金属熔焊原理整套课件完整版电子教案.ppt

2、气泡的长大 （1） 气泡长大的必要条件 气泡长大的必要条件是其内部压力足以克服阻碍其长大 的外部压力，即： ph＞p0 式中 ph —气泡的内部压力（101kpa）； p0—租碍气泡长大的外部压力（ 101kpa）。 （2）气泡的长大速度 上式仅是气泡长大的理论条件，但在熔池中能否形 成宏观的气体补充。若补充的气体主要来自于周围的液体，则气泡长大的速 度可用下式计算： Vg=DΔCl/rCg 式中 Vg——气泡的长大速度； D——气体的扩散系数； ΔCl——气体在液体金属中的过饱和度； r——气泡半径； Cg——单位体积气泡中的气体量。 3、气泡的上浮 在熔池中形成具有宏观尺寸的气泡后，能否滞留于焊缝中形成气孔，还取决于气 泡能否从液体熔池中浮出。气泡上浮与否，则由气泡浮出的速度与溶池在液态停留的 时间两个因素而定。 4、气孔的形成条件 形成气孔的充要条件是气泡上浮速度小于溶池结晶速度。 第三节 焊缝中的夹杂物 夹杂物的种类 氧化物夹杂 氮化物夹杂 硫化物夹杂 焊缝隙中的夹杂是由于焊接冶金反应形成的 防止形成夹杂物的措施 1 正确选择符合化学成分要求的母材和焊接材料 2 正确地选择焊条、焊剂与药芯焊丝的渣系 3 采用正确的焊接工艺： （1）选用合适的焊接工艺参数，保证熔渣上浮所需的时间。 （2）多层焊时，应注意清除前层焊缝的熔渣。 （3）手工电弧焊时，应注意焊条作适当的摆动，以利于熔渣上浮。 （4）操作时应注意保护熔池，以防止空气侵入液态金属。 一 焊接裂纹的分类及特征 二 焊接热裂纹 第四节 焊接裂纹 三 焊接冷裂纹 四 再热裂纹 五 层状撕裂 六 应力腐蚀裂纹 焊接结构产生裂纹轻者需要返修，浪费人力、物力、时间，重者造成焊接结构报废，无法修补。更严重者造成事故、人身伤亡。如1969年有一艘5万吨的矿石运输船在太平洋上航行时，断裂成两段而沉没，在压力容器破坏事故中，有很多都是由于焊接裂纹造成。因此，解决研究焊接裂纹已成为当前主要课题。 焊接裂纹的危害 越南桥梁坍塌造成大量人员伤亡 1943年美国T-2油轮发生断裂 ①焊缝中纵向裂纹 ②焊缝中横向裂纹 ③热影响区纵向裂纹 ④热影响区横向裂纹 ⑤火口(弧坑)裂纹 ⑥焊道下裂纹 ⑦焊缝内部晶间裂纹 ⑧焊趾裂纹 ⑨热影响区焊缝贯穿裂 ⑩焊缝根部裂纹 一、焊接裂纹的分类 分类: 1.按裂纹分布的走向分 纵向裂纹 2.按裂纹发生部位分 ①横向裂纹 ②纵向裂纹 ③星形（弧形裂纹） ①焊缝金属中裂纹 ②热影响区中裂纹 ③焊缝热影响区贯穿裂纹 3.按裂纹产生本质分 1）热裂纹 产生温度：高温下 存在部位：焊缝、热影响区 特征： 沿原奥氏体晶界开裂（均是沿晶开裂），其裂口均有明显的氧化色彩。 分类：结晶裂纹、液化裂纹和多边化裂纹 结晶裂纹 焊缝结晶过程中，在固相线附近温度，由于凝固金属的收缩，残余液体金属不足而产生。 主要产生在含杂质较多的碳钢、低合金钢和单相奥氏体钢焊缝中。 液化裂纹 焊接热循环峰值温度作用下，在近缝区或多层焊的层间部位低熔共晶被重新熔化，在拉伸应力作用下开裂。 主要发生在铬镍高强钢、奥氏体钢种，母材和焊丝中S、P、Si、C偏高时液化裂纹倾向严重。 多边化裂纹 焊缝或近缝区，在固相线稍下温度的高温区，刚凝固的金属中存在晶格缺陷（形成多边化边界），使强度和塑性很差，在很小的拉伸应力下开裂。 多发生在纯金属或单项奥氏体合金中。 热裂纹分类： HAZ液化裂纹 结 晶 裂 纹 多边化裂纹 2）冷裂纹 产生温度：大体在+100℃～-100℃之间 较多发生在Ms点附近 存在部位:多在热影响区，少量在焊缝。 特征（断口）： 冷裂纹最易发生在有一定淬硬倾向的钢种接头中（中、高碳钢，高强钢等）；宏观断口具有发亮的金属光泽的脆性断裂特征。 微观看：沿晶开裂，但也有穿晶（晶内）开裂，也可沿晶和穿晶混合开裂。 冷裂纹分类： 延迟裂纹、淬硬脆化裂纹和低塑性脆化裂纹 延迟裂纹 在淬硬组织、氢和拘束应力的共同作用下而产生的具有延迟特征的裂纹。 主要产生在含沉淀强化元素的高强钢、珠光体钢