洛陽理工學院畢業(yè)設(shè)計（論文） I 的 體保護焊的工藝研究 摘 要 本文以 的 體保護焊的工藝為例對其進行 了 分析與研究。 綜合力學性能良好，低溫性能亦可，塑性和焊接性良好，用做中低壓力 容器、油罐、車輛、起重機、礦山機械、電站、橋梁等承受動 載 荷的結(jié)構(gòu) 。 熱軋或正火狀態(tài)使用，可用于 以下寒冷地區(qū)的各種結(jié)構(gòu) 。 二氧化碳氣體保護焊 目前 已發(fā)展成為一種重要的熔焊方法 ，具有成本低、效率高、操作靈活等特點。 廣泛應(yīng)用于汽車 、 工程機械 、 造船業(yè) 、 機車 、 電梯 、 鍋爐壓力容器 等 制造業(yè)， 以及 各種金屬結(jié)構(gòu)和金屬加工機械 的生產(chǎn)。 本文首先 分析了 的焊接性，其次對 體保護焊 特點和 工藝的 進行了 分析 ， 從而 確定 了 的 體保護焊 焊接工藝。 通過工藝參數(shù)的優(yōu)化選擇， 不僅能減少焊接過程中的 常見 問題， 而且 有效減少焊接缺陷的出現(xiàn)， 并 能提高生產(chǎn)效率，節(jié)約生產(chǎn)成本。 關(guān)鍵詞 ： ， 體保護焊 ， 工藝， 焊接缺陷 文） F 345 Y n O2 as an of 345 of in to of or be 40 of In to of to an by It is in as of 345 O2 on to 345 O2 of of of of 文） 錄 摘 要 . . . 目 錄 . 前 言 . .第 1 章 及 體保護焊簡介 .345 鋼簡介 . . 的應(yīng)用與分類 .345 化學成分及力學性能分析 .3 345 鋼的焊接特點 . .4 體保護焊簡介 . 4 體保護焊發(fā)展史 .5 體保護焊特點 .體保護焊冶金原理 . .6 體保護焊的熔滴過渡形式 .第 2 章 體保護焊工藝 . 8 前準備 .8 口設(shè)計 . .8 口加工方法與原理 .9 位焊縫 .9 接參數(shù)的選擇 . . . 焊絲直徑的選擇 . 10 接電流的選擇 .弧電壓的選擇 .11 接速度的選擇 .11 絲伸出長度的選擇 .11 流極性的選擇 .12 體流量的選擇 .12 文） 3 章 在 體保護焊時常見問題及對策 .13 接裂紋 . .13 裂紋 . .13 它裂紋 . .14 孔 . . 15 2 氣孔 .16 2 氣孔 .16 O 氣孔 . .16 接飛濺 .濺產(chǎn)生原因 .17 少飛濺的方法 . .17 第 4 章 的 體保護焊工藝的確定 .20 形管組焊方案的確定 .20 接工藝 .20 口形式 . 定位焊縫 .接工藝參數(shù) .21 接順序 . .22 結(jié) 論 . 辭 .參考文獻 .文資料翻譯 .文） 1 前 言 隨著改革開放的突飛猛進和社會 主義現(xiàn)代化建設(shè)的日新月異，我們對焊接技術(shù)提出了更高的要求。在上 世紀最后十年間，焊接技術(shù)在我國國民經(jīng)濟建 設(shè)各個領(lǐng)域的應(yīng)用在廣度和深度方面均產(chǎn)生了質(zhì)的飛 躍，呈現(xiàn)出新的群雄并存，共同繁榮的新格局；焊接機械化自動化水品也不斷提高，具有高參數(shù)，高壽命，大型化，超微細等特征的焊接制品 不斷出現(xiàn)，焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計革新程度迅速提升；焊接新工藝，新方法投入生產(chǎn)實際，應(yīng)用周期大為縮短；高效優(yōu)質(zhì)焊接材料，焊接設(shè)備系列化和國產(chǎn)化均盤上新臺階。 是老牌號的 1214181616多個鋼種的替代，而并非僅替代 16一種材料。在化學成分上， 16345 也不盡相同。更重要的是兩種鋼材按屈服 強度的不同而進行的厚度分組尺寸存在較大差異，而這必將引起某些厚度的材料的許用應(yīng)力的變化。因此，簡單地將 16的許用應(yīng)力套用在 上是不合適的 ,而應(yīng)根據(jù)新的鋼材厚度分組尺寸重新確定許用應(yīng)力。 的主要組成元素比例與 16基本相同，區(qū)別是增加了 V、量合金元素。少量的 V、 金元素能細化晶粒，提高鋼的韌性，鋼的綜合機械性能得到較大提高。也正因為如此，鋼板的厚度才可以做得更大一些。因此， 的綜合機械性能應(yīng)當優(yōu)于 16，特別是它的低溫性能更是 16所不具備的 。 的許用應(yīng)力略高于16。 二氧化碳氣體保護焊 是以二氧化碳氣為保護氣體，進行焊接的方法。在應(yīng)用方面操作簡單，適合自動焊和全方位焊接。在焊接時不能有風，適合室內(nèi)作業(yè)。 由于它成本低，二氧化碳氣體易生產(chǎn)，廣泛應(yīng)用于各大小企業(yè) 。 二氧化碳氣體保護電弧焊（簡稱 ）的保護氣體是二氧化碳（有時采用 混合氣體）。由于二氧化碳氣體的熱物理性能的特殊影響， 使用常規(guī)焊接電源時， 焊絲 端頭熔化金屬不可能形成平衡的軸向自由過渡 ， 通常需要采用短路和熔滴縮頸爆 斷。因此 ，與 自由過渡相比，文） 2 飛濺較多。 但如采用優(yōu)質(zhì)焊機，參數(shù)選擇合適，可以得到很穩(wěn)定的焊接過程，使飛濺降低到最小的程度。由于所用保護氣體價格低廉，采用短路過渡時焊縫成形良好，加上使用含脫氧劑的焊絲即可獲得無內(nèi)部缺陷的高質(zhì)量焊接接頭。因此這種焊接方法目前已成為黑色金屬材料最重要焊接方法之一。 的廣泛應(yīng)用，以及其較好的焊接性。而 體保護電弧焊可以焊接 可焊接碳鋼、低合金鋼、不銹鋼、鋁及鋁合金、銅及銅合金。也可以用于鈦及鐵合金的焊接。但在焊接鈦及鈦合金時，需對焊縫正面及反面進行良好的氣體保護 。但 不宜焊接的金屬低熔點金屬如：鋁、錫、鋅等不 能使用 體 保護焊。包括被以上低熔金屬涂覆過的鋼結(jié)構(gòu)焊件。 以及 體保護焊 成本低，效率高，操作靈活的優(yōu)點。所以 ， 的體保護焊 的焊接工藝也顯得尤為重要。 文） 3 第 1 章 及 體保護焊簡介 簡介 的應(yīng)用與分類 是一種 優(yōu)質(zhì)的低合金高強鋼 （ C，廣泛應(yīng)用于橋梁、車輛、船舶、壓力容器等。 Q 代表的是這種材質(zhì)的屈服，后面的 345是指這種材質(zhì)的屈服值，在 345右。并隨著材質(zhì)的厚度的增加而使其屈服值 減少。類同于 命名方法。 345D， 是等級的區(qū)分，所代表的，主要是沖擊的溫度有所不同而已。 ，是不做沖擊 ； ，是 20 常溫沖擊 ； 0 沖擊 ； ，是 20 沖擊 ； ，是 40 沖擊。在不同的沖擊溫度，沖擊的數(shù)值也有所不同。 在板材里，屬低合金系列。在低合金的材質(zhì)里，此種材質(zhì)為最普通的。去的一種叫法為： 16 縫管無縫鋼管 的外部執(zhí)行標準為： 部執(zhí)行標準為：1591 學成分及力學性能分析 學性能分析 見表 1化學成分分析 見 表 1 表 1345 力學性 能 分析表 牌號 等級 拉力強度 服點 長率（ %） 470630 345 22 B C D E 文） 4 表 1345 化學成分分析表 牌號 等級 化學成分 (質(zhì)量分數(shù) )(%) C i P S V i B C D E 的焊接特點 1 碳當量 (計算 +(o+V)/5+(u)/15 （ 1 按以上公式計算出材料的碳當量為 由計算結(jié)果可知 ,試驗用鋼的淬硬傾向不大 ， 焊接性優(yōu)良 ， 焊接時可不預熱 。 2 在焊接時易出現(xiàn)的問 題 （ 1） 熱影響區(qū)的淬硬傾向 在焊接冷卻過程中，熱影響區(qū)容易形成淬火組織 馬氏體，使近縫區(qū)的硬度提高，塑性下降。結(jié)果導致焊后發(fā)生裂紋。 （ 2） 冷裂紋敏感性 的焊接裂紋主要是冷裂紋。 體保護焊簡介 文） 5 體保護焊發(fā)展史 體 保 護焊是利用 體 為保護氣體的保護電弧焊，簡 稱 = 1 2 放熱反應(yīng) （ 1 上式反應(yīng)有利于對熔池的冷卻作用 。 焊接 技術(shù)發(fā)展與金屬結(jié)構(gòu)制造狀況密不可分。 50 年代初期， 保焊技術(shù)一經(jīng)開發(fā)，就應(yīng)用于金屬結(jié)構(gòu)制造，并伴隨著焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計、制造技術(shù)水平的不斷提高，逐漸成為金屬結(jié)構(gòu)焊接的主要方法。其高效、優(yōu)質(zhì)、自動化的技術(shù)特點，具有良好應(yīng)用條件，并且極 大地推動了金屬結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在焊接技術(shù)發(fā)展史上書寫了輝煌的一頁。 經(jīng)過多年努力，我國 保焊技術(shù)在金屬結(jié)構(gòu)制造業(yè)中的推廣應(yīng)用，取得了長足進步，并可以總結(jié)為三個階段：探索階段、起步階段、發(fā)展階段。 探索階段是從 60 年代到 80 年代中期，國內(nèi)高校、研究單位及一些廠礦企業(yè)對 接技術(shù)外于研究、開發(fā)、收集、整理國外焊接技術(shù)，在這一時期 保焊技術(shù)沒有形成大批量金屬結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)能力及相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)規(guī)模。 起步階段是從 80 年代中期到 90 年代初的時間里，借助于我國在 “六五 ”、 “七五 ”重大技術(shù)裝備， 引進技術(shù)合作生產(chǎn)及大型基礎(chǔ)設(shè)施工程建設(shè)的契機，引進國外先進焊接技術(shù)和裝備，對大型骨干機械企業(yè)進行技術(shù)改造?？梢哉f是在借助國外成熟技術(shù)和生產(chǎn)工藝，形成了我國大型金屬結(jié)構(gòu)企業(yè)的 保焊技術(shù)的生產(chǎn)能力，從而大大改變了金屬結(jié)構(gòu)制造企業(yè)的裝備水平、制造能力，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，改變了傳統(tǒng)的金屬結(jié)構(gòu)焊接工藝，引起了焊接技術(shù)的革命，推動了國內(nèi) 保焊設(shè)備、焊接材料、輔件等領(lǐng)域技術(shù)研究和推廣應(yīng)用工作的發(fā)展。 發(fā)展階段是從 90 年代初至今的近十年時間，自 1992 年中國焊接協(xié)會和中國機械工程學會焊接分會聯(lián)合舉辦 “全 國 保焊技術(shù)推廣應(yīng)用交流會 ”以來， 保焊技術(shù)在金屬結(jié)構(gòu)行業(yè)中應(yīng)用、推廣工作蓬勃發(fā)展。一批服務(wù)于 保焊技術(shù)的企業(yè)，把握住 了 保焊技術(shù)推廣的市場脈搏，迅速發(fā)展起來。如：焊接設(shè)備方面的時代集團公司、天津電焊機廠、文） 6 唐山松下產(chǎn)業(yè)機器有限公司等；焊接材料方面的天津電焊條公司、江蘇江南焊絲廠和嘉興東方焊業(yè)有限公司等；焊接氣體方面的普萊克斯氣體有限公司、 體公司等。展現(xiàn)了我國 保焊技術(shù)推廣應(yīng)用取得豐碩成果 。 體保護焊特點 1 優(yōu)點： （ 1） 生產(chǎn)效率高和節(jié)省能量。 （ 2） 焊接成本低。 （ 3） 焊接變形小。 （ 4） 對油、銹的敏感度較低。 （ 5） 焊縫中含氫量少，提高了低合金高強度鋼抗冷裂紋 力。 （ 6） 電弧可見性好，短路過渡可用于全位置焊接。 2 缺點 ： （ 1） 焊接過程飛濺較多，焊縫外形較為粗糙，特別是當焊接參數(shù)不匹配時，飛濺就更為嚴重。 （ 2） 不能焊接易氧化的金屬材料，且不適合在有風的地方施焊。 （ 3） 焊接過程弧光較強，尤其是采用大電流焊接時，電弧的輻射較強，故要特別重視對操作者的勞動保護。 （ 4） 設(shè)備比較復雜，易出現(xiàn)故障，且需要專業(yè)人員負責維修。 體保護 焊冶金原理 在進行焊接時，電弧空間同時存在 O 原子等幾種氣體，其中 與液態(tài)金屬發(fā)生任何反應(yīng)，而 O 原子卻能與液態(tài)金屬發(fā)生如下反應(yīng)： O（進入大氣中） （ 1 (進入熔渣中 ) （ 1 C+O 進入大氣中） （ 1 （ 1） 孔問題 ：由 上述反應(yīng)式可知， C 都具有氧化作用，生成的 部分進入渣中，另一部分進入液態(tài)金屬中，文） 7 夠被液態(tài)金屬中的 C 所還原，反應(yīng)式為： O （ 1 這時所生成的 部分通過沸騰散發(fā)到大氣中去，另一部分則來不及逸出，滯留在焊縫中形成氣孔。 針對上述冶金反應(yīng)，為了解決 孔問題，需使用焊絲中加入含 n 的低碳鋼焊絲，這時熔池中的 被 原： 2i 2進入渣中） （ 1 n 進入渣中） （ 1 反應(yīng)物 們將生成 硅酸鹽浮出熔渣表面，另一方面，液態(tài)金屬含 C 量較高，易產(chǎn)生 孔，所以應(yīng)降低焊絲中的含 C 量，通常不超過 （ 2） 氫氣孔問題 ：焊接時，工件表面及焊絲含有油及鐵銹，或 體中含有較多的水分，但是在 護焊時，由于 有較強的氧化 性，在焊縫中不易產(chǎn)生氫氣孔。 的熔滴過渡形式 1 短路過渡：細絲（焊絲直徑小于 以小電流、低電弧電壓進行焊接。 2 射滴過渡：中絲（焊絲直徑 ， 以大電流、高電弧電壓進行焊接。 3 射流過渡：粗絲（焊絲直徑為 ， 以大電流、低電弧電壓進行焊接。文） 8 第 2 章 體保護焊工藝 焊前準備 焊前準備工作包括坡口設(shè)計 、 坡口加工 、 清理 、 焊件裝配等。 坡口設(shè)計 體保護焊采用細顆粒過渡時，電弧穿透力較大，熔深較大，容易燒穿焊件，所以對裝配質(zhì)量要求較嚴格。坡口開得要小一些，鈍邊適當大些，對間隙不能超過 2果用直徑 焊絲鈍邊可留 46口角度可減小到 45左右。板厚在 12下開 I 形坡口；大于 12是 ，坡口角度過小易形成“梨”形熔深，在焊縫中心可能產(chǎn)生裂紋。尤其在焊接厚板時，由于拘束應(yīng)力大，這種傾向更大，必須十分注意。 體保護焊采用短路過渡時熔深淺，不能按細顆粒過渡方法設(shè)計坡口。通常允許較小的鈍邊，甚至可以不留鈍邊。又因為這時的熔池較小，熔化金屬溫度低、粘度大，搭 橋性良好，所以間隙大些會燒穿。如果對接接頭，允許間隙為 3求較高時，裝配間隙應(yīng)小于 3 采用細顆粒過渡焊接角焊縫時，考慮到熔深大的特點，其焊角尺寸 條電弧焊時減少 10%20%，見表 2此，可以進一步提高氣體保護焊的效率，減少材料的消耗。 坡口加工方法與清理 坡口加工方法主要有機械加工、氣割和碳弧氣刨等。 體保護焊時對坡口精度的要求比焊條電弧焊高。 定位焊之前應(yīng)將待焊部位及兩側(cè) 1020圍內(nèi)的油污、銹跡等污物 ,并在焊件表面涂上一層飛濺防粘劑 ,在噴嘴上涂一層 噴嘴防堵劑。 6厚板時，氧化皮能影響電弧穩(wěn)定性、惡化焊縫成形和生成氣孔。 文） 9 表 2同板厚的焊角尺寸 板厚 接方法 焊角尺寸厚 接方法 焊角尺寸 體保護焊 5 12 體保護焊 條電弧焊 6 焊條電弧焊 體保護焊 6 16 體保護焊 10 焊條電弧焊 7 焊條電弧焊 11 定位焊縫 定位焊是為了防止變形和維持預先的破口而先進 行的點固焊。定位焊易生成氣孔和夾渣。也是隨后進行 體保護焊時產(chǎn)生氣孔和夾渣的主要原因 ，所以必須認真地焊接定位焊縫。定位焊可采用 體保護焊和焊條電弧焊。用焊條電弧焊焊接的定位焊縫，如果渣清除不凈，會引起電弧不穩(wěn)和產(chǎn)生缺陷。 定位焊縫的定位也很重要 ，應(yīng)盡可能的使定位焊縫分布在焊縫的背面。當背面難以焊接時，可在正面焊一條短焊縫。焊接時此處就不要再焊了。 定位焊縫的長度和間距，應(yīng)根據(jù)焊件厚度決定。薄板的定位焊縫應(yīng)細而短，長度為 1550距為 30150厚板的定位焊縫間距可達100150增加定位焊縫的焊接深度，應(yīng)適當增大定位焊縫及其長度，一般為 1550。 使用夾具定位焊時，應(yīng)考慮磁偏吹問題。因此，夾具的材質(zhì)、形狀、位置和焊接方向 應(yīng)注意。 焊接參數(shù)的選擇 體保護焊的焊接參數(shù)較多，主要包括焊絲直徑、焊接電流、電弧電壓、焊接速度、焊絲干伸長度、電流極性和氣體流量等。 文） 10 焊絲直徑的選擇 對于鋼板厚度為 14，應(yīng)采用直徑為 焊絲；當鋼板厚度大于 4， 應(yīng)采用直徑大于或等于 焊絲。 在電流相同時，熔深將隨焊絲直徑的 減少而增加；焊絲越細，則焊絲熔化速度越高。焊絲直徑可根據(jù)表 2擇 。 表 2絲直徑的選擇 母材厚度 （ 4 4 焊絲直徑 （ ： 焊絲直徑 常用 規(guī)格有 。 焊接電流的選擇 1 在保證母材焊透又不致燒穿的原則 下，應(yīng)根據(jù)母材厚度，接頭形式焊接位置及焊絲直徑正確選用焊接電流 。 2 焊 接電流是確定熔深的主要因素。隨著電流的增加，熔深和熔敷 度 都要增加，熔寬也略有增 加。 3 送絲速度越快，焊接電流越大，基本上是正比關(guān)系。 4 焊接電流過大時，會造成熔池過大，焊縫成形惡化。 5 各種直徑的焊絲常用的焊接電流范圍見表 2 表 2接電流選擇 焊絲直徑 ( 接電流 （ A） 4990 50120 70180 90350 150500 6 立焊，仰焊及對接接頭橫焊表面焊道時，當所用焊絲直徑 選用較 小 的焊接電流。見表 2 表 2、仰 焊接 時 電流選擇 焊 絲直徑 (1 接電流 (A) 70120 90150 文） 11 電弧電壓 的選擇 為獲得良好的工藝性能，應(yīng)選擇最佳的電弧電壓，該值是一個很窄的電壓區(qū)間，一般僅為 12V 左右。最佳的電弧電壓與電流的大小，位 置 等因素有關(guān)?？蓞⒁姳?2 表 2同焊接時 電弧電壓的選擇 焊接電流 電弧電壓（ V） （ A） 平焊 立焊 仰焊 75120 1822 1822 130170 2026 1824 180210 2228 1826 220260 2536 / 1 隨電弧電壓的增加，熔寬明顯增加，而余高和熔深略有減少，焊縫機械性能有所降低。 2 電弧電壓過高，會產(chǎn)生焊縫氣孔和增加飛濺。電弧電壓過低，焊絲將插入熔池，電弧不穩(wěn)，影響焊縫形成。 焊接速度 的選擇 1 焊接速度過高，會破壞氣體保護效果，焊縫成形不良，焊縫冷卻過快，導致降低焊縫塑性，韌性。焊接速度過低易使焊縫燒穿，形成粗大焊縫組織。 2 半自動焊接時，焊接速度一般不超過 30 米 /時 。 焊絲 伸出 長度 的選擇 1 焊絲伸出長度與焊絲直徑，焊接電流及焊接電壓有關(guān) 。 2 焊絲伸出長度增加 ，將降低焊接電流，減少熔深，增加焊縫寬度 。 3 焊絲伸出長度過長時，容易形成未焊透，未熔合，增加飛濺，削弱 保護，形成氣孔；焊絲伸出長度過短時，會妨礙對熔池的觀察，噴嘴易被飛濺堵塞，影響保護形成氣孔。 文） 12 4 一般認為焊絲伸出長度為焊絲的 1015 倍。細絲時（焊絲直 徑 焊絲伸出長度以 815宜，粗絲時，在 1525間。 為減少飛濺，盡量使焊絲伸出長度少些，但隨焊接電流的增大，其伸出長度應(yīng)適當增加。 電流極性的選擇 體保護焊主要采用直流反接法。不同極 性接法的應(yīng)用范圍及特點見表 2 表 2流極性的應(yīng)用范圍及特點 電流極性 應(yīng)用范圍 特點 直流反接 短路過渡及 顆粒過渡的普通焊接，一般材料的焊接 飛濺小，電弧穩(wěn)定，焊縫成形好，熔深大，焊縫金屬含氫量低 直流正接 高速焊接、堆焊、鑄鐵補焊 焊絲熔化速率高，熔深淺，熔寬及余高較大。 氣體流量的選擇 1 氣體流量直接影響氣體保護效果。氣體流量過小時，焊縫易產(chǎn)生氣孔等缺陷 氣體流量過大時，不僅浪費氣體，而且焊縫由于氧化性增強而形成氧化皮，降低焊縫質(zhì)量。 2 氣體流量應(yīng)根據(jù)焊接電流 ，焊接速度，焊絲伸出長度，噴嘴直徑，焊接位置等因素考慮。當焊接電流越大，焊接速度越快，焊絲伸出長度較長，噴嘴直徑增大，室外焊接及仰焊位置時，應(yīng)采用較大的氣體流量。 3 當焊絲直徑小于或等于 ，氣體流量一般為 615 升 /分；焊絲直徑大于 ，氣體流量應(yīng)取 1525 升 /分。 文） 13 第 3 章 在 保 焊時常見 缺陷 及對策 在實際操作中， 由于焊件本身、焊接方式和焊接環(huán)境等因素的影響，在焊接時經(jīng)常會出現(xiàn)一些問題或缺陷。如夾渣、裂紋、氣孔等。 焊接裂紋 焊接缺陷是 焊接件中最常 見的一種嚴重缺陷。金屬的焊接性中包括了兩大類的問題：一類是焊接引起的材料性能變壞，使焊件失掉了材料原來特有的性能，如不銹鋼焊后失掉其耐蝕性等；另一類是在焊接接頭或其附近的母材內(nèi)產(chǎn)生裂紋和氣孔等缺陷。裂紋影響焊接件的安全使用，是一種非常危險的工藝缺陷。焊接裂紋不僅發(fā)生于焊接過程中，有的還有一定潛伏期，有的則產(chǎn)生于焊后的再次加熱過程中。焊接裂紋根據(jù)其部位、尺寸、形成原因和機理的不同，可以有不同的分類方法。按裂紋形成的條件，可分為熱裂紋、冷裂紋、再熱裂紋和層狀撕裂等四類。 的焊接裂紋主要是冷裂紋。 冷裂紋 的焊接裂紋主要是冷裂紋。 根據(jù)引起的主要原因可分為淬火裂紋、氫致延遲裂紋和變形裂紋 。 1 定義 冷裂紋 焊接接頭冷卻到較低溫度時 (對于鋼來說在 度，即奧氏體開始轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的溫度以下 )產(chǎn)生的焊接裂紋 。 最主要、最常見的冷裂紋為 延遲裂紋 （即在焊后延遲一段時間才發(fā)生的裂紋 氫在金屬中擴散、聚集和誘發(fā)裂紋需要一定的時間）。 2 產(chǎn)生原因 （ 1） 焊接接頭存在淬硬組織，性能脆化。 （ 2） 擴散氫含量較高，使接頭性能脆化，文） 14 大量氫分子，造成非常大的局部壓力。（氫是誘發(fā)延遲裂紋的最活躍因素，故有人將延遲裂紋又稱氫致裂紋） 。 （ 3） 存在較大的焊接拉應(yīng) 力。 3 預防措施 （ 1） 選用堿性焊條，減少焊縫金屬中氫含量、提高焊縫金屬塑性 。 （ 2） 減少氫來源棗焊材要烘干，接頭要清潔（無油、無銹、無水） 。 （ 3）避免產(chǎn)生淬硬組織棗焊前預熱、焊后緩冷（可以降低焊后冷卻速度） 。 （ 4） 降低焊接應(yīng)力棗采用合理的工藝規(guī)范，焊后熱處理等 。 （ 5） 焊后立即進行消氫處理（即加熱到 250 ，保溫 26h 左右，使焊縫金屬中的擴散氫逸出金屬表面）。 其它 裂紋 1 熱裂紋 多產(chǎn)生于接近固相線的高溫下，有沿晶界（見界面）分布的特征；但有時也能在低于固相線的溫度下，沿 “多邊形化邊界 ”形成。熱裂紋通常多產(chǎn)生于焊縫金屬內(nèi)，但也可能形成在焊接熔合線附近的被焊金屬（母材）內(nèi)。按其形成過程的特點，又可分為下述三種情況。 （ 1） 結(jié)晶裂紋 產(chǎn)生于焊縫金屬結(jié)晶過程末期的 “脆性溫度 ”區(qū)間，此時晶粒間存在著薄的液相層，因而金屬塑性極低，由冷卻的不均勻收縮而產(chǎn)生的拉伸變形超過了允許值時，即沿晶界液層開裂。消除結(jié)晶裂紋的主要冶金措施為通過調(diào)整成分，細化晶粒，嚴格控制 形成低熔點共晶的雜質(zhì)元素等，以達到提高材料在脆性溫度區(qū)間的塑性；此外，從設(shè)計和工藝上盡量減少在該溫度區(qū)間的內(nèi)部拉伸變形。 （ 2） 液化裂紋 主要產(chǎn)生于焊縫熔合線附近的母材中，有時也產(chǎn)生于多層焊的先施焊的焊道內(nèi)。形成原因是由于在焊接熱的作用下，焊縫熔合線外側(cè)金屬內(nèi)產(chǎn)生沿晶界的局部熔化，以及在隨后冷卻收縮時引起的沿晶界液化層開裂。造成這種裂紋的情況有二：一是材料晶粒邊界有較多的低熔點物質(zhì)；另一種是由于迅速加熱，使某些金屬化合物分解而又來不及擴散，致局部晶界出現(xiàn)一些合金元素的富集甚至達到共晶成分。防止這類裂紋的原 則為嚴格控制雜質(zhì)含量，合理選用焊接材料，文） 15 用。 （ 3） 多邊化裂紋 是在低于固相線溫度下形成的。其特點是沿 “多邊形化邊界 ”分布，與一次結(jié)晶晶界無明顯關(guān)系；易產(chǎn)生于單相奧氏體金屬中。這種現(xiàn)象可解釋為由于焊接的高溫過熱和不平衡的結(jié)晶條件，使晶體內(nèi)形成大量的空位和位錯，在一定的溫度、應(yīng)力作用下排列成亞晶界（多邊形化晶界），當此晶界與有害雜質(zhì)富集區(qū)重合時，往往形成微裂紋。消除此種缺陷的方法是加入可以提高多邊形化激活能的合金元素 ， 如在 金中加入 W、 ； 另一方面是減少焊接時過熱和焊接應(yīng) 力。 2 再熱裂紋 產(chǎn)生于某些低合金高強度鋼、珠光體耐熱鋼、奧氏體不銹鋼以及鎳基合金焊后的再次高溫加熱過程中。其主要原因一般認為當焊后再次加熱到 500700 時，在熱影響區(qū)的過熱區(qū)內(nèi) ,由于特殊碳化物析出引起的晶內(nèi)二次強化，一些弱化晶界的微量元素的析出，以及使焊接應(yīng)力松弛時的附加變形集中于晶界，而導致沿晶開裂。因此，這種裂紋具有晶間開裂的特征，并且都發(fā)生在有嚴重應(yīng)力集中的熱影響區(qū)的粗晶區(qū)內(nèi)。為了防止這種裂紋的產(chǎn)生，首先在設(shè)計時要選擇再熱裂紋敏感性低的材料，其次從工藝上要盡量減少近縫區(qū)的內(nèi)應(yīng)力和應(yīng)力集中問題 。 3 層狀撕裂 主要產(chǎn)生于厚板角焊時，其特征為平行于鋼板表面，沿軋制方向呈階梯形發(fā)展。這種裂紋往往不限于熱影響區(qū)內(nèi)，也可出現(xiàn)在遠離表面的母材中。其產(chǎn)生的主要原因是由于金屬中非金屬夾雜物的層狀分布，使鋼板沿板厚方向塑性低于沿軋制方向，另外由于厚板角焊時在板厚方向造成了很大的焊接應(yīng)力，所以引起層狀撕裂。通常認為片狀硫化物夾雜危害最大，而層狀硅酸鹽和過量密集的氧化鋁夾雜物也有影響。防止這種缺陷，主要應(yīng)在冶金過程中嚴格控制夾雜物的數(shù)量和分布狀態(tài)。另外，改進接頭設(shè)計和焊接工藝，也有一定的作用。 氣孔 體保護焊時，在焊縫中形成氣孔的主要原因，一般認為是在焊接熔池中存在著被溶解的 焊縫金屬結(jié)晶的瞬間，由于溶解度突然減小，這些氣體將析出，但當這些氣體來不及從熔池逸出時，文） 16 會在焊縫中形成氣孔。因此，氣孔分為氮氣孔、氫氣孔和一氧化碳氣孔。 孔 氮氣孔經(jīng)常出現(xiàn)在焊縫表面，呈蜂窩狀，或者以彌散形式的微氣孔分布于焊縫金屬中，這些氣孔往往在拋光后檢驗或試水壓試驗時才能被發(fā)現(xiàn)。 氮氣來源：一是由于保護效果不良，空氣侵入焊接區(qū)；二是 體不純。 實踐表明，要避免產(chǎn)生氮氣孔， 最主要的是應(yīng)增強氣體的保護效果。另外，選用含有固氮元素（如 焊絲，也有助于防止產(chǎn)生氮氣孔。 孔 焊接熔池中氫的含量正比于電弧空間中氫氣的含量 。 電弧區(qū)的 要是來自焊絲，焊件表面的油污及鐵銹，以及 體中的水分。例如，隨著 體中水分的增加，會提高在焊接區(qū)域內(nèi)氫的分壓，同時也提高焊縫 金屬 中的含量（見表 3當 體中的水分為 100g 焊縫金屬中的氫含量為 ，開始出現(xiàn)單個氣孔，如果進一步增加 體中的水分，則焊縫中的氣孔說 量也將增加。 多數(shù)國家規(guī)定，焊接用 體純度不應(yīng)低于 表 3體中水分與焊縫金屬含氫量的關(guān)系 體中水分（ g 焊縫金屬中的含氫量（ 100g） 5 孔 在金屬結(jié)晶的過程中，由于激烈地析出 產(chǎn)生沸騰現(xiàn)象，而 此在焊縫中形成氣孔。如果在焊縫金屬中 文） 17 于 ，就可以防止由于產(chǎn)生 體而引起的氣孔，這是因為 金屬凝固溫度時能強烈 脫氧所致。 在大多數(shù)情況下， 孔產(chǎn)生在焊縫內(nèi)部，并沿結(jié)晶方向分布，呈條蟲狀，表面光滑。如果焊絲的脫氧能力很低時， 孔還可能成為 表面氣孔。 焊接飛濺 飛濺產(chǎn)生原因 1 由冶金反應(yīng)引起的飛濺 這種飛濺主要是 體造成的，由于 體具有強烈的氧化性 , 焊接時熔滴和熔池中的碳元素被氧化生成 體，在電弧高溫作用下，其體積急劇膨脹，逐漸增大的 體壓力最終突 破液態(tài)熔滴和熔池表面 的約束，形成爆破，從而產(chǎn)生大量的細顆粒飛濺。 2 極點壓力引起的飛濺 這種飛濺主要取決于電弧的 極性，采用正接焊接時，正離子飛向焊絲 末端，機械沖擊力大，造成大顆粒飛濺。 3 熔滴短路時引起的飛濺 發(fā)生短路時，焊絲與熔池間形成液體小橋，由于短路電流的強烈加熱 及電磁收縮力作用，使小橋爆斷而產(chǎn)生細顆粒飛濺。 4 非軸向熔滴過渡造成的飛濺 這種飛濺是在大滴過渡焊接時由于電弧的排斥力所 引起的，熔滴形成大 顆粒飛濺。 5 焊接工藝參數(shù)選配不當引起的飛濺 這種飛濺是由于焊接電流、電弧電壓、電感值等參數(shù)選配不當而引起的。 減少飛濺的方法 1 選配合理的焊接工藝參數(shù) （ 1）選取適當?shù)碾娀‰妷涸诤线m的電弧電壓下施焊，飛濺量可減到最 文） 18 小。例如，當使用 絲焊接時，若焊接電流為 220A，焊接速度為 30cm/弧電壓調(diào)到 2728V 時，可使飛濺量減少。 （ 2）選擇合適的焊接電流在合適的焊接電流下施焊，飛濺最小。當使 用 絲焊接時，焊接速度為 30cm/接電流小于 280A 時，隨著焊接電流的增大，飛濺量也增加；但當焊接電流超過 280A 時，在一定范圍內(nèi)，隨著焊接電流的增加飛濺量反而減少，在焊接電流 250280滴以滴狀過渡而產(chǎn)生大顆粒飛濺 。 （ 3）選擇合適的焊接速度 ， 隨著焊接速度加快，飛濺量也增加。 （ 4）選擇合適的焊絲干伸長度當焊絲干伸長度過長時，焊絲容易