【正文】 源向前移去后，熔池液體金屬迅速 冷卻結(jié)晶，結(jié)晶從熔池底部未熔化的半個晶粒 開始，垂直熔合線向熔池中心生長，呈柱狀樹 枝晶，如圖 45所示；結(jié)晶過程中將在最 后結(jié)晶 部位產(chǎn)生成分偏析。同時焊縫組織是從液體金屬結(jié)晶 的鑄態(tài)組織，晶粒粗大，成分偏析，組織不致密。但由于熔池小，冷卻快，化學(xué)成分控制嚴(yán)格，碳、硫、磷都較低，并含有一定合金元素，故可使 焊縫金屬的力學(xué)性能不低于母材 。 （ 2）焊接熱影響區(qū) 1） .熔合區(qū) 化學(xué)成分不均勻，組織粗大，往往是粗大的過熱組織或粗大的淬硬組織，使強度下降，塑性、韌性極差，產(chǎn)生裂紋和脆性破壞， 其性能是焊接接頭中最差的。 2） 過熱區(qū)： 最高加熱溫度在 Ac3以上 100℃ ~200℃ 的區(qū)域 ， 晶粒粗大 ， 甚至產(chǎn)生過熱組織 。 塑性和韌性明顯下降 ， 是熱影響區(qū)中力學(xué)性能最差的部位 。 手工電弧焊 圖 45 焊縫的柱狀樹枝晶 3）正火區(qū)： 最高加熱溫度在 Ac3至 Ac3 以上 100℃ ~200℃ 的區(qū)域，焊后空冷得到晶粒較細小的正火組織，力學(xué)性能較好。 4）部分相變區(qū)： 最高加熱溫度在 Ac1至 Ac3的區(qū)域，只有部分組織發(fā)生相變，晶粒不均勻，性能較差。 金屬構(gòu)件在焊接以后，總要發(fā)生變形和產(chǎn)生焊接應(yīng)力，且二者是伴生的。 （ 1）焊件在焊接過程中受到局部加熱和冷卻是產(chǎn)生焊接應(yīng)力和變形的主要原因。 （ 2）焊接變形的基本形式 如表 41所示。 （ 3） 焊接應(yīng)力的防止及消除措施： 1）結(jié)構(gòu)設(shè)計要避免焊縫密集交叉，焊縫截面和長度要盡可能小； 2）采取合理的焊接順序，使焊縫較自由的收縮， 如圖 46所示； 3）焊縫仍處在較高溫度時，錘擊或輾壓焊縫使金屬伸長，減少殘余應(yīng)力； 4）采用小線能量焊接，多層焊，減少殘余應(yīng)力； 5）焊前預(yù)熱可減少工件溫差，減少殘余應(yīng)力； 6）焊后進行去應(yīng)力退火，消除焊接殘余應(yīng)力。 手工電弧焊 埋弧自動焊 埋弧焊 是電弧在焊劑層下燃燒進行焊接的方法，其電弧的引燃、焊條送進和電弧移動都采用機械來完成。 埋弧焊焊接過程 如圖 47所示 。 2. 埋弧焊特點及應(yīng)用 優(yōu)點： 1）焊接質(zhì)量好； 2）生產(chǎn)率高； 3）節(jié)省焊接材料 4）易實現(xiàn)自動化，勞動條件好，強度低，操作簡單。 其他焊接方法 缺點： 1）適應(yīng)性較差 ，焊前準(zhǔn)備工作量大； 2）焊接電流強度大，不適于 3mm以下薄板； 3）難以完成鋁、鈦等強氧化性金屬及合金的焊接； 4）設(shè)備一次性投資較大。 埋弧自動焊通常用于碳鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼和耐熱鋼等中厚板結(jié)構(gòu)的長直縫、直徑大于 300mm環(huán)縫的平焊。此外，它還用于耐磨、耐腐蝕合金的堆焊、大型球墨鑄鐵曲軸以及鎳合金、銅合金等材料的焊接。 氣體保護焊 是用外加氣體作為電弧介質(zhì)并保護電弧區(qū)的熔滴和熔池及焊縫的電弧焊 。 常用保護氣體有惰性氣體 （ 氬氣 、 氦氣和混合氣體 ） 和活性氣體 （ 二氧化碳氣 ） 兩種 ， 分別成為惰性氣體保護焊和 CO2焊 。 其他焊接方法 1. 氬弧焊 保護氣體有氬氣（ Ar）和氦氣（ He），或其混合氣體，分別稱為 氬弧焊 和氦弧焊 及 混合氣體保護焊 。 氬弧焊分為 鎢極氬弧焊 和 熔化極氬弧焊 ， 如圖 48所示。 （ 1）鎢極氬弧焊：電極材料可用純鎢或鎢合金，一般采用鈰鎢極，其在焊接過程中不熔化，故需采用焊絲。焊接電流較小，適于薄板焊接。 鎢極氬弧焊一般采用直流正接，以減少鎢極燒損，但焊接鋁、鎂金屬時，為去除氧化物而利用“陰極破碎”可采用直流反接。 （ 2） 熔化極氬弧焊采用焊絲作為電極，可使用大電流，適于中厚板焊接。熔化極氬弧焊一般采用直流反接。 氬弧焊適于 焊接鋁 、 鎂 、 鈦及其合金 ， 稀有金屬鋯 、 鉬 ， 不銹鋼 ， 耐熱鋼 ， 低合金鋼等 。 其他焊接方法 2. CO2氣體保護焊 CO2焊采用 CO2為保護氣體，其焊接過程 如圖 49所示。 CO2在高溫下會分解氧化金屬，故不能焊接易氧化的非鐵金屬和不銹鋼。同時需采用能脫氧和滲合金的特殊焊絲。 CO2焊可分為自動 CO2焊和半自動 CO2焊（送絲自動，電弧移動手工）。其設(shè)備包括： 主電路系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、焊槍、供氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)。 CO2焊的特點： 1）生產(chǎn)率高；電流大，易于自動化，無渣殼。 2）成本低；無需涂料焊條和焊劑， CO2價廉； 3）焊縫質(zhì)量較好； 4）采用氣體保護，能全位置焊接，易于自動控制 ； 5）焊縫成形差，飛濺大 ； 6）不能焊接易氧化的非鐵金屬和不銹鋼； 7）設(shè)備較復(fù)雜，使用和維修不便。 CO2焊適于 焊接低碳鋼和強度級別不高的普通低合金結(jié)構(gòu)鋼。 其他焊接方法 氣焊和氣割 氣焊是利用氣體火焰作熱源的焊接方法。最常用的是氧 乙炔焊，氧 乙炔焰進行焊接。 氣焊設(shè)備簡單、操作靈活方便、不需電源，但氣焊火焰溫度較低，且熱量較分散，工件變形大，所以應(yīng)用不如電弧焊廣泛。 其他焊接方法 （ 1） 氣焊火焰的種類 1） 中性焰：最適宜氣焊工作 ， 如焊接低碳鋼 、 中碳鋼 、 低合金鋼 、紫銅 、 鋁合金等 。 2） 碳化焰：通常用于焊接高碳鋼 、 鑄鐵 、 硬質(zhì)合金等 。 3） 氧化焰：除焊接黃銅之外 ， 一般很少使用 。 其他焊接方法 （ 2） 接頭形式和焊接準(zhǔn)備 氣焊可以進行立 、 橫 、 仰等各種空間位置的焊接 。 其接頭形式也有對接 、 搭接 、 角接和 T型接頭等 。 （ 3） 焊絲和焊劑 在焊劑時 ， 氣焊的焊絲作為填充金屬 ， 與熔化的母材一起形成焊縫 ， 因此對焊絲質(zhì)量對焊件性能有很大的影響 。 焊劑的作用是保護熔池金屬 ， 除去焊接過程中的氧化物 ， 增加液態(tài)金屬的流動性 。 氣割是利用高溫的金屬在純氧中燃燒而將工件分離的方法。 符合下列條件的金屬才能進行氣割： 1）金屬的燃點應(yīng)低于本身的熔點，否則變?yōu)槿鄹?，使切割質(zhì)量降低，甚至不能切割。 2）金屬氧化物的熔點應(yīng)低于金屬本身的熔點。 3）金屬的導(dǎo)熱性不能太高，否則使氣割處的熱量不足，造成氣割困難。 4）金屬在燃燒時所產(chǎn)生的大量熱能應(yīng)能維持氣割的進行。 碳素鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼