴不易向熔池过渡;熔池金属和熔渣下流.2-3 2-3 焊丝焊丝 药芯焊丝三、碳钢的焊接三、碳钢的焊接 低碳钢含碳量不大于低碳钢含碳量不大于0.25%0.25%，塑性好，一般没有淬，塑性好，一般没有淬硬倾向，对焊接热过程不敏感，可焊性良好。焊这类钢硬倾向，对焊接热过程不敏感，可焊性良好。焊这类钢时，不需要采取特殊的工艺措施，通常在焊后也不需要时，不需要采取特殊的工艺措

14、施，通常在焊后也不需要进行热处理（电渣焊除外）。进行热处理（电渣焊除外）。 中、高碳钢的焊接中、高碳钢的焊接 中碳钢含碳量在中碳钢含碳量在0.25%0.25%0.6%0.6%之间，随含碳量的增之间，随含碳量的增加，淬硬倾向愈发明显，可焊性逐渐变差。在实际生产加，淬硬倾向愈发明显，可焊性逐渐变差。在实际生产当中，主要是焊接各种中碳钢的铸钢件与锻件。当中，主要是焊接各种中碳钢的铸钢件与锻件。中碳钢中碳钢的焊接特点：的焊接特点： 低碳钢的焊接低碳钢的焊接 热影响区易产生淬硬组织和冷裂缝热影响区易产生淬硬组织和冷裂缝 中碳钢属于易淬火钢，热影响区被加热超过淬火温中碳钢属于易淬火钢，热影响区被加热超过淬

15、火温度的区段时，受工件低温部分的迅速冷却作用，将出现度的区段时，受工件低温部分的迅速冷却作用，将出现马氏体等淬硬组织。如焊件刚性较大或工艺不恰当时，马氏体等淬硬组织。如焊件刚性较大或工艺不恰当时，就会在淬火区产生冷裂缝，即焊接接头焊后冷却到相变就会在淬火区产生冷裂缝，即焊接接头焊后冷却到相变温度以下或冷却到常温后产生裂缝。温度以下或冷却到常温后产生裂缝。 焊缝金属热裂缝倾向较大焊缝金属热裂缝倾向较大 焊接中碳钢时，因母材含碳量与硫、磷杂质远远高于焊接中碳钢时，因母材含碳量与硫、磷杂质远远高于焊条钢芯，母材熔化后进入熔池，使焊缝金属含碳量增加焊条钢芯，母材熔化后进入熔池，使焊缝金属含碳量增加塑性

16、下降，加上硫、磷低熔点杂质的存在，焊缝及熔合区塑性下降，加上硫、磷低熔点杂质的存在，焊缝及熔合区在相变前就可能因内应力而产生裂缝。因此，在相变前就可能因内应力而产生裂缝。因此，焊接中碳钢焊接中碳钢构件，焊前必须进行预热构件，焊前必须进行预热，使焊接时工件各部分的温差减，使焊接时工件各部分的温差减小，以减小焊接应力，同时减慢热影响区的冷却速度，避小，以减小焊接应力，同时减慢热影响区的冷却速度，避免产生淬硬组织。免产生淬硬组织。中、高碳钢的焊接中、高碳钢的焊接C0.250.6%（C当量更大），随着含碳量当量更大），随着含碳量的增加，可焊性明显变差。的增加，可焊性明显变差。 焊接前后需采焊接前后需采

17、取一定的工艺措施，以保证焊接质量。取一定的工艺措施，以保证焊接质量。 焊前：必须预热。（焊前：必须预热。（150250） 焊后：热处理。（重要结构件）焊后：热处理。（重要结构件） 手工电弧焊匹配碱性焊条（手工电弧焊匹配碱性焊条（E5015）；）； 合金结构钢的焊接合金结构钢的焊接低合金钢的焊接特点：低合金钢的焊接特点： 热影响区的淬硬倾向热影响区的淬硬倾向 低合金钢焊接时，热影响区可能产生淬硬组织，低合金钢焊接时，热影响区可能产生淬硬组织，淬硬程度与钢材的化学成分和强度级别有关。钢中含淬硬程度与钢材的化学成分和强度级别有关。钢中含碳及合金元素越多碳及合金元素越多，钢材强度级别越高，焊后热影响，

18、钢材强度级别越高，焊后热影响区的区的淬硬倾向也越大淬硬倾向也越大。强度级别大于。强度级别大于450MPa450MPa级的低合级的低合金钢，淬硬倾向增加，热影响区容易产生马氏体组织，金钢，淬硬倾向增加，热影响区容易产生马氏体组织，形成淬火区，硬度明显增加，塑性、韧性则下降。形成淬火区，硬度明显增加，塑性、韧性则下降。铸铁的焊补铸铁的焊补铸铁的焊接特点：铸铁的焊接特点： 熔合区易产生白口组织；易产生裂缝；易熔合区易产生白口组织；易产生裂缝；易产生气孔产生气孔热焊法热焊法 热焊法是焊前将工件整体或局部预热到热焊法是焊前将工件整体或局部预热到600600700700，焊后缓慢冷却。焊后缓慢冷却。 热焊

19、法可防止工件产生白口组织和裂缝，焊补质量较热焊法可防止工件产生白口组织和裂缝，焊补质量较好，焊后可以进行机械加工。但热焊法成本较高，生产率好，焊后可以进行机械加工。但热焊法成本较高，生产率低，焊工劳动条件差。低，焊工劳动条件差。 一般用于焊补形状复杂焊后需要加工的重要铸件，如一般用于焊补形状复杂焊后需要加工的重要铸件，如床头箱、汽缸体等。床头箱、汽缸体等。冷焊法冷焊法 焊补之前，工件不预热或只进行焊补之前，工件不预热或只进行400400以下低温以下低温预热的焊补方法通常称为冷焊法，主要依靠焊条来预热的焊补方法通常称为冷焊法，主要依靠焊条来调整焊缝化学成分以防止或减少白口组织和避免裂调整焊缝化学

20、成分以防止或减少白口组织和避免裂缝。冷焊法方便灵活生产率高、成本低、劳动条件缝。冷焊法方便灵活生产率高、成本低、劳动条件好。但焊接处切削加工性能较差。生产中多用于焊好。但焊接处切削加工性能较差。生产中多用于焊补要求不高的铸件以及怕高温预热引起变形的工件。补要求不高的铸件以及怕高温预热引起变形的工件。 焊接时，应尽量采用小电流、短弧、窄焊缝、焊接时，应尽量采用小电流、短弧、窄焊缝、短焊道（每段不大于短焊道（每段不大于50mm50mm）并在焊后及时轻轻锤击）并在焊后及时轻轻锤击焊缝以松弛应力，防止焊后开裂。焊缝以松弛应力，防止焊后开裂。有色金属的焊接有色金属的焊接铜及铜合金的焊接铜及铜合金的焊接

21、铜及铜合金的焊接比低碳钢困难得多，其原因是：铜及铜合金的焊接比低碳钢困难得多，其原因是： 铜的导热性很高（紫铜约为低碳钢的铜的导热性很高（紫铜约为低碳钢的8 8倍），焊接时热倍），焊接时热量极易散失。因此，焊前工件要预热，焊接时要选用较量极易散失。因此，焊前工件要预热，焊接时要选用较大电流或火焰，否则容易造成焊不透缺陷。大电流或火焰，否则容易造成焊不透缺陷。 铜在液态易氧化，生成的铜在液态易氧化，生成的CuCu2 2O O与铜组成低熔点共晶，分与铜组成低熔点共晶，分布在晶界形成薄弱环节；又因铜的膨胀系数大，凝固时布在晶界形成薄弱环节；又因铜的膨胀系数大，凝固时收缩率也大，容易产生较大的焊接应力

22、。因此，焊接过收缩率也大，容易产生较大的焊接应力。因此，焊接过程中极易引起开裂。程中极易引起开裂。 铜在液态时吸气性强，特别容易吸氢。凝固时气体从熔铜在液态时吸气性强，特别容易吸氢。凝固时气体从熔液中析出，来不及逸出就会生成气孔。液中析出，来不及逸出就会生成气孔。 铜的电阻极小，不适于电阻焊接铜的电阻极小，不适于电阻焊接。 铜合金中的合金元素有的比铜更易氧化，使焊接的困难铜合金中的合金元素有的比铜更易氧化，使焊接的困难增大。例如黄铜（铜锌合金）中的锌沸点很低，极易烧增大。例如黄铜（铜锌合金）中的锌沸点很低，极易烧蚀蒸发并生成氧化锌（蚀蒸发并生成氧化锌（ZnOZnO）。改变接头化学成分、降）。改

23、变接头化学成分、降低接头性能，而且形成氧化锌烟雾易引起焊工中毒。铝低接头性能，而且形成氧化锌烟雾易引起焊工中毒。铝青铜中的铝，焊接时易生成难熔的氧化铝，增大熔渣粘青铜中的铝，焊接时易生成难熔的氧化铝，增大熔渣粘度，生成气孔和夹渣。度，生成气孔和夹渣。 铜及铜合金铜及铜合金可用氩弧焊、气焊、钎焊等可用氩弧焊、气焊、钎焊等方法进行方法进行焊接。焊接。 采用氩弧焊是保证紫铜和青铜焊接质量的有效方采用氩弧焊是保证紫铜和青铜焊接质量的有效方法。法。铜及铜合金的常用焊接方法铜及铜合金的常用焊接方法铜及铜合金铜及铜合金焊条牌号焊条牌号焊接工艺见：焊接工艺见：GB367083易保证紫铜、易保证紫铜、青铜的焊接

24、青铜的焊接质量！质量！黄铜焊接黄铜焊接普遍采用普遍采用的方法的方法铝及铝合金的焊接铝及铝合金的焊接 工业上用于焊接的主要是纯铝（熔点工业上用于焊接的主要是纯铝（熔点658658）、铝）、铝锰合金、铝镁合金及铸铝。铝及铝合金的焊接也比较锰合金、铝镁合金及铸铝。铝及铝合金的焊接也比较困难，其焊接特点是：困难，其焊接特点是： 铝与氧的亲和力很大，极易氧化生成氧化铝（铝与氧的亲和力很大，极易氧化生成氧化铝（Al2O3Al2O3）。氧）。氧化铝组织致密，熔点高达化铝组织致密，熔点高达20502050，它覆盖在金属表面，能，它覆盖在金属表面，能阻碍金属熔合。此外，氧化铝密度大，易使焊缝夹渣。阻碍金属熔合。

25、此外，氧化铝密度大，易使焊缝夹渣。 铝的导热系数较大，要求使用大功率或能量集中的热源，铝的导热系数较大，要求使用大功率或能量集中的热源，厚度较大时应考虑预热。铝的膨胀系数也较大，易产生焊厚度较大时应考虑预热。铝的膨胀系数也较大，易产生焊接应力与变形，并可能导致裂缝的产生。接应力与变形，并可能导致裂缝的产生。 液态铝能吸收大量的氢，铝在固态时又几乎不溶解氢，因此液态铝能吸收大量的氢，铝在固态时又几乎不溶解氢，因此在溶池凝固时易生成气孔。在溶池凝固时易生成气孔。 铝在高温时强度及塑性很低，焊接时常由于不能支持熔池金铝在高温时强度及塑性很低，焊接时常由于不能支持熔池金属而引起焊缝塌陷，因此常需采用垫

26、板。属而引起焊缝塌陷，因此常需采用垫板。 目前焊接铝及铝合金的目前焊接铝及铝合金的常用方法有氩弧焊、气焊、常用方法有氩弧焊、气焊、点焊、缝焊和钎焊。点焊、缝焊和钎焊。 不论采用哪种焊接方法焊接铝及铝合金，焊前必须不论采用哪种焊接方法焊接铝及铝合金，焊前必须彻底清理焊件的焊接部位和焊丝表面的氧化膜与油污，彻底清理焊件的焊接部位和焊丝表面的氧化膜与油污，清理质量的好坏将直接影响焊缝性能。清理质量的好坏将直接影响焊缝性能。 铝的可焊性与铜的可焊性相似铝的可焊性与铜的可焊性相似-焊接困难。焊接困难。缝 焊点 焊氩 弧 焊钎 焊气 焊焊 接 方 法铝及铝合金铝及铝合金焊接方法焊接方法焊条牌号焊条牌号GB

27、366983第八节第八节 焊接缺陷及检验焊接缺陷及检验焊接区内的气体来源焊接区内的气体来源N2、H2、O2CO2 和和 H2O 焊接区的气体焊接区的气体焊接材料：焊条药皮、焊剂、焊芯焊接材料：焊条药皮、焊剂、焊芯的造气剂的造气剂 材料表面吸附：母材坡材料表面吸附：母材坡口的油污、油漆、铁锈、水分口的油污、油漆、铁锈、水分 焊焊接周围气体空气中的气体、水分保护接周围气体空气中的气体、水分保护气体及其杂质气体气体及其杂质气体 金属和熔渣的金属和熔渣的蒸发产生的气体：冶金反应。蒸发产生的气体：冶金反应。直接进入直接进入间接分解间接分解一、气体对金属的作用一、气体对金属的作用气体对焊接质量的影响气体对

28、焊接质量的影响1 氮对焊接质量的影响 主要来自于焊接区周围的空气。 时效脆化气孔 2 氢对质量的影响主要来自焊接材料氢脆白点气孔冷裂纹3氧对金属质量的影响力学性能下降物理化学性能差合金元素烧损焊接工艺性能变差析出性气孔的特征析出性气孔的特征 态金属在冷却凝固过程中，因气体溶解度下降，析出的气体来不及逸出而产生的气孔称为析出性气孔。这类气孔主要是氢气孔和氮气孔 焊缝金属产生的析出性气孔多数出焊缝金属产生的析出性气孔多数出现在焊缝表面。氢气孔的断面形状如现在焊缝表面。氢气孔的断面形状如同螺钉状，从焊缝表面上看呈喇叭口同螺钉状，从焊缝表面上看呈喇叭口形，气孔四周有光滑的内壁。氮气孔形，气孔四周有光滑

29、的内壁。氮气孔一般成堆出现，形似蜂窝。一般成堆出现，形似蜂窝。气体的析出过程气体的析出过程 高温下溶解在液态金属中气体的析出方式有： 扩散析出； 形成化合物析出； 聚集成气泡析出。 后者析出过程为： 形 核 长 大 上 浮图图11-11 气泡脱离现成表面示意图气泡脱离现成表面示意图a）90 b）90b)气泡气泡气泡气泡a) 焊缝金属中存在的反应性气孔通常是焊缝金属中存在的反应性气孔通常是 CO气孔，气孔，是由液态金属中的是由液态金属中的 O 与与 C 直接反应生成。直接反应生成。反应性气孔 液态金属内部或与铸型之间发生化学反应而产生液态金属内部或与铸型之间发生化学反应而产生的反应性气孔：的反应

30、性气孔： 金属与熔渣间的反应性气孔金属与熔渣间的反应性气孔 液态金属内元素间的反应性气孔液态金属内元素间的反应性气孔金属与熔渣间的反应性气孔金属与熔渣间的反应性气孔 当液态金属中含有混入的熔渣（ FeO）时，会和液态金属（或铸型）中的 C 反应： 当采用石灰石砂型时，若有砂粒进入钢液 会发生： 熔渣作为气孔形核的基底，最终形成的气孔内含有白色的 CaO 与 FeO 残渣所以又称为渣气孔。 COFeCFeO 23COCaOCaCOCOFeOFeCO2 夹杂物的来源及分类 焊缝中的夹杂物 二、夹杂物的形成及防止措施焊缝中的夹杂物焊缝中的夹杂物 焊缝中的氮化物夹杂多在焊接保护不良时出现，对于低碳钢和

31、低合金钢，主要的氮化物是Fe4N，在时效过程中过饱和析出，并以针状分布在晶粒上或贯穿晶界。 焊缝中的硫化物夹杂主要有MnS和FeS两种。FeS通常沿晶界析出，并与Fe或FeO形成低熔点共晶。 低碳钢焊缝存在的氧化物夹杂主要是SiO2、MnO、TiO2和Al2O3等，一般以硅酸盐的形式存在。 焊接裂纹、未焊透、未熔合、夹渣、气焊接裂纹、未焊透、未熔合、夹渣、气孔、咬边、烧孔和焊瘤等，如图所示；孔、咬边、烧孔和焊瘤等，如图所示；三、焊接接头的主要缺陷三、焊接接头的主要缺陷焊缝的外部缺陷（1）焊缝增强过高坡口的角度开得太小或焊接电流过小应力集中，为提高疲劳寿命，要求将焊缝的增强高铲平。（2）焊缝过凹

32、 焊缝工作截面减小使接头处强度降低。（3）焊缝咬边在工件上沿焊缝边缘形成凹陷。减少工作截面，并造成严重应力集中。（4 4）焊瘤）焊瘤对静载强度无影响对静载强度无影响引起应力集中，使动载引起应力集中，使动载强度降低。强度降低。（5 5）烧穿）烧穿部分熔化金属从焊缝反面漏出，甚至烧穿成洞，部分熔化金属从焊缝反面漏出，甚至烧穿成洞，使接头强度下降。使接头强度下降。 3 3、焊缝内部缺陷、焊缝内部缺陷（1 1）未焊透）未焊透应力集中严重，降低强度，开裂根源。应力集中严重，降低强度，开裂根源。（2 2）夹渣）夹渣 减少工作截面，造成应力集中，降低焊缝强度和减少工作截面，造成应力集中，降低焊缝强度和冲击韧

33、性。冲击韧性。（3 3）气孔）气孔 减少有效工作截面，降低机械强度。减少有效工作截面，降低机械强度。（4 4）裂纹）裂纹 热裂纹和冷裂纹热裂纹和冷裂纹焊接缺陷检验：焊接缺陷检验：外观检验外观检验：用肉眼或低倍放大镜及标准焊板、量规：用肉眼或低倍放大镜及标准焊板、量规等工具，检查焊缝尺寸的偏差和表面缺陷；等工具，检查焊缝尺寸的偏差和表面缺陷；致密性检验致密性检验：对要求密封和承受压力的容器或管道；：对要求密封和承受压力的容器或管道；水压试验、气压试验和煤油试验；水压试验、气压试验和煤油试验；内部（无损）检验内部（无损）检验：X X射线、射线、射线和超声波探伤射线和超声波探伤 焊接质量的检验方法通

34、常按破坏性试验与非破坏性检验进行划分，具体分类如下：二、焊接检验方法二、焊接检验方法涡流探伤磁粉探伤射线探伤高能射线探伤射线探伤射线探伤超声波探伤着色渗透探伤荧光探伤无损探伤致密性试验水压试验外观检查非破坏性检验焊接性试验微观组织分析宏观组织分析金相检验含氢量测定腐蚀试验化学分析化学分析及试验疲劳试验断裂韧度试验硬度试验冲击试验弯曲试验拉伸试验力学性能试验破坏性试验焊接检验方法X1）外观检验 以目测观察为主，并可以借助低倍放大镜观察。此法用于 发现焊接接头的外部缺陷。焊接接头外部缺陷的存在，通常是 产生内部缺陷的标志。2）水压试验 用于评定锅炉、压力容器、管道等焊接构件的整体强度性 能、变形量

35、大小以及有无渗漏现象。 水压试验时应注意： 焊接构件内的空气必须排尽； 焊接构件上和水泵上应同时装 有校验合格的压力表； 试验环境温度不得低于5； 试验压力应按规定逐级上升； 试验场地应有防护设施。 水压试验应按蒸汽锅炉安全技术监察规程和压力容 器安全技术监查规程进行。2非破坏性检验非破坏性检验 气密性试验 检验小容积的压力容器，容器置于水槽中充气，焊缝 金属致密性不良时，水中呈现气泡，检验大容积的压力容 器，容器充气后，在焊缝处涂肥皂水检验渗漏。 氨气试验 对检验的压力容器充以氨气，在焊缝上贴一条比焊缝 略宽的浸过硝酸汞溶液的试纸，若焊缝区有泄漏，试纸的 相应部件上将呈现黑色斑纹。 煤油试验

36、 用于检验不承受压力的焊缝。在焊缝及热影响区涂刷 石灰水溶液，在另一而涂刷煤油，如有穿透性缺陷时，则 煤油会渗透过缝隙使涂有白色底基的粉面上呈现黑色斑痕。3）致密性检验）致密性检验 着色渗透探伤 有关探伤规定应按渗透探伤方法标准进行。 磁粉探伤 有关探伤规定可参考钢制压力容器磁粉探伤标准 进行。 超声波探伤 有关焊缝的探伤应按钢焊缝手工超声波探伤方法 和探伤结果的分级标准规定进行。 射线探伤 有关焊缝的射线探伤应按钢焊接接头射线照相及底片 等级分类法标准规定进行。4）无损探伤）无损探伤2、无损探伤、无损探伤内部夹渣、气孔、裂纹等缺陷用内部夹渣、气孔、裂纹等缺陷用X射线检验，还有射线检验，还有超

37、声波探伤和磁力探伤。超声波探伤和磁力探伤。X射线检验是利用射线检验是利用X射线对焊缝照相射线对焊缝照相,根据底片影像根据底片影像判断内部缺陷。再根据技术要求评定是否合格。判断内部缺陷。再根据技术要求评定是否合格。超声波探伤超声波探伤超声波探伤比超声波探伤比X X光照相简便，广泛应用。光照相简便，广泛应用。只凭经验判断，而且不能留下检验根据。只凭经验判断，而且不能留下检验根据。对于离焊缝表面不深的内部缺陷和表面极微对于离焊缝表面不深的内部缺陷和表面极微小裂纹，还可采用磁力探伤。小裂纹，还可采用磁力探伤。 焊接或熔炼过程中，焊接或熔炼过程中，液态金属液态金属会与各种气体发生会与各种气体发生相互作用，从而相互作用，从而对焊件或铸件的性能对焊件或铸件的性能产生影响。产生影响。深入了解气体的深入了解气体的来源来源及其与金属的及其与金属的相互作用相互作用机制，机制，对于控制金属中气体的含量，提高铸件或焊件的对于控制金属中气体的含量，提高铸件或焊件的质量至关重要。质量至关重要。焊缝的布置焊缝的布置 1 1焊缝应尽可能分散，如焊缝应尽可能分