【正文】 中所含的氧幾乎全部是以氧化物和硅酸鹽夾雜物的形式存在。已經(jīng)證明溫度越高，L越小，所以擴(kuò)散氧化主要是在溫度高的熔滴階段和熔池高溫區(qū)進(jìn)行。（2）脫氧反應(yīng)①先期脫氧先期脫氧發(fā)生在藥皮反應(yīng)區(qū)。它的原理是利用溶于液態(tài)金屬中的脫氧劑和[FeO]反應(yīng)，把鐵還原，而且要求脫氧產(chǎn)物浮入渣中。（2）控制磷的措施由于磷一旦進(jìn)入液態(tài)金屬，脫磷就相當(dāng)困難，比脫硫效果還差，所以控制[P]應(yīng)以“限”為主。 合金化的方式常用的合金化方式有以下幾種：（1）應(yīng)用合金焊絲（或帶極、板極）（2）應(yīng)用藥芯焊絲或藥芯焊條（3）應(yīng)用合金藥皮或粘接焊劑（4）應(yīng)用合金粉末（5）置換氧化 合金過(guò)渡系數(shù)η（1）概念合金過(guò)渡系數(shù)等于某種合金元素在熔敷金屬中的實(shí)際含量與它的原始含量之比，也就是：η=[Me]實(shí)/[Me]始 某種合金元素在熔敷金屬中的實(shí)際含量[Me]實(shí)可以用儀器直接測(cè)出來(lái)，而它的原始含量需要經(jīng)過(guò)計(jì)算獲得， [Me]始=d[Me]母材+(1d)（[Me]焊絲+Kb[Me]藥皮）式中：d為熔合比，即在焊縫金屬中局部熔化的母材所占的比例；Kb為藥皮質(zhì)量系數(shù)（藥皮質(zhì)量/焊絲質(zhì)量）或焊劑熔化率（焊劑熔化量/焊絲質(zhì)量）。（3）偏向晶與定向晶柱狀晶的生長(zhǎng)方向和焊速還有關(guān)系。偏析嚴(yán)重，可能會(huì)導(dǎo)致氣孔、熱裂紋和夾渣等缺陷。（2）一次結(jié)晶組織的改善① 冶金措施② 工藝措施a、焊后熱處理b、多層焊c、振動(dòng)結(jié)晶 焊縫金屬的固態(tài)相變 低碳鋼焊縫的二次組織低碳鋼的含碳量低（≤%），焊縫的二次組織就是由鐵素體加少量珠光體構(gòu)成的。 焊接熱影響區(qū)的固態(tài)相變特點(diǎn)（1）加熱溫度高； （2）加熱速度快；（3）高溫停留時(shí)間短；（4）自然條件下連續(xù)冷卻；（5）局部受熱。所以，這個(gè)區(qū)的特點(diǎn)是晶粒大小不一，組織不均勻，因而機(jī)械性能不均勻。在快速冷卻條件下，鐵素體很少溶入奧氏體，而珠光體、貝氏體、索氏體等轉(zhuǎn)化為奧氏體。⑴氫氣孔多數(shù)情況下，氫氣孔出現(xiàn)在焊縫的表面上，氣孔的斷面形狀如同螺釘狀，在焊縫的表面看呈喇叭口形，而且氣孔的內(nèi)壁光滑。 氣孔的形成機(jī)理氣孔的產(chǎn)生過(guò)程由三個(gè)相互聯(lián)系又彼此不同的階段組成，也就是：氣泡形核、長(zhǎng)大和上?。ǜ〕觯簾o(wú)氣孔；浮不出：氣孔）。②結(jié)晶速度RR較小時(shí)，氣泡有充分時(shí)間逸出，無(wú)氣孔，氣泡易上??；R較大時(shí)，氣泡上浮時(shí)間短，可能殘余在焊縫內(nèi)部。焊速↑，氣孔增加。其次是注意工藝操作：①選用合適的焊接規(guī)范，并加上擺動(dòng)焊條，以便于熔渣的浮出；②多層焊時(shí)，應(yīng)注意清除前層焊縫的殘?jiān)?；③施焊時(shí)盡量采用短弧焊，以保護(hù)熔池。 焊條的組成焊條是由焊芯和藥皮兩部分組成的。（1）根據(jù)母材的物理、機(jī)械性能和化學(xué)成分①等強(qiáng)原則、低強(qiáng)原則②合金結(jié)構(gòu)鋼與不銹鋼焊接時(shí)（屬異種金屬焊接），應(yīng)選用適于異種材料焊接的焊條，或采用過(guò)渡層的方法來(lái)匹配焊條。②在腐蝕介質(zhì)種工作的焊件，應(yīng)根據(jù)介質(zhì)的類別、濃度、工作溫度、工作壓力、工作期限等選用專用的焊條。（4）根據(jù)焊接現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備條件（5）根據(jù)勞動(dòng)條件和生產(chǎn)效益①當(dāng)酸性和堿性焊條都能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，應(yīng)選用酸性焊條。圖28 焊劑的分類 焊劑牌號(hào)（1）熔煉焊劑 熔煉焊劑的牌號(hào)用HJ表示，是三個(gè)數(shù)字，其中第一位數(shù)字表示焊劑中MnO的含量，第二位數(shù)字表示焊劑中SiO2和CaF2的含量。 保護(hù)氣體氣保護(hù)焊中所用的保護(hù)氣體有三種：活性氣體、惰性氣體以及混合氣體。 藥芯焊絲 藥芯焊絲，從字面上就可以看出來(lái)它是在管狀焊絲中加有藥粉。③在焊接工藝措施上，能確保產(chǎn)品質(zhì)量時(shí)，應(yīng)選用大規(guī)格的焊條，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。（3）根據(jù)焊接結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)①對(duì)于立焊、仰焊較多的焊件，應(yīng)選用立向下等專用焊條。目的也是在于保證焊縫有響應(yīng)的塑性和抗裂性。②機(jī)械保護(hù)作用──氣保護(hù)和渣保護(hù)。在焊接過(guò)程中，它在焊接回路中可以傳導(dǎo)電流、作為引燃電弧的一個(gè)電極，同時(shí)它還起著填充金屬的作用，在熱源作用下熔化并與熔化的母材共同形成焊縫。它們常以多角形、鏈狀或球狀形式存在。④焊縫中產(chǎn)生氣孔的條件是：V≤R。：有利于氣泡上浮，氣泡形成的快，完全脫離現(xiàn)成表面。氮?dú)饪椎漠a(chǎn)生主要是由于保護(hù)不好，有較多的空氣侵入熔池造成的。⑶回火區(qū)如果母材在焊前是調(diào)質(zhì)狀態(tài)（淬火+回火），那么焊接熱影響區(qū)的組織，除了上述的兩個(gè)區(qū)以外，還存在一個(gè)回火區(qū)。如果母材焊前是正火或退火狀態(tài)，焊后熱影響區(qū)的組織分布見(jiàn)圖27。⑶正火區(qū)（相變重結(jié)晶區(qū)）焊接時(shí)母材金屬被加熱到AC3以上的部位，鐵素體和珠光體體全部轉(zhuǎn)化為奧氏體，發(fā)生重結(jié)晶，隨后在空氣中冷卻就會(huì)得到均勻細(xì)小的珠光體和鐵素體，相當(dāng)于熱處理時(shí)的正火組織。3)冷卻速度：冷卻速度↑，珠光體的比例增多且珠光體組織細(xì)化，強(qiáng)度、硬度↑，但塑性↓ 低合金鋼焊縫的二次組織根據(jù)低合金鋼焊縫的成分和焊接時(shí)的冷卻條件，低合金鋼焊縫可能會(huì)出現(xiàn)鐵素體、珠光體、貝氏體和馬氏體四種轉(zhuǎn)變，其中鐵素體轉(zhuǎn)變占主要地位。微觀偏析導(dǎo)致產(chǎn)生的是沿晶開(kāi)裂。柱狀晶的微觀形態(tài)又分為平面晶、胞狀晶、胞狀樹(shù)枝晶和樹(shù)枝晶。 焊縫金屬的凝固組織 焊接熔池凝固的特殊性（1）熔池體積小、冷卻速度快。 合金化的目的⑴補(bǔ)償焊接過(guò)程中由于蒸發(fā)、氧化等原因所造成的合金元素的損失。（2）控制硫的措施可以從限制來(lái)源、采取冶金措施兩方面加以考慮，以“限”為主。擴(kuò)散脫氧和擴(kuò)散氧化相反，當(dāng)(FeO)/[FeO] 分配系數(shù)L時(shí)，發(fā)生擴(kuò)散脫氧，溫度降低L值增大有利于擴(kuò)散脫氧進(jìn)行，所以擴(kuò)散脫氧發(fā)生在熔池尾部低溫區(qū)，另外酸性渣有利于擴(kuò)散脫氧進(jìn)行。為達(dá)到脫氧目的，脫氧劑應(yīng)滿足下列要求：①脫氧劑在焊接溫度下對(duì)氧的親和力應(yīng)比被焊金屬對(duì)氧的親和力大。（1）氧化性氣體對(duì)金屬的氧化① 自由氧對(duì)金屬的氧化 [Fe]+1/2O2=FeO+ kJ/mol[Fe]+O=FeO+ kJ/mol② CO2對(duì)金屬的氧化CO2=CO+1/2O22[Cr]+3CO=(Cr2O3)+3[C]③ H2O對(duì)金屬的氧化H2O氣+[Fe]=[FeO]+ H2（2）活性熔渣對(duì)金屬的氧化活性熔渣對(duì)金屬的氧化可分為兩種基本形式：擴(kuò)散氧化和置換氧化，置換氧化是金屬氧化的主要途徑。氧在液態(tài)鐵中溶解度與溫度的關(guān)系也是溶解度隨溫度的升高而升高。其中液固轉(zhuǎn)變時(shí)溶解度突降這一點(diǎn)是造成氮?dú)饪椎闹饕颉? 氮對(duì)金屬的作用及控制 氮的來(lái)源焊接周圍的空氣是電弧氣相中氮的主要來(lái)源。④清除焊絲和焊件表面上的油、銹、吸附水等雜質(zhì)。白點(diǎn)是在塑性變形過(guò)程中產(chǎn)生的，使焊縫塑性嚴(yán)重下降。 氫的作用結(jié)果（對(duì)焊接質(zhì)量的影響）氫幾乎對(duì)所有的金屬焊接都有害，氫的有害作用可分為兩種：暫態(tài)現(xiàn)象——脆化、白點(diǎn)，經(jīng)時(shí)效、熱處理可消除；永久現(xiàn)象——?dú)饪?、冷裂紋，不可消除。 氫在固態(tài)金屬中的擴(kuò)散固溶在鋼焊縫中的氫原子和氫離子，由于半徑很小，可以在焊縫金屬的晶格中自由擴(kuò)散，所以稱為“擴(kuò)散氫”。對(duì)于大多數(shù)金屬，氫是有害的，它是造成廣泛采用的低合金高強(qiáng)鋼焊接結(jié)構(gòu)出現(xiàn)氫脆、冷裂紋、氫氣孔等缺陷的最主要原因。它們對(duì)熔滴過(guò)渡、焊縫成型、脫渣性及冶金反應(yīng)等都有很大影響。粘度的倒數(shù)φ=1/η叫流動(dòng)性，粘度越小，流動(dòng)性越大。酸性渣的焊條我們稱為酸性焊條，堿性渣的焊條我們稱為堿性焊條。與熔滴反應(yīng)區(qū)相比，該區(qū)具有如下特點(diǎn)：（1）平均溫度低（1600～1900℃，低于熔滴溫度）；（2）比表面積?。?～130cm2/kg）；（3）反應(yīng)時(shí)間稍長(zhǎng)（手工焊3～8秒，埋弧焊6～25秒）；（4）攪拌沒(méi)有熔滴階段激烈，不過(guò)比煉鋼要強(qiáng)烈的多，而且它反應(yīng)的結(jié)果決定了焊縫最終的成分和性能；（5）熔池的突出特點(diǎn)之一是溫度分布極不均勻： 焊接熔渣焊接冶金過(guò)程是包括金屬、熔渣、氣體三者在內(nèi)的一個(gè)體系，熔渣是其中一個(gè)極為重要的因素，這一節(jié)主要介紹熔渣的作用和熔渣的物理化學(xué)性質(zhì)兩方面。焊金材料：焊條、焊絲、焊劑等。（4）焊縫：熔敷金屬與熔化的母材金屬激烈反應(yīng)混合，構(gòu)成熔池內(nèi)的液態(tài)金屬，冷卻凝