焊缝中的气孔和夹杂PPT课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,3.1.3,焊缝中的气孔和夹杂,气孔和夹杂削弱焊缝的有效工件断面；引起应力集中，显著降低焊缝金属的强度和韧性，对动载强度和疲劳强度更不利；个别情况还会引起裂纹。,焊缝中的气孔,焊缝中出现气孔是比较普遍的。,气孔的类型及其分布特征,氢气孔,对于钢的焊接，氢气孔出现在焊缝的表面上，气孔的断面形状如同螺钉状，载焊缝表面上看呈喇叭口形；气孔内壁光滑。个别情况也会出现在焊缝的内部。,气孔产生的原因是高温是金属吸收溶解了大量的氢，冷却时溶解度急剧下降，特别是从液态转为固体时，溶解度可从,32ml/100g,降至,10ml/100g,。,氢气孔是在结晶过程中形成的，在相邻树枝晶的凹陷最深处形成氢气泡的胚胎，浮出困难；但氢具有较大的扩散能力，气泡极力争脱现成表面，上浮逸出，两者综合作用的结果，形成了具有喇叭口形的表面情况。,氮气孔形成与氢气孔相似。,CO,气孔,由于冶金反应产生大量,CO,，结晶过程中来不及逸出而残留在焊缝内部形成气孔。气孔沿结晶方向分布，有些像条虫状卧在焊缝内部。,冶金反应产生,CO,结晶前沿，金属粘度大，树枝根部,CO,更不易逸出；上述反应是吸热反应，促使结晶。,CO,气泡来不及逸出而形成气孔。,焊缝中形成气孔的机理,产生气孔的过程由三个相互联系而又彼此不同的三个阶段所组成,气泡生核、长大和上浮。,气泡的生核,条件：液态金属中又过饱和的气体,生核所需能量,形成气泡的形核数目：,正常条件下纯金属的,n,值非常小：,有现成表面条件下，形核所需能量,降低,和增大,Aa/A,降低形核功，相邻树枝晶凹陷处和母材未熔化的晶粒界面的,Aa/A,较大，有利于气泡核形成。,气泡长大,长大条件：,p,h,（气泡内压）,p,0,（气泡外压）,忽略次要因素，气泡长大的条件可简化为：,气泡上浮,气泡脱离现成表面主要取决于液态金属、气相和现成表面的张力：,另外应考虑熔池结晶速度，当结晶速度较小时，气泡可有充分时间逸出。,气泡上浮速度对产生气孔有很大影响,影响生成气孔的因素及防治措施,冶金因素的影响,冶金因素包括：熔渣氧化性、药皮或焊剂的冶金反应、保护气体的气氛、水分和铁锈等。,熔渣的氧化性,当熔渣氧化性,CO,气孔倾向；相反，氢气孔倾向。,焊条药皮和焊剂的影响,焊条药皮和焊剂中含有萤石（,CaF2,），冶金反应 生成较稳定的,HF,，可有效降低氢气孔倾向。,药皮和焊剂中，适当增加氧化性组成物，对消除氢气孔有效，氧化物在高温下与氢化合生成,OH,，减少氢气孔产生。,铁锈及水分的影响,铁锈是钢铁腐蚀，成分为,mFe,3,O,2,nH,2,O,（,Fe,3,O,2,83.28%,FeO,5.7%,H,2,O,10.70%,）,工艺因素的影响,包括焊接工艺参数、电流种类及操作技巧等。,焊接工艺参数,包括焊接电流、电压、焊接速度,过大电流，熔池存在时间增加，有利于气体逸出；同时，熔滴细化，比表面增加，增加气孔倾向。,电压增加，会使氮侵入熔池，出现氮气孔。,焊接速度太大，结晶速度增加，气体残留于焊缝出现气孔。,电流种类和极性的影响,交流焊比直流焊时气孔倾向大；直流正接比反接气孔倾向大。,初步认为与氢向金属中的溶解形态有关，氢是以质子形式向焊缝金属中溶解：,操作技巧的影响,清除焊件、焊丝表面的污锈,焊条、焊剂要严格烘干,保持规范稳定，对低氢焊条采用短弧、适当摆动,焊缝中的夹杂,焊缝或母材夹杂降低金属韧性，增加低温脆性，同时增加热裂纹和层状撕裂倾向。,焊缝中夹杂物的种类及其危害,氧化物,主要是,SiO2,，其次是,MnO,、,TiO2,、,Al2O3,，多以硅酸,盐形式存在。,氮化物,主要是,Fe4N,，从过饱,和固溶体中析出，以针状分,布在晶粒上或贯穿晶界。,硫化物,主要以,MnS,和,FeS,，,FeS,沿晶界析出，与,Fe,或,FeO,形成低熔共晶，引起热裂纹。,防止焊缝中夹杂的措施,正确选择焊条、焊剂,有良好的脱氧、脱硫能力,注意工艺操作,选用合适的焊接规范,多层焊时，应注意清楚前层焊缝的熔渣,焊条要适当摆动,注意保护熔池,