焊接气孔与夹杂形成机理与防止措施学习教案

1、会计学1焊接气孔焊接气孔(qkng)与夹杂形成机理与防止与夹杂形成机理与防止措施措施第一页，共25页。第1页/共24页第二页，共25页。第2页/共24页第三页，共25页。由于此时液态金属中杂质元素的浓度(nngd)也很高，便为析出性气体的形核创造了有利条件。第3页/共24页第四页，共25页。rp2图图11-11 气泡脱离现成表面示意图气泡脱离现成表面示意图a）90 b）90b)气泡气泡气泡气泡a)气泡依附于现成表面生核可以降低形核功，相气泡依附于现成表面生核可以降低形核功，相邻枝晶间的凹陷邻枝晶间的凹陷(oxin)部位最容易形核。部位最容易形核。气泡内各气体分压的总和气泡内各气体分压的总和(z

2、ngh)大于气泡大于气泡所受的外部压力总和所受的外部压力总和(zngh)时气泡才能长时气泡才能长大。气泡尺寸越小，由表面张力所产生的附大。气泡尺寸越小，由表面张力所产生的附加压力越大。加压力越大。气泡的半径越小，或液态金属的密度越小、粘度越大，气泡的半径越小，或液态金属的密度越小、粘度越大，气泡上浮速度越小。若气泡上浮速度小于结晶速度，气气泡上浮速度越小。若气泡上浮速度小于结晶速度，气泡就会滞留在凝固金属中形成气孔。泡就会滞留在凝固金属中形成气孔。2)(92rgBm第4页/共24页第五页，共25页。 焊缝金属产生的析出性气孔多数出现在焊缝表面。氢气(qn q)孔的断面形状如同螺钉状，从焊缝表面

3、上看呈喇叭口形，气孔四周有光滑的内壁。氮气孔一般成堆出现，形似蜂窝。第5页/共24页第六页，共25页。性气孔。第6页/共24页第七页，共25页。 侵入性气孔的特征是数量较少、体积较大、孔壁光滑侵入性气孔的特征是数量较少、体积较大、孔壁光滑、表面有氧化、表面有氧化(ynghu)色，常出现在铸件表层或近表色，常出现在铸件表层或近表层。形状多呈梨形、椭圆形或圆形，梨尖一般指向气体层。形状多呈梨形、椭圆形或圆形，梨尖一般指向气体侵入的方向。侵入的气体一般是水蒸气、一氧化侵入的方向。侵入的气体一般是水蒸气、一氧化(ynghu)碳、二氧化碳、二氧化(ynghu)碳、氢、氮和碳氢化合碳、氢、氮和碳氢化合物等

4、。物等。 第7页/共24页第八页，共25页。 焊缝金属中存在的反应焊缝金属中存在的反应(fnyng)性气孔通常是性气孔通常是 CO气孔，是由液态金属中的气孔，是由液态金属中的 O 与与 C 直接反应直接反应(fnyng)生成。生成。 液态金属内部液态金属内部(nib)或与铸型之间发生化学反或与铸型之间发生化学反应而产生的反应性气孔：应而产生的反应性气孔： 金属与铸型间的反应性气孔金属与铸型间的反应性气孔 金属与熔渣间的反应性气孔金属与熔渣间的反应性气孔 液态金属内元素间的反应性气孔液态金属内元素间的反应性气孔第8页/共24页第九页，共25页。() C CO 金属金属-铸型间反应性气孔常分布在铸

5、件表铸型间反应性气孔常分布在铸件表面皮下面皮下 13 mm 处，通称处，通称(tngchng)为皮为皮下气孔，其形状有球状和梨状，孔径约下气孔，其形状有球状和梨状，孔径约 13 mm 。有些皮下气孔呈细长状，垂直于铸。有些皮下气孔呈细长状，垂直于铸件表面，深度可达件表面，深度可达 10 mm 左右。左右。第9页/共24页第十页，共25页。 COFeCFeO 23COCaOCaCOCOFeOFeCO2第10页/共24页第十一页，共25页。（2 2）氢）氢- -氧反应性气孔氧反应性气孔 溶解在液态金属中的溶解在液态金属中的OO和和H H 反应生成反应生成 H2O H2O 气泡，产生水气孔。这类气孔

6、主要气泡，产生水气孔。这类气孔主要(zhyo)(zhyo)出现在铜合出现在铜合金铸件中。金铸件中。（3 3）碳）碳- -氢反应性气孔氢反应性气孔 铸件最后凝固的液相中，含有较高浓度的铸件最后凝固的液相中，含有较高浓度的 H 和和 C 时，将时，将生成生成甲烷（甲烷（CH4）气孔）气孔。第11页/共24页第十二页，共25页。第12页/共24页第十三页，共25页。主要(zhyo)来源炉料中的杂质炉料中的杂质焊材、母材中的杂质焊材、母材中的杂质熔炼过程反应产物熔炼过程反应产物与周围介质与周围介质（气、固、液态）（气、固、液态）间的反应产物间的反应产物第13页/共24页第十四页，共25页。按夹杂(ji

7、z)物形状氧化物氧化物硫化物硫化物硅酸盐硅酸盐 初生夹杂物初生夹杂物次生次生(cshng)(cshng)夹杂夹杂物物二次氧化夹杂物二次氧化夹杂物 球形球形多面体多面体不规则多角形不规则多角形条状条状 第14页/共24页第十五页，共25页。第15页/共24页第十六页，共25页。第16页/共24页第十七页，共25页。nmBALTL 201（2 2）夹杂物的聚合长大）夹杂物的聚合长大 夹杂物从液相中析出时尺寸很小（仅有几夹杂物从液相中析出时尺寸很小（仅有几个微米），数量却很多（数量级可达个微米），数量却很多（数量级可达108108个个/cm3/cm3）。由于对流或密度差上浮或下沉，发）。由于对流或密度差上浮或下沉，发生高频率的碰撞和机械粘连。夹杂物粗化后生高频率的碰撞和机械粘连。夹杂物粗化后运动速度加快运动速度加快(ji kui)(ji kui)，以更高的速度与，以更高的速度与其他夹杂物碰撞、聚合长大。熔点较低的夹其他夹杂物碰撞、聚合长大。熔点较低的夹杂物会重新熔化，尺寸大、密度小的夹杂物杂物会重新熔化，尺寸大、密度小的夹杂物则会浮到液态金属表面。则会浮到液态金属表面。 第17页/共24页第十八页，共25页。第18页/共24页第十九页，共25页。第19页/共24页第二十页，共25页。第20页/共24页第二十一页，共25页。第21页/共24页第二十二页