第一章 焊接2

1、1第一篇第一篇 连接成形理论基础连接成形理论基础2第第 2节节 熔焊熔焊（Fusion Welding）四、熔焊方法及工艺四、熔焊方法及工艺三、焊接接头的组织与性能三、焊接接头的组织与性能一、熔焊原理一、熔焊原理二、电弧焊焊接过程二、电弧焊焊接过程本章主要内容：本章主要内容：11113焊接接头的形成一般经历几个过程：焊接接头的形成一般经历几个过程：加热、熔化、加热、熔化、冶金反应、凝固结晶、固态相变直至形成焊接接头。冶金反应、凝固结晶、固态相变直至形成焊接接头。三、焊接接头的组织与性能三、焊接接头的组织与性能高温热源融化焊缝区金属，并向工件传热，必然引起焊缝及附近区域金属的组织和性能变化。 焊

2、缝区焊缝区 熔合区熔合区 热影响区热影响区14p 1. 焊缝金属的组织和性能焊缝金属的组织和性能 热源移走后，熔池中的液体金属开始冷却结晶，垂直于熔合线朝向焊接方向并弯曲指向熔池中心，生长为柱状树枝晶。 低熔点物质将被推向焊缝最后结晶部位，形成成分偏析。焊接速度对结晶形态的影响焊接速度对结晶形态的影响a a）焊接速度大）焊接速度大b b）焊接速度小）焊接速度小a a）柱状晶垂直焊缝边界长到焊缝中心，定向晶）柱状晶垂直焊缝边界长到焊缝中心，定向晶b b）朝向焊接方向并弯曲指向中心，偏向晶）朝向焊接方向并弯曲指向中心，偏向晶5 （1）熔池凝固的特点）熔池凝固的特点联生结晶联生结晶/交互结晶交互结晶

3、/外延结晶外延结晶 依附于母材晶粒的现成表面而形成共同晶粒的凝固方式择优成长择优成长并非“齐步前进”。当散热最快的方向与晶体成长的结晶位向相同时，有利于柱状晶的成长 熔池凝固组织形态的多样性熔池凝固组织形态的多样性 凝固组织的形态有柱状晶（平面晶、胞状晶、胞状树枝晶和树枝晶）及等轴晶等6 固液界面前方液相中温度梯度GL很大，液相中实际温度曲线高于液相线温度T，不形成成分过冷区。向前生长出的晶核被“过热”液态金属重新熔化，凝固界面为平滑界面，且在柱状晶内无溶质微观偏析。成分过冷条件成分过冷条件结晶形态结晶形态u平面晶平面晶7液相中温度梯度GL变小，实际温度曲线与液相线温度T在小范围x内相交，形成

4、少量成分过冷区，平面结晶界面不稳定，凝固界面长出许多平行束状的晶芽胞，突入液相生长并向侧面亚晶界排出溶质，降低其液相线温度从而形成相互平行的棱柱体元。成分过冷条件成分过冷条件结晶形态结晶形态u胞状晶胞状晶8GL变小，成分过冷区增大，生长加快，胞状晶前沿深入液相内部较长距离，突起部分向周围排出溶质，横向也产生成分过冷并从主干上长出短小二次枝，形成较多十字棱柱体亚结构。（a）成分过冷条件）成分过冷条件（b）结晶形态）结晶形态u胞状树枝晶胞状树枝晶9GL进一步减小，成分过冷区更大，生长更快，一个晶粒内只产生一个长主干，周围界面突入过冷液相中形成二次枝晶，邻近枝晶接触即停止生长。成分过冷条件成分过冷条

5、件结晶形态结晶形态u树枝状晶树枝状晶10（a）成分过冷条件）成分过冷条件（b）结晶形态）结晶形态u等轴晶等轴晶：GL很小时，成分过冷区很宽，结晶前沿形成粗大的树枝状晶，同时液相内部生核，产生新晶粒，自由成长。u等轴晶等轴晶11在熔池两侧翼边界，由于结晶速度在熔池两侧翼边界，由于结晶速度R R非常小，温度梯度非常小，温度梯度G G较大，较大，G/R G/R 则很大，成分过冷接近于零，满足平面晶生长的条件。则很大，成分过冷接近于零，满足平面晶生长的条件。当凝固界面远离熔合区边界向焊缝中心推进时当凝固界面远离熔合区边界向焊缝中心推进时, , 结晶速度结晶速度R R逐渐增逐渐增大，而温度梯度大，而温度

6、梯度G G减小减小, G/R , G/R 逐步减小，成分过冷逐渐增大，平面逐步减小，成分过冷逐渐增大，平面生长将转为胞状生长；生长将转为胞状生长；随着成分过冷的进一步加大，树枝晶生长的方式逐渐占主导地位，随着成分过冷的进一步加大，树枝晶生长的方式逐渐占主导地位，在到达熔池尾端结束凝固时，成分过冷度最大，有可能形成等轴树在到达熔池尾端结束凝固时，成分过冷度最大，有可能形成等轴树枝晶区。枝晶区。熔合区u焊缝不同部位结晶形态焊缝不同部位结晶形态12（2）焊缝金属的组织：）焊缝金属的组织： 固态相变，影响因素：化学成分固态相变，影响因素：化学成分+冷却条件冷却条件 低碳钢焊缝低碳钢焊缝： 固态相变时，

7、首先沿奥氏体晶界析出共析铁素体，然后发生共析转变： AP（FFe3C） 得到铁素体加珠光体。 焊缝金属过热时，奥氏体晶界或晶粒内部还会析出塑韧性差的网状魏氏组织。13低合金钢低合金钢珠光体珠光体铁铁素素体体先共析（晶界或粒界/块状）铁素体侧板条铁素体针状铁素体细晶铁素体马氏体马氏体板条马氏体片状马氏体贝氏体贝氏体上贝氏体下贝氏体14u铁素体（铁素体（Ferrite / F）先共析（晶界或粒界先共析（晶界或粒界/块状）铁素体块状）铁素体（Proeutectoid Ferrite / PF）转变温度：770680位置：沿奥氏体晶界形态：长条形或多边形块状性能特点：位错密度低，降低焊缝金属的韧性侧板

8、条铁素体侧板条铁素体(Ferrite Side Plate / FSP)转变温度：700550位置：从晶界铁素体侧面生长形态：板条状性能特点：位错密度比PF高，降低韧性15u铁素体铁素体针状铁素体针状铁素体(Acicular Ferrite / AF)转变温度：500左右位置：原奥氏体晶内形态：针状性能特点：位错密度高，为PF的两倍，改善韧性细晶铁素体细晶铁素体(Fine Grain Ferrite / FGF)转变温度：500以下位置：有Ti、B等细晶元素存在时，位于奥氏体晶粒内部形态：细小晶粒性能特点：降低韧性16u珠光体珠光体(Pearlite / P)接近平衡条件下的组织，焊接条件下很

9、少产生接近平衡条件下的组织，焊接条件下很少产生u 贝氏体贝氏体(Bainite / B)上贝氏体上贝氏体(Upper Bainite / BU)转变温度：550450位置：沿奥氏体晶界形态：平行的条状铁素体之间分布渗碳体光镜下为羽毛状性能特点：韧性较差下贝氏体下贝氏体(Lower Bainite / BL)转变温度：450 Ms形态：针状铁素体和针状渗碳体的机械混合物光镜下类似回火片状马氏体性能特点：强度和韧性都较好17u 马氏体马氏体(Martensite / M)Ms温度下，不同的碳含量，形成：温度下，不同的碳含量，形成：板条板条/位错型位错型/低碳马氏体低碳马氏体(Dislocated

10、Martensite)低碳低合金钢焊缝金属，奥氏体内部细条状位错密度高，强度、韧性、抗裂纹能力等综合性能指标在马氏体中最好片状片状/孪晶马氏体孪晶马氏体(Plate Martensite)焊缝中含碳量大于0.4%粗大，贯穿奥氏体晶粒内部，片间不相互平行硬度高而脆，易致冷裂纹，应避免M-A组元组元富碳马氏体和残留奥氏体硬度高，致裂纹条状条状贝氏体粒状粒状贝氏体1819（3）焊缝金属连续冷却转变图）焊缝金属连续冷却转变图(WM一一CCT) 目的：目的：预测低合金钢焊缝金属连续冷却组织与性能，从而根据性能要求合理地选择母材、焊材并制定焊接参数。 定义：定义：表征具有一定化学成分的焊缝金属，在各种连续

11、冷却条件下，转变开始温度和终了温度、转变开始时间和终了时间以及转变的组织、室温硬度与冷却速度之间关系的曲线图谱。类似于热处理中的CCT图。20（4）焊缝金属性能控制）焊缝金属性能控制通过提高形核率提高形核率和抑制晶粒长大抑制晶粒长大两个方面 变质处理变质处理 通过焊接材料向熔池加入一定量的合金元素(如B、Mo、V、Ti、Nb等) , 作为熔池中非自发晶核的质点,从而使焊缝晶粒细化。振动结晶振动结晶 采用振动的方法来打断正在成长的柱状晶，增大晶粒游离倾向，达到细化晶粒的目的。振动方式主要有机械振动、超声振动和电磁搅拌。焊接工艺焊接工艺 采用恰当的焊接工艺，也可改善熔池凝固结晶。主要方法是小线能量

12、、多层焊和锤击焊道表面等。21p 2.热影响区的组织和性能热影响区的组织和性能 热影响区（热影响区（HAZHAZ）/ /近缝区近缝区：熔焊时，在焊接热源的作用下焊缝周围的母材发生组织和性能变化的区域。22加热速度加热速度H速度快，相变不充分。与方法、热输入、母材厚度和材质有关最高最高/峰值温度峰值温度m与每点对应，距焊缝近的m高相变温度以下相变温度以下/高温停留时间高温停留时间tH越长，高温奥氏体均质化充分，但晶粒长大严重 冷却速度冷却速度c或冷却时间或冷却时间tc冷却至某一温度c点的瞬时冷却速度，切线求出t100表示从m冷却到100的冷却时间。 t8/5表示从800 冷却到500的冷却时间。

13、（1）焊接热循环）焊接热循环指焊件上某点的温度由低到高再由高到低随时间的变化过程。23u 焊接热循环的特点焊接热循环的特点加热温度高、加热和冷却速度快、短时高温停留和局部受热，对易淬火钢，易导致马氏体相变；对其它材料，易产生焊接变形、应力及裂纹。焊接过程奥氏体化特点：焊接过程奥氏体化特点：加热速度快不利于奥氏体化和奥氏体均匀化，但加热温度高促进奥氏体化，但高温使晶粒粗大。24u 模拟焊接热影响区连续模拟焊接热影响区连续冷却组织转变图冷却组织转变图SHCCT可判断在某一冷却条件下的组织转变过程和得到的最终组织。图中：图中：得到得到P PF F的的最大最大c 出现出现P P的临界最大冷速的临界最大

14、冷速出现出现F F的临界冷速的临界冷速得到全部得到全部M M的临界最小冷速的临界最小冷速与焊缝金属连续冷却转变图与焊缝金属连续冷却转变图(WM一一CCT)类似类似25 HAZ组织分布组织分布a. 低碳钢及不易淬火的低合金钢低碳钢及不易淬火的低合金钢（Q235、20、16Mn等）熔合熔合/半熔化区半熔化区：最高温度在固相线和液相线之间。局部熔化，成分与组织不均匀，塑性差过热区过热区/粗晶区粗晶区：固相线到1100左右。塑韧性差相变重结晶区（正火区）相变重结晶区（正火区）： 1100Ac3相当于 正火组织（细晶FP）塑韧性好不完全重结晶区不完全重结晶区：Ac1Ac3， （部分细晶FP以及粗晶F）组

15、织不均匀（2）焊接热影响区的组织和性能变化）焊接热影响区的组织和性能变化26b. 易淬火钢易淬火钢(低碳调质钢、中碳钢、中碳调质钢，如：18CrMoNb、45、30CrMnSi等) 与焊前热处理状态有关焊前正火或退火态焊前正火或退火态，HAZ主要由完全淬火区和不完全淬火区组成。 调质态调质态， HAZ主要由完全淬火区、不完全淬火区和回火区组成。27 HAZ性能变化性能变化a. HAZ的硬化的硬化 用最高硬度用最高硬度Hmax表示表示国际焊接学会国际焊接学会(IIW)的碳当量公式：的碳当量公式：5VMoCr15NiCu6MnCCE100(HV)559CEHmaxb. HAZ的脆化的脆化 粗晶脆化

16、、析出脆化、组织脆化和氢脆化等粗晶脆化、析出脆化、组织脆化和氢脆化等熔合区与过热区因m高，发生粗晶脆化。组织脆化包括魏氏组织、孪晶马氏体、MA组元及上贝氏体脆化。析出脆化：焊前母材为过饱和固溶体，焊接热作用下产生时效或回火效果，碳化物或氮化物造成的塑性及韧性下降。28c. HAZ的软化的软化 焊接调质钢或淬火钢时，HAZ受热温度超过回火温度，在Ac1附近强度下降，称为回火软化。d. HAZ的韧化的韧化 韧性是指材料在塑性应变和断裂全过程中吸收能量的能力，是强度和塑性的综合表现。保证保证HAZ韧性的措施：韧性的措施： 调整低合金高强钢的成分和HAZ组织状态（针状F、BL、低碳M，奥氏体等塑韧性好

17、的组织） 工艺调整：热输入避免脆化组织的前提下尽量大，防止淬硬组织和冷裂纹。预热、后处理。29p 3. 影响焊接接头性能的因素影响焊接接头性能的因素 焊接材料（焊条、焊丝、焊剂）焊接材料（焊条、焊丝、焊剂） 焊接方法（热源不同、保护效果不同）焊接方法（热源不同、保护效果不同） 焊接工艺（焊接电流、电压、速度）焊接工艺（焊接电流、电压、速度） 焊后热处理（正火后细化晶粒）焊后热处理（正火后细化晶粒）30过热区（过热区（1100 ）组织粗大，机械性能很低）组织粗大，机械性能很低,正火区（正火区（Ac31100）晶粒细小，机械性能高，）晶粒细小，机械性能高，部分相变区（部分相变区（Ac1Ac3）晶粒

18、不均匀，机械性能低。）晶粒不均匀，机械性能低。焊缝金属的组织和性能焊缝金属的组织和性能熔合区的组织和性能熔合区的组织和性能热影响区的组织和性能热影响区的组织和性能铸态组织，性能可以达到要求。铸态组织，性能可以达到要求。成分不均匀，组织粗大，机械性能很低。成分不均匀，组织粗大，机械性能很低。 可见，熔合区、过热区是接头中性能最差的薄弱部位，会可见，熔合区、过热区是接头中性能最差的薄弱部位，会严重影响焊接接头的质量。严重影响焊接接头的质量。小结小结31四、熔焊方法及工艺四、熔焊方法及工艺1熔熔焊焊电弧焊电弧焊电渣焊电渣焊等离子弧焊等离子弧焊电子束焊电子束焊激光焊激光焊手弧焊手弧焊气体保护焊气体保护

19、焊埋弧焊埋弧焊32p 1. 手手弧焊弧焊手弧焊的手弧焊的原理及特点原理及特点 手弧焊手弧焊是用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法。是用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法。适于各种环境各种方位、设备简单、焊钳小、使用方便。适于各种环境各种方位、设备简单、焊钳小、使用方便。 手弧焊手弧焊是应用最广泛的焊接方法。是应用最广泛的焊接方法。33p 2. 埋弧焊埋弧焊 （1 1）埋弧焊的）埋弧焊的原理及特点原理及特点 用用焊剂焊剂进行渣保护，焊丝为一电极在焊剂层下引燃电弧进行渣保护，焊丝为一电极在焊剂层下引燃电弧燃烧，热效率高；焊丝为连续的燃烧，热效率高；焊丝为连续的盘状焊丝盘状焊丝，可连续馈电；焊，可连续馈

20、电；焊接接无飞溅无飞溅，可实现大电流，可实现大电流(1000A)高速焊接，生产率高；金属高速焊接，生产率高；金属利用率高利用率高(熔深大，熔深大，2025mm以下的工件可不开坡口进行焊以下的工件可不开坡口进行焊接接)；焊接质量好，劳动条件好。；焊接质量好，劳动条件好。 埋弧焊适于埋弧焊适于平直长焊缝平直长焊缝和和环焊缝环焊缝的焊接。的焊接。34（2 2）埋弧自动焊示意图和焊接过程）埋弧自动焊示意图和焊接过程35（3 3）埋弧焊的工艺）埋弧焊的工艺 焊前准备焊前准备(下料、开坡口和装配下料、开坡口和装配) 板厚小于14mm时，可不开坡口； 板厚为1422mm时，应开Y型坡口； 板厚为2250mm

21、时，可开双Y型或U型坡口。 Y型和双Y型坡口的角度为5060。36 焊直缝时，应安装焊直缝时，应安装引弧板和熄弧板引弧板和熄弧板( (引出板引出板) )，防止起弧，防止起弧和熄弧时产生的气孔、夹杂、缩孔、缩松等进入工件焊缝中。和熄弧时产生的气孔、夹杂、缩孔、缩松等进入工件焊缝中。为保持焊接成形和防止烧穿，采用各种为保持焊接成形和防止烧穿，采用各种焊剂垫焊剂垫和和垫板垫板。37平板对接焊平板对接焊 常采用双面焊，可不留间隙直接进行双面焊接，也可采用打底焊或焊剂垫或垫板或者水冷铜成型底板进行单面焊双面成型。38 多丝埋弧焊多丝埋弧焊 同时有两个以上焊丝起焊接，焊接速度高，焊缝成型好。前一电弧保证熔

22、深，后续电弧调节熔宽，使熔池形状及焊缝成型较为合理。 环焊缝环焊缝 焊接环焊缝时，焊丝焊丝起弧点应与环的中心线偏起弧点应与环的中心线偏离一距离离一距离e e，以防止熔池金属的流淌。一般偏离距离为20-40mm，直径小于250mm的环缝一般不采用埋弧自动焊。39（4 4）埋弧焊的应用）埋弧焊的应用 埋弧焊主要用于埋弧焊主要用于压力容器压力容器的的环缝焊和直缝焊环缝焊和直缝焊，锅炉冷，锅炉冷却壁的长直焊缝焊接，船舶和潜艇壳体的焊接，起重机械却壁的长直焊缝焊接，船舶和潜艇壳体的焊接，起重机械（行车）和冶金机械（高炉炉身）的焊接（行车）和冶金机械（高炉炉身）的焊接。40p 3. 气体保护焊气体保护焊

23、(1) (1)氩弧焊氩弧焊 利用氩气保护电弧热源及焊缝区进行焊接。利用氩气保护电弧热源及焊缝区进行焊接。钨极氩弧焊钨极氩弧焊(TIG)(TIG) 以钨钍合金和钨以钨钍合金和钨铈合金为阴极，利用铈合金为阴极，利用钨合金熔点高，发射钨合金熔点高，发射电子能力强，阴极产电子能力强，阴极产热少，钨极寿命长的热少，钨极寿命长的特点，形成不熔化极特点，形成不熔化极氩弧焊。氩弧焊。241熔化极氩弧焊熔化极氩弧焊(MIG)(MIG) 以焊丝为一电极（正极），工件为另一电极（负极），焊丝以焊丝为一电极（正极），工件为另一电极（负极），焊丝熔滴通常呈很细颗粒的熔滴通常呈很细颗粒的“喷射过渡喷射过渡”进入熔池，所用

24、电流比较进入熔池，所用电流比较大，生产率高。大，生产率高。 对板厚对板厚8mm以上的铝容器，以上的铝容器，为使电弧稳定为使电弧稳定，熔化极，熔化极氩弧氩弧焊焊通通常采用常采用直流反接直流反接，这对于焊铝工件正好有，这对于焊铝工件正好有“阴极破碎阴极破碎”作用。作用。42脉冲氩弧焊脉冲氩弧焊 将电流波形调制成脉冲形式，用将电流波形调制成脉冲形式，用高脉冲电流形成焊高脉冲电流形成焊接熔池，低脉冲电流用来维弧和凝固接熔池，低脉冲电流用来维弧和凝固，可控制焊缝的尺，可控制焊缝的尺寸与焊接质量。适于焊寸与焊接质量。适于焊0.1-5mm钢材或管材，实现单面焊钢材或管材，实现单面焊双面成形。适于全位置自动焊

25、接。双面成形。适于全位置自动焊接。43 氩弧焊的特点及应用氩弧焊的特点及应用机械保护效果很好，焊缝金属纯净，焊接质量优良，机械保护效果很好，焊缝金属纯净，焊接质量优良，焊缝成焊缝成 型美观。型美观。电弧稳定，可实现单面焊双面成型。电弧稳定，可实现单面焊双面成型。可全位置自动焊接。可全位置自动焊接。氩气贵，成本高。氩气贵，成本高。主要用于易氧化的有色金属和合金钢的焊接。如铝、主要用于易氧化的有色金属和合金钢的焊接。如铝、钛和不锈钢等。钛和不锈钢等。44(2)二氧化碳焊二氧化碳焊 以以CO2为保护气体，用焊丝为电极引燃电弧，为保护气体，用焊丝为电极引燃电弧，实现半自动焊或自动焊。实现半自动焊或自动

26、焊。 45CO2气体保护效果好，但是在焊接时会产生飞气体保护效果好，但是在焊接时会产生飞溅？溅？ CO2+Fe = FeO+CO FeO进入熔池和熔滴，与熔池和熔滴中的碳反应： FeO+C = Fe+CO 生成的CO在熔池和熔滴内体积急剧膨胀而爆破，导致飞溅。防止飞溅的措施防止飞溅的措施CO2焊常用焊常用H08Mn2SiA焊丝来进行脱氧，合金化。焊丝来进行脱氧，合金化。采用短路过渡和细颗粒过渡。采用短路过渡和细颗粒过渡。为使电弧稳定，飞溅少，为使电弧稳定，飞溅少，CO2焊采用焊采用直流反接直流反接。采用含硅、锰、钛、铝的焊丝，防止铁的氧化。采用含硅、锰、钛、铝的焊丝，防止铁的氧化。采用药芯焊丝

27、。采用药芯焊丝。 46p4. 电渣焊电渣焊(electro-slag welding ) 利用电流通过熔渣时产生的电阻热加热熔化焊丝和母利用电流通过熔渣时产生的电阻热加热熔化焊丝和母材来进行焊接的一种熔焊方法。分为丝极、板极、熔嘴和材来进行焊接的一种熔焊方法。分为丝极、板极、熔嘴和熔管电渣焊。熔管电渣焊。47电渣焊电渣焊方法方法48电渣焊电渣焊中心偏中心偏析析 电渣焊时，电渣焊时，焊缝成型系数焊缝成型系数为熔池宽度与深度之比。焊缝成型系为熔池宽度与深度之比。焊缝成型系数越小，则表征焊缝中一次结晶晶粒主轴与焊缝轴线近于垂直，焊数越小，则表征焊缝中一次结晶晶粒主轴与焊缝轴线近于垂直，焊缝中心偏析越

28、严重，产生中心热裂纹的敏感性越大。电渣焊时的成缝中心偏析越严重，产生中心热裂纹的敏感性越大。电渣焊时的成型系数一般为型系数一般为2 24 4左右，以左右，以防止中心偏析防止中心偏析。49电渣焊电渣焊工艺工艺特点特点与一般电弧焊相比，电渣焊有如下优点与一般电弧焊相比，电渣焊有如下优点： 可一次焊接很厚的工件，焊接生产率高。可一次焊接很厚的工件，焊接生产率高。 只需留有一定的间隙而只需留有一定的间隙而不开坡口不开坡口，焊接过程中焊剂、焊丝，焊接过程中焊剂、焊丝和电能的消耗量均比埋弧焊低。和电能的消耗量均比埋弧焊低。 金属熔池的凝固速率低，气体和杂质易浮出，产生气孔，金属熔池的凝固速率低，气体和杂质

29、易浮出，产生气孔，夹渣的倾向性较低。夹渣的倾向性较低。 渣池的热容量大，对电流的波动敏感性小，电流密度可在渣池的热容量大，对电流的波动敏感性小，电流密度可在较大的范围内变化（较大的范围内变化（0.2300A/mm2）。 一般不需预热。焊接易淬火钢时，产生淬火裂纹的倾向小。一般不需预热。焊接易淬火钢时，产生淬火裂纹的倾向小。 50 广泛用于锅炉制造，重型机械和石油化工等行业。电渣焊除焊接碳钢、低合金、中合金钢和高合金钢以及铸铁外，也可用来焊接铝及铝合金、镁合金、钛及钛合金和铜。电渣焊的结晶特点电渣焊的结晶特点 焊接线能量大，加热和冷却速度低，高温停留时间长，焊接线能量大，加热和冷却速度低，高温停

30、留时间长，所以电渣焊焊缝的一次结晶晶粒为所以电渣焊焊缝的一次结晶晶粒为粗大的树枝状组织粗大的树枝状组织，热影，热影响区也严重响区也严重过热过热。 在焊接低碳钢时焊缝和近缝区产生粗大的魏氏组织。为了在焊接低碳钢时焊缝和近缝区产生粗大的魏氏组织。为了 改善焊接接头的力学性能，焊后要进行（改善焊接接头的力学性能，焊后要进行（正火正火）热处理。）热处理。51p5. 等离子弧焊等离子弧焊(Plasma Arc Welding/PAW) 利用利用机械压缩效应机械压缩效应（电弧通过喷嘴细小孔道时的被迫收缩）、）、热压缩效应热压缩效应（在冷气流的强迫冷却下，离子和电子带电粒子流往弧柱中心集中）和）和电磁收缩效

31、应电磁收缩效应（弧柱带电粒子的电流线为平行电流线，相互磁场作用使电流线产生相互吸引而收缩）将电弧压缩为细小的等离子体。）将电弧压缩为细小的等离子体。52 等离子弧温度高达等离子弧温度高达24000K24000K以上，能量密度可达以上，能量密度可达105105106 106 W/cmW/cm2 2，因而可一次性熔化较厚的材料。，因而可一次性熔化较厚的材料。可用于焊接和切割可用于焊接和切割。53等离子弧焊接工艺等离子弧焊接工艺穿孔型穿孔型等离子弧焊接等离子弧焊接 在大电流(100300A)和大的离子气流量的条件下，可不开坡口，不加填充金属，不用衬垫实现单面焊双面成形。 适用于焊接3-8 mm不锈钢

32、，12mm以下钛合金，2-6mm低碳钢或低合金钢，以及铜、黄铜、镍及镍基合金的对接缝。厚度大于上述范围时可采用Y型坡口多层焊。54微束等离子微束等离子弧焊接弧焊接 指1530A以下的熔入型等离子弧焊接。 速度快，焊缝窄，热影响区小，可焊更薄的金属(最低可达0.01mm)熔入型熔入型等离子弧焊接等离子弧焊接 离子气流量较小，穿孔效应消失，同TIG相似。 适用薄板，多层焊缝的盖面及角焊缝的焊接。是目前焊接薄金属箔的有效方法。55等离子弧切割等离子弧切割 采用氮和压缩空气作离子气，将切口金属熔化并吹除。由于空气等离子弧的热焓值高，加上氧和金属相互作用过程中放热，切割速度提高，切口质量也很好。等离子弧

33、切割低碳钢的厚度为0.680mm。56等离子弧焊的特点及应用等离子弧焊的特点及应用 能量密度大，弧柱温度高，穿透能力强。能量密度大，弧柱温度高，穿透能力强。 良好的挺直度与方向性。电流小到良好的挺直度与方向性。电流小到0.1A0.1A时，电弧仍能稳时，电弧仍能稳定燃烧，所以可焊接很薄的箔材。定燃烧，所以可焊接很薄的箔材。 广泛应用于国防工业及尖端技术所用的铜合金、合金钢、广泛应用于国防工业及尖端技术所用的铜合金、合金钢、钨、钼、钴、钛等金属的焊接。例如：钛合金导弹壳体、钨、钼、钴、钛等金属的焊接。例如：钛合金导弹壳体、电容器的外壳封焊以及飞机上一些薄壁容器等。电容器的外壳封焊以及飞机上一些薄壁容器等。 设备比较复