【正文】 析。微觀偏析導(dǎo)致產(chǎn)生的是沿晶開裂。層狀偏析會導(dǎo)致焊縫力學性能不均勻，而且沿層狀線容易產(chǎn)生氣孔和結(jié)晶裂紋。（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。改善組織條件：1)多層焊：使焊縫獲得細小和少量珠光體，使柱狀晶組織破壞。3)冷卻速度：冷卻速度↑，珠光體的比例增多且珠光體組織細化，強度、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的冷卻條件，低合金鋼焊縫可能會出現(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。圖25 焊接HAZ不同部位的熱循環(huán)特點 特征參數(shù)⑴加熱速度ωH⑵峰值溫度TP⑶高溫停留時間tH⑷冷卻速度ωc 影響焊接熱循環(huán)的因素⑴線能量E表示單位長度焊縫從移動熱源處獲得的能量，E=36UI/V（J/cm），其中V是焊接速度（m/h）。 焊接熱影響區(qū)的固態(tài)相變特點（1）加熱溫度高； （2）加熱速度快；（3）高溫停留時間短；（4）自然條件下連續(xù)冷卻；（5）局部受熱。⑵過熱區(qū)這個區(qū)的溫度范圍是固相線以下到1100℃左右。⑶正火區(qū)（相變重結(jié)晶區(qū)）焊接時母材金屬被加熱到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得到均勻細小的珠光體和鐵素體，相當于熱處理時的正火組織。⑷不完全重結(jié)晶區(qū)（部分相變區(qū)）焊接時處于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)。所以，這個區(qū)的特點是晶粒大小不一，組織不均勻，因而機械性能不均勻。冷塑性變形后晶格歪扭或破碎的晶粒又回復(fù)為原來的等軸晶粒，加工硬化現(xiàn)象消除，強度與硬度降低而塑性與韌性增加，成為接頭中的一個軟化區(qū)。如果母材焊前是正火或退火狀態(tài)，焊后熱影響區(qū)的組織分布見圖27。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）。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。原鐵素體保持不變并有不同程度的長大，最后形成馬氏體鐵素體組織。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，除了上述的兩個區(qū)以外，還存在一個回火區(qū)。 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：高溫時某些氣體溶于熔池金屬中，當結(jié)晶和相變時，氣體的溶解度突然下降而來不及逸出殘留在焊縫內(nèi)部的氣體，比如氫和氮。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。產(chǎn)生原因：焊接過程中，熔池金屬吸收大量的氫氣，在冷卻和結(jié)晶過程中，氫的溶解度發(fā)生了急劇下降，熔池冷卻速度快，來不及逸出，殘存在內(nèi)部，發(fā)生了氫的過飽和，而氫具有較大的擴散能力，極力掙脫現(xiàn)成表面，上浮逸出，最終形成具有喇叭口形的表面氣孔。氮氣孔的產(chǎn)生主要是由于保護不好，有較多的空氣侵入熔池造成的。⑶CO氣孔正常情況下，CO氣孔沿結(jié)晶方向分布，象條蟲子臥在焊縫內(nèi)部。 氣孔的形成機理氣孔的產(chǎn)生過程由三個相互聯(lián)系又彼此不同的階段組成，也就是：氣泡形核、長大和上?。ǜ〕觯簾o氣孔；浮不出：氣孔）。⑴氣泡形核氣泡的形核至少需要具備兩個條件：①液態(tài)金屬中有過飽和的氣體（重要條件）②具備形核所需的能量（有現(xiàn)成表面存在，可以大大降低能量消耗）⑵氣泡的長大氣泡長大的條件是：PhPa+Pc= Pa +2σ/r一般情況下，氣泡核的半徑很小，不容易滿足上面的條件，所以氣泡很難長大，但是在焊接熔池中，由于有許多現(xiàn)成表面，使氣泡呈橢圓形而不是圓形，曲率半徑增大，從而使氣泡長大的條件滿足。：有利于氣泡上浮，氣泡形成的快，完全脫離現(xiàn)成表面。：由于形成細頸過程需要時間，結(jié)晶速度較大時，就會形成氣孔。②結(jié)晶速度RR較小時，氣泡有充分時間逸出，無氣孔，氣泡易上??；R較大時，氣泡上浮時間短，可能殘余在焊縫內(nèi)部。（主要與液體金屬密度有關(guān)，幾乎與氣泡密度無關(guān)）Al液體金屬密度小，產(chǎn)生氣孔可能性↑；(c) η影響最大，T↑，η↓→易上浮v↑。④焊縫中產(chǎn)生氣孔的條件是：V≤R。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 保護氣成分⑤ 鐵銹和水分對產(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。焊速↑，氣孔增加。也就是，氣孔傾向：交流焊直流正接直流反接③ 工藝操作方面的影響a. 焊前仔細清除焊件、焊絲上的鐵銹、油污b. 焊條、焊劑嚴格烘干，并且烘干后不能放置時間過長，最好放在保溫箱內(nèi)，隨用隨取c. 焊接時規(guī)范要穩(wěn)定，對于低氫焊條應(yīng)盡量采用短弧焊，并配合擺動有利于氣體析出。它們常以多角形、鏈狀或球狀形式存在。母材中的層狀硫化物夾雜則可能導(dǎo)致層狀撕裂。其次是注意工藝操作：①選用合適的焊接規(guī)范，并加上擺動焊條，以便于熔渣的浮出；②多層焊時，應(yīng)注意清除前層焊縫的殘渣；③施焊時盡量采用短弧焊，以保護熔池。它們參與焊接冶金反應(yīng)，對焊接過程的穩(wěn)定性、接頭的性能和質(zhì)量、焊接生產(chǎn)率等都有很大的影響。在焊接過程中，它在焊接回路中可以傳導(dǎo)電流、作為引燃電弧的一個電極，同時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。如： 焊條的型號 焊條的型號是按國家有關(guān)標準與國際標準確定的。 焊條的組成焊條是由焊芯和藥皮兩部分組成的。作用：①作為電極，傳導(dǎo)焊接電流，產(chǎn)生電?。虎谧鳛樘畛浣饘?，與熔化的母材金屬共同組成焊縫金屬，占整個焊縫金屬的50～70%；③添加合金元素。②機械保護作用──氣保護和渣保護。 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，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。（1）根據(jù)母材的物理、機械性能和化學成分①等強原則、低強原則②合金結(jié)構(gòu)鋼與不銹鋼焊接時（屬異種金屬焊接），應(yīng)選用適于異種材料焊接的焊條，或采用過渡層的方法來匹配焊條。④凡要求焊縫金屬具有高塑性、高韌性，并有響應(yīng)強度指標時，應(yīng)選用堿性低氫焊條。目的也是在于保證焊縫有響應(yīng)的塑性和抗裂性。（2）根據(jù)母材工作條件和使用要求①對于工作環(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。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。③堆焊焊件時，應(yīng)根據(jù)焊件具體的耐磨性、耐蝕性要求來選配堆焊焊條。（3）根據(jù)焊接結(jié)構(gòu)的特點①對于立焊、仰焊較多的焊件，應(yīng)選用立向下等專用焊條。比如低氫焊條。（4）根據(jù)焊接現(xiàn)場設(shè)備條件（5）根據(jù)勞動條件和生產(chǎn)效益①當酸性和堿性焊條都能滿足設(shè)計要求時，應(yīng)選用酸性焊條。當必須采用堿性焊條時，應(yīng)考慮通風和相應(yīng)的勞動保護措施。③在焊接工藝措施上，能確保產(chǎn)品質(zhì)量時，應(yīng)選用大規(guī)格的焊條，以提高勞動生產(chǎn)率。焊接過程中，焊劑起著和焊條藥皮類似的作用，即機械保護、冶金處理和改善焊接工藝性能。圖28 焊劑的分類 焊劑牌號（1）熔煉焊劑 熔煉焊劑的牌號用HJ表示，是三個數(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。（2）燒結(jié)焊劑燒結(jié)焊劑的牌號用SJ表示，其中第一位表示渣系，第二三位表示同一渣系中的不同牌號。 藥芯焊絲 藥芯焊絲，從字面上就可以看出來它是在管狀焊絲中加有藥粉。生產(chǎn)效率高、焊接過程中金屬飛濺少、焊縫成形美觀、調(diào)節(jié)焊縫合金成分方便。 保護氣體氣保護焊中所用的保護氣體有三種：活性氣體、惰性氣體以及混合氣體。27 / 27