【正文】 生產(chǎn)效率高、焊接過(guò)程中金屬飛濺少、焊縫成形美觀、調(diào)節(jié)焊縫合金成分方便。焊接過(guò)程中，焊劑起著和焊條藥皮類似的作用，即機(jī)械保護(hù)、冶金處理和改善焊接工藝性能。比如低氫焊條。（2）根據(jù)母材工作條件和使用要求①對(duì)于工作環(huán)境有特定要求的焊接結(jié)構(gòu)，要選用與它相匹配的特殊焊條。 焊條的工藝性能焊條的工藝性能是衡量焊條好壞的重要指標(biāo)，它主要包括：穩(wěn)弧性、焊縫成形、各種焊接位置的適應(yīng)性、飛濺、脫渣性、焊條的熔化速度、藥皮發(fā)紅程度、焊條發(fā)塵量等。如： 焊條的型號(hào) 焊條的型號(hào)是按國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)確定的。母材中的層狀硫化物夾雜則可能導(dǎo)致層狀撕裂。⑴冶金因素的影響① 熔渣氧化性的影響② 焊條藥皮和焊劑的影響③ 焊絲成分④ 保護(hù)氣成分⑤ 鐵銹和水分對(duì)產(chǎn)生氣孔的影響⑵工藝因素的影響① 焊接規(guī)范的影響電流↑：熔池存在時(shí)間↑，氣體外逸；熔滴尺寸↓，比表面積↑，易產(chǎn)生氣孔；熔深↓，不易使氣體逸出；焊條電阻熱↑，藥皮提前脫落，易產(chǎn)生氣孔。：由于形成細(xì)頸過(guò)程需要時(shí)間，結(jié)晶速度較大時(shí)，就會(huì)形成氣孔。⑶CO氣孔正常情況下，CO氣孔沿結(jié)晶方向分布，象條蟲(chóng)子臥在焊縫內(nèi)部。 焊縫中的氣孔 氣孔的類型和分布特征焊縫中能形成氣孔的氣體不外有兩類：第一類：高溫時(shí)某些氣體溶于熔池金屬中，當(dāng)結(jié)晶和相變時(shí)，氣體的溶解度突然下降而來(lái)不及逸出殘留在焊縫內(nèi)部的氣體，比如氫和氮。由于這類鋼的脆硬傾向大，所以焊后將得到淬火組織（馬氏體）。⑷不完全重結(jié)晶區(qū)（部分相變區(qū)）焊接時(shí)處于AC1～AC3之間范圍內(nèi)的熱影響區(qū)就屬于不完全重結(jié)晶區(qū)。圖25 焊接HAZ不同部位的熱循環(huán)特點(diǎn) 特征參數(shù)⑴加熱速度ωH⑵峰值溫度TP⑶高溫停留時(shí)間tH⑷冷卻速度ωc 影響焊接熱循環(huán)的因素⑴線能量E表示單位長(zhǎng)度焊縫從移動(dòng)熱源處獲得的能量，E=36UI/V（J/cm），其中V是焊接速度（m/h）。層狀偏析會(huì)導(dǎo)致焊縫力學(xué)性能不均勻，而且沿層狀線容易產(chǎn)生氣孔和結(jié)晶裂紋。如高速焊時(shí)在焊縫中心易形成等軸晶；弧坑處液相少，合金濃度高且凝固速度快，也容易形成等軸晶。這種依附母材半熔化晶粒為現(xiàn)成表面，并與柱狀晶粒形成共同晶粒的凝固方式稱為聯(lián)生結(jié)晶或外延結(jié)晶。⑶獲得具有特殊性能的堆焊金屬。和硫一樣，磷也是在液態(tài)鐵中溶解度大，在固態(tài)鐵中溶解度很小，金屬發(fā)生液固轉(zhuǎn)變時(shí)，磷在晶界偏析形成磷化鐵。擴(kuò)散脫氧的優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)因脫氧而造成夾雜。③必須考慮脫氧劑對(duì)焊縫成分、性能及工藝性能的影響。在一定溫度平衡時(shí)，它在兩相中的濃度應(yīng)符合：L=(FeO)/[FeO]在溫度不變的情況下，當(dāng)增加熔渣中FeO的濃度(FeO)時(shí)，(FeO)/[FeO]大于分配系數(shù)L，擴(kuò)散平衡被破壞，渣中的FeO就會(huì)向鋼液中擴(kuò)散，這個(gè)過(guò)程就是擴(kuò)散氧化。在鐵冷卻過(guò)程中，氧的溶解度急劇下降。（3）時(shí)效脆化（隨時(shí)間延長(zhǎng)，強(qiáng)度增高而塑韌性下降的現(xiàn)象）焊縫金屬中過(guò)飽和的氮處于不穩(wěn)定狀態(tài)，隨時(shí)間延長(zhǎng)過(guò)飽和的氮逐漸析出，形成穩(wěn)定針狀氮化物Fe4N，從而強(qiáng)度上升而塑韌性下降。 氮的作用根據(jù)氮與金屬的作用特點(diǎn)，可分為兩種情況進(jìn)行討論：①與氮不發(fā)生作用的金屬，如銅和鎳等，它們既不溶解氮，又不形成氮化物。為防止焊絲生銹，許多國(guó)家都采用表面鍍銅處理。由于塑性變形新產(chǎn)生的微裂紋表面上，分解成原子氫，原子氫擴(kuò)散到微裂紋金屬晶格內(nèi)，引起金屬脆化。氫脆是溶解在金屬晶格中的氫引起的。由于擴(kuò)散，所以焊后隨放置時(shí)間增加，擴(kuò)散氫減少，殘余氫增多，總氫量降低。一定溫度下，氣體在金屬中的最大含量稱為此氣體的溶解度（氫的溶解度用SH表示）。 密度ρ熔渣的密度影響熔渣在熔池金屬中的浮出速度。粘度過(guò)大，渣冶金反應(yīng)能力降低，焊縫成形不良且易產(chǎn)生氣孔等缺陷；粘度過(guò)小，渣覆蓋性差，降低保護(hù)效果，焊縫成形差且不能全位置焊。但利用上面的計(jì)算公式實(shí)際計(jì)算出來(lái)的B值是不準(zhǔn)確的，因?yàn)樗葲](méi)有考慮到氧化物酸性和堿性的強(qiáng)弱程度，也沒(méi)有考慮酸性氧化物與堿性氧化物形成復(fù)合物的情況。 焊接熔渣中的氧化物按其性質(zhì)可分為三類：①酸性氧化物——按酸性由強(qiáng)變?nèi)醯捻樞蛴蠸iOTiOP2O5等；②堿性氧化物——按堿性由強(qiáng)變?nèi)醯捻樞蛴蠯2O、Na2O、CaO、 MgO、BaO、MnO、FeO等；③中性氧化物——Al2OFe2OCr2O3等。 藥皮反應(yīng)區(qū) 溫度范圍從100℃到藥皮的熔點(diǎn)（鋼焊條約為1200℃）。焊縫的成分取決于熔合比大小，熔合比數(shù)值與焊接方法、焊接規(guī)范、接頭型式、坡口形式及母材熱物理性質(zhì)有關(guān)。（4）焊接物理冶金過(guò)程：研究焊接條件下材料的物理冶金問(wèn)題，對(duì)材料受焊后的組織、性能、化學(xué)成分的變化和產(chǎn)生缺陷的原因進(jìn)行分析，為進(jìn)一步提高焊接質(zhì)量、防止各種焊接缺陷（特別是裂紋）提供理論依據(jù)。它對(duì)焊縫的化學(xué)成分和焊接質(zhì)量（包括接頭的力學(xué)性能、物理化學(xué)性能、金相組織及有無(wú)裂紋、氣孔等工藝缺陷）有著決定性的影響。由于熔滴在落入熔池過(guò)程中與周圍的熔渣和氣體發(fā)生了激烈的冶金反應(yīng)，所以它的成分和填充金屬的有很大的不同。（2）不同點(diǎn)：①原材料不同 普冶材料：礦石、焦炭、廢鋼鐵等。 熔池反應(yīng)區(qū) 指熔滴和熔渣落入熔池后，同熔化的母材混合，與此同時(shí)各相進(jìn)一步發(fā)生物化反應(yīng)，直至金屬凝固，形成焊縫這一階段。當(dāng)B；當(dāng)B。S），用η表示。 表面張力熔渣的表面張力實(shí)際上是熔渣與氣相接觸時(shí)的比表面能，而熔渣和金屬間的比表面能稱為界面張力。 焊縫金屬中的氣體夾雜 氫對(duì)金屬的作用及控制一般熔焊時(shí)總是或多或少的氫與金屬發(fā)生作用，而且氫是與所有金屬都能夠發(fā)生作用的活潑元素。（3） 固態(tài)組織的相變氫在不同晶體結(jié)構(gòu)中的溶解度是不同的，一般在面心立方晶格的奧氏體鋼中的溶解度要比體心立方晶格的鐵素體+珠光體鋼中的溶解度要大。擴(kuò)散氫的測(cè)定方法有甘油法、水銀法、氣相色譜法等，其中最常用的是甘油法。許多情況下，白點(diǎn)的中心有小夾雜物或氣孔，好象魚(yú)眼一樣，所以又稱為魚(yú)眼。 控制氫的措施（1）限制氫的來(lái)源① 合理選擇藥皮原材料②嚴(yán)格烘干焊接材料③氣保護(hù)焊時(shí)，限制保護(hù)氣中的含水量，必要時(shí)可采取去水、干燥等措施。焊后將焊件加熱到350℃保溫一小時(shí)，或加熱到250℃保溫68小時(shí)，可促使大部分氫擴(kuò)散逸出?？梢钥闯?，和氫相似，在液態(tài)鐵中2200℃下隨溫度升高氮溶解度增大，2200℃以上迅速減小到0；液固轉(zhuǎn)變（也就是液體凝固）時(shí)溶解度突降，在固態(tài)鐵中氮在不同晶格鐵中的溶解度也不同。（2）氧化性熔渣（含F(xiàn)eO、MnO、SiO2）（3）焊絲、工件表面的銹（含F(xiàn)e2O3）、氧化鐵（Fe3O4） 氧在金屬中的溶解氧是以原子氧和FeO兩種形式溶于液態(tài)金屬中的，由于FeO中也只有一個(gè)氧原子，所以金屬中兩種形式的含氧量都可用[O]表示。 氧的控制措施（1）純化焊接材料（2）工藝措施（正確選擇焊接規(guī)范）（3）冶金脫氧 焊縫金屬化學(xué)成分的控制 焊接化學(xué)冶金過(guò)程的氧化與還原 金屬的氧化焊接時(shí)金屬的氧化是在各個(gè)反應(yīng)區(qū)通過(guò)氧化性氣體（如OCOH2O等）、熔渣以及坡口表面上的氧化物與金屬相互作用實(shí)現(xiàn)的。（3）焊件表面氧化物對(duì)金屬的氧化2Fe(OH)2＝Fe2O3+3H2OFe2O3+［Fe］＝3FeOFe3O4+[Fe]=4FeO 脫氧反應(yīng)（1）對(duì)脫氧劑的要求用于脫氧的元素或鐵合金叫脫氧劑。當(dāng)(FeO)/[FeO]分配系數(shù)L時(shí)，發(fā)生擴(kuò)散氧化，溫度升高L值減小有利于擴(kuò)散氧化進(jìn)行，所以擴(kuò)散氧化發(fā)生在熔滴區(qū)以及熔池頭部高溫區(qū)，另外堿性渣也有利于擴(kuò)散氧化進(jìn)行。它容易發(fā)生偏析，以低熔點(diǎn)共晶Fe+FeS(熔點(diǎn)985℃)和FeS+FeO(熔點(diǎn)940℃)的形式呈片狀或鏈狀分布在晶界上，這樣就增加了焊縫金屬產(chǎn)生結(jié)晶裂紋的傾向，同時(shí)還會(huì)降低沖擊韌性和抗腐蝕性。P2O3+11[Fe] 焊縫金屬的合金化（滲合金）所謂合金化，就是把需要的合金元素通過(guò)焊接材料過(guò)渡到焊縫金屬中去的過(guò)程。圖22 焊接接頭示意圖1焊縫；2熔合區(qū)；3HAZ；4母材熔池金屬?gòu)囊?