焊接-冶金第三章剖析.ppt

* 2.2 低合金钢焊缝的固态相变组织 2.2 低合金钢焊缝的固态相变组织 * 焊缝金属连续冷却组织转变图（WM－CCT图） WM-CCT图对于预测焊缝的组织及调节焊缝的性能具有重要意义。 2.2 低合金钢焊缝的固态相变组织 03 焊缝中的气孔和夹杂 PART THREE 普遍存在的问题。重点是气孔的形成、影响和控制。 3.1 焊缝中的气孔 一、气孔 （一）气孔的类型及其分布特征 1.气孔的类型及形成原因 ①类型：表面气孔、内部气孔 ②形成原因 结晶时因气体溶解度突然下降来不及逸出残留在焊缝内部的气体（H2、N2） 冶金反应产生的不溶于金属的气体（CO、H2O） 3.1 焊缝中的气孔 （一）气孔的类型及其分布特征 溶解过多的气体。H2、O2、CO2、CO、H2O等。 1、氢气孔 低碳钢和低合金钢，多数情况下，氢气孔出现在焊缝的表面，气孔的断面形状如同螺钉状，焊缝表面上呈喇叭口型，气孔四周有光滑内壁。 有时在内部。含水量大。危害更大。 控制焊条含水，坡口清理干净，采用低氢焊条。 氮气形成的气孔与氢气孔类似。 3.1 焊缝中的气孔 2、CO气孔 冶金反应产生的CO。凝固时逸出不足，形成沿结晶方向的条虫状气孔。 在熔池后部，结晶期间，在柱状晶界区域，由于温度低，[C]浓度高，产生C的偏析，易发生反应：FeO+[C] →CO+Fe，反应产生的CO因熔池金属粘度大，浮出阻力大而滞留内部，并随结晶过程的进行而不断形成，故气孔是沿结晶方向分布的 3.1 焊缝中的气孔 （二）气孔形成机理 （三）影响气孔形成的因素 1、冶金因素 熔渣的氧化性、药皮与焊剂的冶金反应、保护 气体的气氛、水份和铁锈等 （1）熔渣氧化性的影响 **对气孔敏感性影响很大 氧化性增大 还原性增大 CO气孔倾向增大 氢气孔倾向增大 3.1 焊缝中的气孔 适当地调整熔渣的氧化性，可防止这两种气孔。 用[C]?[O]乘积表征CO气孔的倾向。在酸性焊条焊接时，[C]?[O]乘积为31.36?10-4%时，尚不出现气孔；在碱性焊条焊接时，[C]?[O]乘积为27.30?10-4%时，就出现大量气孔。 3.1 焊缝中的气孔 （2）焊条药皮和焊剂的影响 不仅与此有关，还与被焊材料有关。复杂。 F能够与H结合形成稳固的HF，在焊接温度下几乎不分解。所以，F能够有效的抑制氢气孔的形成。 *碱性焊条中都有F（萤石，CaF2）。 **SiO2和CaF2同时存在时，效果最好。 *焊剂中氧化性组成物，如SiO2、MnO、FeO等，对消除气孔也有效。 **酸性药皮中不含CaF2，消除气孔主要靠氧化物。 3.1 焊缝中的气孔 （3）铁锈及水分的影响 铁锈、油污、水分，严重的影响。 生产中必须注意消除。 2、工艺因素的影响 工艺因素主要有焊接工艺参数、电流种类、操作技巧等 3.1 焊缝中的气孔 （1）焊接工艺参数的影响 焊接电流、电压、焊接速度 保证在正常的焊接工艺参数下施焊 增大电流→能增长熔池存在的时间→有利于气体逸出→但使熔滴变细→比表面积增大→熔滴吸收的气体较多→反而增加了气孔得到倾向。 不锈钢焊接，增大电流→焊条发热→药皮提前分解→增加气孔倾向 电弧电压太高→空气中的氮进入焊缝→形成氮气孔 焊接速度大→结晶速度提高→气体逸出不足→导致气体残留→形成气孔 3.1 焊缝中的气孔 （2）电流种类和极性 交流焊比直流焊倾向大 直流反接比直流正接倾向小 （3）工艺操作 注意：①焊前清除杂物 ②焊条、焊剂烘干 ③焊接规范保持稳定 3.1 焊缝中的气孔 （一）夹杂物种类及其危害性 1、氧化物 SiO2、MnO、TiO2、Al2O3等，硅酸盐形式存在 大小、分布 聚集、成链状→热裂纹 2、氮化物 Fe4N 时效过程中析出，成针状。 焊缝硬度提高，塑性、韧性急剧下降 合理控制，可以得到强韧化效果。 15MnVN，06AlNbCuN钢 3.2 焊缝中的夹杂 3、硫化物 焊条药皮或药剂。 主要的危害最大的夹杂物。 MnS、FeS。 形成低熔点共晶→热裂纹（主要原因) （二）防止焊缝中夹杂物的措施 工艺参数 工艺操作 注意保护 3.2 焊缝中的夹杂 04 焊缝性能的控制 PART FOUR 合金元素的作用，复杂。结合具体的钢种、焊 接方法和焊接工艺规范具体分析。 微合金化，Mo、V、Ti、Nb、B、Zr、Al和稀 土，细化晶粒→强韧性提高。 （一）Mn和Si对焊缝性能的影响 低碳钢和低合金钢焊缝中不可缺少的元素 焊缝金属充分脱氧