【毕业学位论文】（Word原稿）Q345钢的CO2气体保护焊的工艺研究-电气工程

洛阳理工学院毕业设计（论文） I 的 体保护焊的工艺研究 摘 要 本文以 的 体保护焊的工艺为例对其进行 了 分析与研究。 综合力学性能良好，低温性能亦可，塑性和焊接性良好，用做中低压力 容器、油罐、车辆、起重机、矿山机械、电站、桥梁等承受动 载 荷的结构 。 热轧或正火状态使用，可用于 以下寒冷地区的各种结构 。 二氧化碳气体保护焊 目前 已发展成为一种重要的熔焊方法 ，具有成本低、效率高、操作灵活等特点。 广泛应用于汽车 、 工程机械 、 造船业 、 机车 、 电梯 、 锅炉压力容器 等 制造业， 以及 各种金属结构和金属加工机械 的生产。 本文首先 分析了 的焊接性，其次对 体保护焊 特点和 工艺的 进行了 分析 ， 从而 确定 了 的 体保护焊 焊接工艺。 通过工艺参数的优化选择， 不仅能减少焊接过程中的 常见 问题， 而且 有效减少焊接缺陷的出现， 并 能提高生产效率，节约生产成本。 关键词 ： ， 体保护焊 ， 工艺， 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） 录 摘 要 . . . 目 录 . 前 言 . .第 1 章 及 体保护焊简介 .345 钢简介 . . 的应用与分类 .345 化学成分及力学性能分析 .3 345 钢的焊接特点 . .4 体保护焊简介 . 4 体保护焊发展史 .5 体保护焊特点 .体保护焊冶金原理 . .6 体保护焊的熔滴过渡形式 .第 2 章 体保护焊工艺 . 8 前准备 .8 口设计 . .8 口加工方法与原理 .9 位焊缝 .9 接参数的选择 . . . 焊丝直径的选择 . 10 接电流的选择 .弧电压的选择 .11 接速度的选择 .11 丝伸出长度的选择 .11 流极性的选择 .12 体流量的选择 .12 文） 3 章 在 体保护焊时常见问题及对策 .13 接裂纹 . .13 裂纹 . .13 它裂纹 . .14 孔 . . 15 2 气孔 .16 2 气孔 .16 O 气孔 . .16 接飞溅 .溅产生原因 .17 少飞溅的方法 . .17 第 4 章 的 体保护焊工艺的确定 .20 形管组焊方案的确定 .20 接工艺 .20 口形式 . 定位焊缝 .接工艺参数 .21 接顺序 . .22 结 论 . 辞 .参考文献 .文资料翻译 .文） 1 前 言 随着改革开放的突飞猛进和社会 主义现代化建设的日新月异，我们对焊接技术提出了更高的要求。在上 世纪最后十年间，焊接技术在我国国民经济建 设各个领域的应用在广度和深度方面均产生了质的飞 跃，呈现出新的群雄并存，共同繁荣的新格局；焊接机械化自动化水品也不断提高，具有高参数，高寿命，大型化，超微细等特征的焊接制品 不断出现，焊接结构设计革新程度迅速提升；焊接新工艺，新方法投入生产实际，应用周期大为缩短；高效优质焊接材料，焊接设备系列化和国产化均盘上新台阶。 是老牌号的 1214181616多个钢种的替代，而并非仅替代 16一种材料。在化学成分上， 16345 也不尽相同。更重要的是两种钢材按屈服 强度的不同而进行的厚度分组尺寸存在较大差异，而这必将引起某些厚度的材料的许用应力的变化。因此，简单地将 16的许用应力套用在 上是不合适的 ,而应根据新的钢材厚度分组尺寸重新确定许用应力。 的主要组成元素比例与 16基本相同，区别是增加了 V、量合金元素。少量的 V、 金元素能细化晶粒，提高钢的韧性，钢的综合机械性能得到较大提高。也正因为如此，钢板的厚度才可以做得更大一些。因此， 的综合机械性能应当优于 16，特别是它的低温性能更是 16所不具备的 。 的许用应力略高于16。 二氧化碳气体保护焊 是以二氧化碳气为保护气体，进行焊接的方法。在应用方面操作简单，适合自动焊和全方位焊接。在焊接时不能有风，适合室内作业。 由于它成本低，二氧化碳气体易生产，广泛应用于各大小企业 。 二氧化碳气体保护电弧焊（简称 ）的保护气体是二氧化碳（有时采用 混合气体）。由于二氧化碳气体的热物理性能的特殊影响， 使用常规焊接电源时， 焊丝 端头熔化金属不可能形成平衡的轴向自由过渡 ， 通常需要采用短路和熔滴缩颈爆 断。因此 ，与 自由过渡相比，文） 2 飞溅较多。 但如采用优质焊机，参数选择合适，可以得到很稳定的焊接过程，使飞溅降低到最小的程度。由于所用保护气体价格低廉，采用短路过渡时焊缝成形良好，加上使用含脱氧剂的焊丝即可获得无内部缺陷的高质量焊接接头。因此这种焊接方法目前已成为黑色金属材料最重要焊接方法之一。 的广泛应用，以及其较好的焊接性。而 体保护电弧焊可以焊接 可焊接碳钢、低合金钢、不锈钢、铝及铝合金、铜及铜合金。也可以用于钛及铁合金的焊接。但在焊接钛及钛合金时，需对焊缝正面及反面进行良好的气体保护 。但 不宜焊接的金属低熔点金属如：铝、锡、锌等不 能使用 体 保护焊。包括被以上低熔金属涂覆过的钢结构焊件。 以及 体保护焊 成本低，效率高，操作灵活的优点。所以 ， 的体保护焊 的焊接工艺也显得尤为重要。 文） 3 第 1 章 及 体保护焊简介 简介 的应用与分类 是一种 优质的低合金高强钢 （ C，广泛应用于桥梁、车辆、船舶、压力容器等。 Q 代表的是这种材质的屈服，后面的 345是指这种材质的屈服值，在 345右。并随着材质的厚度的增加而使其屈服值 减少。类同于 命名方法。 345D， 是等级的区分，所代表的，主要是冲击的温度有所不同而已。 ，是不做冲击 ； ，是 20 常温冲击 ； 0 冲击 ； ，是 20 冲击 ； ，是 40 冲击。在不同的冲击温度，冲击的数值也有所不同。 在板材里，属低合金系列。在低合金的材质里，此种材质为最普通的。去的一种叫法为： 16 缝管无缝钢管 的外部执行标准为： 部执行标准为：1591 学成分及力学性能分析 学性能分析 见表 1化学成分分析 见 表 1 表 1345 力学性 能 分析表 牌号 等级 拉力强度 服点 长率（ %） 470630 345 22 B C D E 文） 4 表 1345 化学成分分析表 牌号 等级 化学成分 (质量分数 )(%) C i P S V i B C D E 的焊接特点 1 碳当量 (计算 +(o+V)/5+(u)/15 （ 1 按以上公式计算出材料的碳当量为 由计算结果可知 ,试验用钢的淬硬倾向不大 ， 焊接性优良 ， 焊接时可不预热 。 2 在焊接时易出现的问 题 （ 1） 热影响区的淬硬倾向 在焊接冷却过程中，热影响区容易形成淬火组织 马氏体，使近缝区的硬度提高，塑性下降。结果导致焊后发生裂纹。 （ 2） 冷裂纹敏感性 的焊接裂纹主要是冷裂纹。 体保护焊简介 文） 5 体保护焊发展史 体 保 护焊是利用 体 为保护气体的保护电弧焊，简 称 = 1 2 放热反应 （ 1 上式反应有利于对熔池的冷却作用 。 焊接 技术发展与金属结构制造状况密不可分。 50 年代初期， 保焊技术一经开发，就应用于金属结构制造，并伴随着焊接结构设计、制造技术水平的不断提高，逐渐成为金属结构焊接的主要方法。其高效、优质、自动化的技术特点，具有良好应用条件，并且极 大地推动了金属结构焊接技术和相关产业的发展，在焊接技术发展史上书写了辉煌的一页。 经过多年努力，我国 保焊技术在金属结构制造业中的推广应用，取得了长足进步，并可以总结为三个阶段：探索阶段、起步阶段、发展阶段。 探索阶段是从 60 年代到 80 年代中期，国内高校、研究单位及一些厂矿企业对 接技术外于研究、开发、收集、整理国外焊接技术，在这一时期 保焊技术没有形成大批量金属结构的生产能力及相关产品的生产规模。 起步阶段是从 80 年代中期到 90 年代初的时间里，借助于我国在 “六五 ”、 “七五 ”重大技术装备， 引进技术合作生产及大型基础设施工程建设的契机，引进国外先进焊接技术和装备，对大型骨干机械企业进行技术改造。可以说是在借助国外成熟技术和生产工艺，形成了我国大型金属结构企业的 保焊技术的生产能力，从而大大改变了金属结构制造企业的装备水平、制造能力，提高了产品质量和生产效率，改变了传统的金属结构焊接工艺，引起了焊接技术的革命，推动了国内 保焊设备、焊接材料、辅件等领域技术研究和推广应用工作的发展。 发展阶段是从 90 年代初至今的近十年时间，自 1992 年中国焊接协会和中国机械工程学会焊接分会联合举办 “全 国 保焊技术推广应用交流会 ”以来， 保焊技术在金属结构行业中应用、推广工作蓬勃发展。一批服务于 保焊技术的企业，把握住 了 保焊技术推广的市场脉搏，迅速发展起来。如：焊接设备方面的时代集团公司、天津电焊机厂、文） 6 唐山松下产业机器有限公司等；焊接材料方面的天津电焊条公司、江苏江南焊丝厂和嘉兴东方焊业有限公司等；焊接气体方面的普莱克斯气体有限公司、 体公司等。展现了我国 保焊技术推广应用取得丰硕成果 。 体保护焊特点 1 优点： （ 1） 生产效率高和节省能量。 （ 2） 焊接成本低。 （ 3） 焊接变形小。 （ 4） 对油、锈的敏感度较低。 （ 5） 焊缝中含氢量少，提高了低合金高强度钢抗冷裂纹 力。 （ 6） 电弧可见性好，短路过渡可用于全位置焊接。 2 缺点 ： （ 1） 焊接过程飞溅较多，焊缝外形较为粗糙，特别是当焊接参数不匹配时，飞溅就更为严重。 （ 2） 不能焊接易氧化的金属材料，且不适合在有风的地方施焊。 （ 3） 焊接过程弧光较强，尤其是采用大电流焊接时，电弧的辐射较强，故要特别重视对操作者的劳动保护。 （ 4） 设备比较复杂，易出现故障，且需要专业人员负责维修。 体保护 焊冶金原理 在进行焊接时，电弧空间同时存在 O 原子等几种气体，其中 与液态金属发生任何反应，而 O 原子却能与液态金属发生如下反应： O（进入大气中） （ 1 (进入熔渣中 ) （ 1 C+O 进入大气中） （ 1 （ 1） 孔问题 ：由 上述反应式可知， C 都具有氧化作用，生成的 部分进入渣中，另一部分进入液态金属中，文） 7 够被液态金属中的 C 所还原，反应式为： O （ 1 这时所生成的 部分通过沸腾散发到大气中去，另一部分则来不及逸出，滞留在焊缝中形成气孔。 针对上述冶金反应，为了解决 孔问题，需使用焊丝中加入含 n 的低碳钢焊丝，这时熔池中的 被 原： 2i 2进入渣中） （ 1 n 进入渣中） （ 1 反应物 们将生成 硅酸盐浮出熔渣表面，另一方面，液态金属含 C 量较高，易产生 孔，所以应降低焊丝中的含 C 量，通常不超过 （ 2） 氢气孔问题 ：焊接时，工件表面及焊丝含有油及铁锈，或 体中含有较多的水分，但是在 护焊时，由于 有较强的氧化 性，在焊缝中不易产生氢气孔。 的熔滴过渡形式 1 短路过渡：细丝（焊丝直径小于 以小电流、低电弧电压进行焊接。 2 射滴过渡：中丝（焊丝直径 ， 以大电流、高电弧电压进行焊接。 3 射流过渡：粗丝（焊丝直径为 ， 以大电流、低电弧电压进行焊接。文） 8 第 2 章 体保护焊工艺 焊前准备 焊前准备工作包括坡口设计 、 坡口加工 、 清理 、 焊件装配等。 坡口设计 体保护焊采用细颗粒过渡时，电弧穿透力较大，熔深较大，容易烧穿焊件，所以对装配质量要求较严格。坡口开得要小一些，钝边适当大些，对间隙不能超过 2果用直径 焊丝钝边可留 46口角度可减小到 45左右。板厚在 12下开 I 形坡口；大于 12是 ，坡口角度过小易形成“梨”形熔深，在焊缝中心可能产生裂纹。尤其在焊接厚板时，由于拘束应力大，这种倾向更大，必须十分注意。 体保护焊采用短路过渡时熔深浅，不能按细颗粒过渡方法设计坡口。通常允许较小的钝边，甚至可以不留钝边。又因为这时的熔池较小，熔化金属温度低、粘度大，搭 桥性良好，所以间隙大些会烧穿。如果对接接头，允许间隙为 3求较高时，装配间隙应小于 3 采用细颗粒过渡焊接角焊缝时，考虑到熔深大的特点，其焊角尺寸 条电弧焊时减少 10%20%，见表 2此，可以进一步提高气体保护焊的效率，减少材料的消耗。 坡口加工方法与清理 坡口加工方法主要有机械加工、气割和碳弧气刨等。 体保护焊时对坡口精度的要求比焊条电弧焊高。 定位焊之前应将待焊部位及两侧 1020围内的油污、锈迹等污物 ,并在焊件表面涂上一层飞溅防粘剂 ,在喷嘴上涂一层 喷嘴防堵剂。 6厚板时，氧化皮能影响电弧稳定性、恶化焊缝成形和生成气孔。 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 体保护焊 5 12 体保护焊 条电弧焊 6 焊条电弧焊 体保护焊 6 16 体保护焊 10 焊条电弧焊 7 焊条电弧焊 11 定位焊缝 定位焊是为了防止变形和维持预先的破口而先进 行的点固焊。定位焊易生成气孔和夹渣。也是随后进行 体保护焊时产生气孔和夹渣的主要原因 ，所以必须认真地焊接定位焊缝。定位焊可采用 体保护焊和焊条电弧焊。用焊条电弧焊焊接的定位焊缝，如果渣清除不净，会引起电弧不稳和产生缺陷。 定位焊缝的定位也很重要 ，应尽可能的使定位焊缝分布在焊缝的背面。当背面难以焊接时，可在正面焊一条短焊缝。焊接时此处就不要再焊了。 定位焊缝的长度和间距，应根据焊件厚度决定。薄板的定位焊缝应细而短，长度为 1550距为 30150厚板的定位焊缝间距可达100150增加定位焊缝的焊接深度，应适当增大定位焊缝及其长度，一般为 1550。 使用夹具定位焊时，应考虑磁偏吹问题。因此，夹具的材质、形状、位置和焊接方向 应注意。 焊接参数的选择 体保护焊的焊接参数较多，主要包括焊丝直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝干伸长度、电流极性和气体流量等。 文） 10 焊丝直径的选择 对于钢板厚度为 14，应采用直径为 焊丝；当钢板厚度大于 4， 应采用直径大于或等于 焊丝。 在电流相同时，熔深将随焊丝直径的 减少而增加；焊丝越细，则焊丝熔化速度越高。焊丝直径可根据表 2择 。 表 2丝直径的选择 母材厚度 （ 4 4 焊丝直径 （ ： 焊丝直径 常用 规格有 。 焊接电流的选择 1 在保证母材焊透又不致烧穿的原则 下，应根据母材厚度，接头形式焊接位置及焊丝直径正确选用焊接电流 。 2 焊 接电流是确定熔深的主要因素。随着电流的增加，熔深和熔敷 度 都要增加，熔宽也略有增 加。 3 送丝速度越快，焊接电流越大，基本上是正比关系。 4 焊接电流过大时，会造成熔池过大，焊缝成形恶化。 5 各种直径的焊丝常用的焊接电流范围见表 2 表 2接电流选择 焊丝直径 ( 接电流 （ A） 4990 50120 70180 90350 150500 6 立焊，仰焊及对接接头横焊表面焊道时，当所用焊丝直径 选用较 小 的焊接电流。见表 2 表 2、仰 焊接 时 电流选择 焊 丝直径 (1 接电流 (A) 70120 90150 文） 11 电弧电压 的选择 为获得良好的工艺性能，应选择最佳的电弧电压，该值是一个很窄的电压区间，一般仅为 12V 左右。最佳的电弧电压与电流的大小，位 置 等因素有关。可参见表 2 表 2同焊接时 电弧电压的选择 焊接电流 电弧电压（ V） （ A） 平焊 立焊 仰焊 75120 1822 1822 130170 2026 1824 180210 2228 1826 220260 2536 / 1 随电弧电压的增加，熔宽明显增加，而余高和熔深略有减少，焊缝机械性能有所降低。 2 电弧电压过高，会产生焊缝气孔和增加飞溅。电弧电压过低，焊丝将插入熔池，电弧不稳，影响焊缝形成。 焊接速度 的选择 1 焊接速度过高，会破坏气体保护效果，焊缝成形不良，焊缝冷却过快，导致降低焊缝塑性，韧性。焊接速度过低易使焊缝烧穿，形成粗大焊缝组织。 2 半自动焊接时，焊接速度一般不超过 30 米 /时 。 焊丝 伸出 长度 的选择 1 焊丝伸出长度与焊丝直径，焊接电流及焊接电压有关 。 2 焊丝伸出长度增加 ，将降低焊接电流，减少熔深，增加焊缝宽度 。 3 焊丝伸出长度过长时，容易形成未焊透，未熔合，增加飞溅，削弱 保护，形成气孔；焊丝伸出长度过短时，会妨碍对熔池的观察，喷嘴易被飞溅堵塞，影响保护形成气孔。 文） 12 4 一般认为焊丝伸出长度为焊丝的 1015 倍。细丝时（焊丝直 径 焊丝伸出长度以 815宜，粗丝时，在 1525间。 为减少飞溅，尽量使焊丝伸出长度少些，但随焊接电流的增大，其伸出长度应适当增加。 电流极性的选择 体保护焊主要采用直流反接法。不同极 性接法的应用范围及特点见表 2 表 2流极性的应用范围及特点 电流极性 应用范围 特点 直流反接 短路过渡及 颗粒过渡的普通焊接，一般材料的焊接 飞溅小，电弧稳定，焊缝成形好，熔深大，焊缝金属含氢量低 直流正接 高速焊接、堆焊、铸铁补焊 焊丝熔化速率高，熔深浅，熔宽及余高较大。 气体流量的选择 1 气体流量直接影响气体保护效果。气体流量过小时，焊缝易产生气孔等缺陷 气体流量过大时，不仅浪费气体，而且焊缝由于氧化性增强而形成氧化皮，降低焊缝质量。 2 气体流量应根据焊接电流 ，焊接速度，焊丝伸出长度，喷嘴直径，焊接位置等因素考虑。当焊接电流越大，焊接速度越快，焊丝伸出长度较长，喷嘴直径增大，室外焊接及仰焊位置时，应采用较大的气体流量。 3 当焊丝直径小于或等于 ，气体流量一般为 615 升 /分；焊丝直径大于 ，气体流量应取 1525 升 /分。 文） 13 第 3 章 在 保 焊时常见 缺陷 及对策 在实际操作中， 由于焊件本身、焊接方式和焊接环境等因素的影响，在焊接时经常会出现一些问题或缺陷。如夹渣、裂纹、气孔等。 焊接裂纹 焊接缺陷是 焊接件中最常 见的一种严重缺陷。金属的焊接性中包括了两大类的问题：一类是焊接引起的材料性能变坏，使焊件失掉了材料原来特有的性能，如不锈钢焊后失掉其耐蚀性等；另一类是在焊接接头或其附近的母材内产生裂纹和气孔等缺陷。裂纹影响焊接件的安全使用，是一种非常危险的工艺缺陷。焊接裂纹不仅发生于焊接过程中，有的还有一定潜伏期，有的则产生于焊后的再次加热过程中。焊接裂纹根据其部位、尺寸、形成原因和机理的不同，可以有不同的分类方法。按裂纹形成的条件，可分为热裂纹、冷裂纹、再热裂纹和层状撕裂等四类。 的焊接裂纹主要是冷裂纹。 冷裂纹 的焊接裂纹主要是冷裂纹。 根据引起的主要原因可分为淬火裂纹、氢致延迟裂纹和变形裂纹 。 1 定义 冷裂纹 焊接接头冷却到较低温度时 (对于钢来说在 度，即奥氏体开始转变为马氏体的温度以下 )产生的焊接裂纹 。 最主要、最常见的冷裂纹为 延迟裂纹 （即在焊后延迟一段时间才发生的裂纹 氢在金属中扩散、聚集和诱发裂纹需要一定的时间）。 2 产生原因 （ 1） 焊接接头存在淬硬组织，性能脆化。 （ 2） 扩散氢含量较高，使接头性能脆化，文） 14 大量氢分子，造成非常大的局部压力。（氢是诱发延迟裂纹的最活跃因素，故有人将延迟裂纹又称氢致裂纹） 。 （ 3） 存在较大的焊接拉应 力。 3 预防措施 （ 1） 选用碱性焊条，减少焊缝金属中氢含量、提高焊缝金属塑性 。 （ 2） 减少氢来源枣焊材要烘干，接头要清洁（无油、无锈、无水） 。 （ 3）避免产生淬硬组织枣焊前预热、焊后缓冷（可以降低焊后冷却速度） 。 （ 4） 降低焊接应力枣采用合理的工艺规范，焊后热处理等 。 （ 5） 焊后立即进行消氢处理（即加热到 250 ，保温 26h 左右，使焊缝金属中的扩散氢逸出金属表面）。 其它 裂纹 1 热裂纹 多产生于接近固相线的高温下，有沿晶界（见界面）分布的特征；但有时也能在低于固相线的温度下，沿 “多边形化边界 ”形成。热裂纹通常多产生于焊缝金属内，但也可能形成在焊接熔合线附近的被焊金属（母材）内。按其形成过程的特点，又可分为下述三种情况。 （ 1） 结晶裂纹 产生于焊缝金属结晶过程末期的 “脆性温度 ”区间，此时晶粒间存在着薄的液相层，因而金属塑性极低，由冷却的不均匀收缩而产生的拉伸变形超过了允许值时，即沿晶界液层开裂。消除结晶裂纹的主要冶金措施为通过调整成分，细化晶粒，严格控制 形成低熔点共晶的杂质元素等，以达到提高材料在脆性温度区间的塑性；此外，从设计和工艺上尽量减少在该温度区间的内部拉伸变形。 （ 2） 液化裂纹 主要产生于焊缝熔合线附近的母材中，有时也产生于多层焊的先施焊的焊道内。形成原因是由于在焊接热的作用下，焊缝熔合线外侧金属内产生沿晶界的局部熔化，以及在随后冷却收缩时引起的沿晶界液化层开裂。造成这种裂纹的情况有二：一是材料晶粒边界有较多的低熔点物质；另一种是由于迅速加热，使某些金属化合物分解而又来不及扩散，致局部晶界出现一些合金元素的富集甚至达到共晶成分。防止这类裂纹的原 则为严格控制杂质含量，合理选用焊接材料，文） 15 用。 （ 3） 多边化裂纹 是在低于固相线温度下形成的。其特点是沿 “多边形化边界 ”分布，与一次结晶晶界无明显关系；易产生于单相奥氏体金属中。这种现象可解释为由于焊接的高温过热和不平衡的结晶条件，使晶体内形成大量的空位和位错，在一定的温度、应力作用下排列成亚晶界（多边形化晶界），当此晶界与有害杂质富集区重合时，往往形成微裂纹。消除此种缺陷的方法是加入可以提高多边形化激活能的合金元素 ， 如在 金中加入 W、 ； 另一方面是减少焊接时过热和焊接应 力。 2 再热裂纹 产生于某些低合金高强度钢、珠光体耐热钢、奥氏体不锈钢以及镍基合金焊后的再次高温加热过程中。其主要原因一般认为当焊后再次加热到 500700 时，在热影响区的过热区内 ,由于特殊碳化物析出引起的晶内二次强化，一些弱化晶界的微量元素的析出，以及使焊接应力松弛时的附加变形集中于晶界，而导致沿晶开裂。因此，这种裂纹具有晶间开裂的特征，并且都发生在有严重应力集中的热影响区的粗晶区内。为了防止这种裂纹的产生，首先在设计时要选择再热裂纹敏感性低的材料，其次从工艺上要尽量减少近缝区的内应力和应力集中问题 。 3 层状撕裂 主要产生于厚板角焊时，其特征为平行于钢板表面，沿轧制方向呈阶梯形发展。这种裂纹往往不限于热影响区内，也可出现在远离表面的母材中。其产生的主要原因是由于金属中非金属夹杂物的层状分布，使钢板沿板厚方向塑性低于沿轧制方向，另外由于厚板角焊时在板厚方向造成了很大的焊接应力，所以引起层状撕裂。通常认为片状硫化物夹杂危害最大，而层状硅酸盐和过量密集的氧化铝夹杂物也有影响。防止这种缺陷，主要应在冶金过程中严格控制夹杂物的数量和分布状态。另外，改进接头设计和焊接工艺，也有一定的作用。 气孔 体保护焊时，在焊缝中形成气孔的主要原因，一般认为是在焊接熔池中存在着被溶解的 焊缝金属结晶的瞬间，由于溶解度突然减小，这些气体将析出，但当这些气体来不及从熔池逸出时，文） 16 会在焊缝中形成气孔。因此，气孔分为氮气孔、氢气孔和一氧化碳气孔。 孔 氮气孔经常出现在焊缝表面，呈蜂窝状，或者以弥散形式的微气孔分布于焊缝金属中，这些气孔往往在抛光后检验或试水压试验时才能被发现。 氮气来源：一是由于保护效果不良，空气侵入焊接区；二是 体不纯。 实践表明，要避免产生氮气孔， 最主要的是应增强气体的保护效果。另外，选用含有固氮元素（如 焊丝，也有助于防止产生氮气孔。 孔 焊接熔池中氢的含量正比于电弧空间中氢气的含量 。 电弧区的 要是来自焊丝，焊件表面的油污及铁锈，以及 体中的水分。例如，随着 体中水分的增加，会提高在焊接区域内氢的分压，同时也提高焊缝 金属 中的含量（见表 3当 体中的水分为 100g 焊缝金属中的氢含量为 ，开始出现单个气孔，如果进一步增加 体中的水分，则焊缝中的气孔说 量也将增加。 多数国家规定，焊接用 体纯度不应低于 表 3体中水分与焊缝金属含氢量的关系 体中水分（ g 焊缝金属中的含氢量（ 100g） 5 孔 在金属结晶的过程中，由于激烈地析出 产生沸腾现象，而 此在焊缝中形成气孔。如果在焊缝金属中 文） 17 于 ，就可以防止由于产生 体而引起的气孔，这是因为 金属凝固温度时能强烈 脱氧所致。 在大多数情况下， 孔产生在焊缝内部，并沿结晶方向分布，呈条虫状，表面光滑。如果焊丝的脱氧能力很低时， 孔还可能成为 表面气孔。 焊接飞溅 飞溅产生原因 1 由冶金反应引起的飞溅 这种飞溅主要是 体造成的，由于 体具有强烈的氧化性 , 焊接时熔滴和熔池中的碳元素被氧化生成 体，在电弧高温作用下，其体积急剧膨胀，逐渐增大的 体压力最终突 破液态熔滴和熔池表面 的约束，形成爆破，从而产生大量的细颗粒飞溅。 2 极点压力引起的飞溅 这种飞溅主要取决于电弧的 极性，采用正接焊接时，正离子飞向焊丝 末端，机械冲击力大，造成大颗粒飞溅。 3 熔滴短路时引起的飞溅 发生短路时，焊丝与熔池间形成液体小桥，由于短路电流的强烈加热 及电磁收缩力作用，使小桥爆断而产生细颗粒飞溅。 4 非轴向熔滴过渡造成的飞溅 这种飞溅是在大滴过渡焊接时由于电弧的排斥力所 引起的，熔滴形成大 颗粒飞溅。 5 焊接工艺参数选配不当引起的飞溅 这种飞溅是由于焊接电流、电弧电压、电感值等参数选配不当而引起的。 减少飞溅的方法 1 选配合理的焊接工艺参数 （ 1）选取适当的电弧电压在合适的电弧电压下施焊，飞溅量可减到最 文） 18 小。例如，当使用 丝焊接时，若焊接电流为 220A，焊接速度为 30cm/弧电压调到 2728V 时，可使飞溅量减少。 （ 2）选择合适的焊接电流在合适的焊接电流下施焊，飞溅最小。当使 用 丝焊接时，焊接速度为 30cm/接电流小于 280A 时，随着焊接电流的增大，飞溅量也增加；但当焊接电流超过 280A 时，在一定范围内，随着焊接电流的增加飞溅量反而减少，在焊接电流 250280滴以滴状过渡而产生大颗粒飞溅 。 （ 3）选择合适的焊接速度 ， 随着焊接速度加快，飞溅量也增加。 （ 4）选择合适的焊丝干伸长度当焊丝干伸长度过长时，焊丝容易