第四章-金属熔焊原理

第四章金属熔焊原理1§4-1焊接热过程及冶金过程特点§4-2

气体对焊缝金属的影响§4-3

熔渣与金属的作用

§4-4焊缝金属的结晶§4-5焊接热影响区的组织与性能§4-6焊缝中的气孔§4-7焊接裂纹2本章重点焊接冶金过程的特点。焊缝金属的脱氧、脱硫、脱磷及合金化。焊缝金属的结晶过程及组织。焊接热影响区的构成、组织与性能。焊缝中气孔的产生与防止方法。焊接裂纹的产生、形成及防止措施。3焊接化学冶金过程：熔化焊时，焊接区内各种物质（气相、液态金属、熔渣）之间在高温下相互作用的过程。包括加热、熔化、冶金反应、结晶、固态相变、形成接头几个部分。§4-1

焊接热过程及冶金过程特点4一、焊接热过程和传热

（一）焊接热源

1、种类：电阻热：焊接电流的热效应产生的热量作为焊接热源。电弧热：利用焊接电弧的能量作为热源。化学反应热：利用化学反应产生的能量作为热源。其它热：如摩擦能量、轰击能量等。5

2、热源特点

局部加热。能量高度集中。热源温度远高于被焊金属熔点。（二）焊接传热导热：直接接触的物体间或物体内部的一种传导方式。热对流：液体内部各部分发生相对位移而引起的热量转移方式。热辐射：物体表面向外发射可见或不可见射线、不需要接触而进行能量传递的方式。6二、焊接温度场和焊接热循环

（一）焊接温度场1.定义：焊接过程中，焊件上各点的温度随时间而改变，我们将某一瞬间焊接接头上各点温度的分布状态称为焊接温度场。2.特点：温度场呈一系列椭圆形的等温线，离热源越近，等温线越密，远则稀，焊接速度越快，椭圆长轴越长，短轴越短。3.作用：便于分析接头各处温度高低，组织与性能的变化。7（二）焊接热循环1.定义：在焊接热源作用下,焊件上某一点P的温度随时间的变化过程叫作焊接热循环.2.基本参数：加热速度：随着速度增加，相变温度提高，奥氏体均质化和碳化物溶解也越不充分，影响冷却后组织与性能。加热的最高温度：各部峰值温度的不同将严重影响其金相组织与性能的变化以及应力与变形的分布。在相变温度以上的停留时间：相变以温度停留时间将影响奥氏体的均质化，但如果在高温停留时间长则会使晶粒严重粗大。冷却速度或冷却时间：将影响到固态相变组织及晶粒粗细。8离焊缝中心远近不一的各点其热循环各不相同，离焊缝越近的点，其加热速度越快，峰值温度越高，冷却也越快，加热到最高点所用时间也最短。加热到最高温度的时间相对于冷却到室温的时间要短，在相变温度以上停留时间越长，越有利于奥氏体均质化。9三、焊条的加热和焊接熔池

（一）焊条的加热电阻热：焊接电流通过焊芯时产生的电阻热。当电阻热过大时，易引起焊芯和药皮温度过高，造成飞溅增加，药皮开裂、脱落或失去保护、冶金作用，在焊条电弧中应尽量少用，但在电渣焊中却是主要能量。电弧热：焊接电弧传给焊条端部的热量。是熔化焊条、焊丝、母材的主要能量。化学反应热：药皮部分化学物质化学反应时产生的热量（只占1%~3%可忽略不计）。

10（二）熔池的形成1、熔池的形状和尺寸

熔池为半椭球，几何尺寸为L=P2IU其中，P2是比例系数，取决于焊接方法和规范。I是焊接电流，U是焊接电压，上式适用于点状热源。P2（mm/kw）的大小取决于焊接方法与焊接电流，I增加，最大熔宽微有减小，最大深度明显增加；U增加，最大熔宽明显增加，最大深度明显减小。112、熔池质量和存在时间

tmax=L/v

tcp=mp/ρvAw

AW焊缝的横截面积3、熔池温度

熔池中部温度最高，头部次之，其次是尾部。tmax—最大停留时间（s）L—熔池长度（cm）V—焊接速度（cm/s）mp—熔池的质量（g）ρ—熔池液态金属密度（g/cm3）AW—焊缝的横截面积（cm2）121）液态金属密度差引起自由对流运动2）表面张力差强迫对流运动3）熔池中各种机械力搅拌4、熔池运动状态

13四、焊条冶金过程特点

普通化学冶金过程和焊接化学冶金过程对比普通化学冶金过程是对金属熔炼加工过程，在放在特定的炉中进行。焊接化学冶金过程是金属在焊接条件下再熔炼的过程，焊接时熔池相当高炉。共同点

不

同

点

1）原材料不同

普冶材料：矿石、焦炭、废钢铁等。焊冶材料：焊条、焊丝、焊剂等。2）目的不同普冶：提炼金属；焊冶：对金属再熔炼，以满足构件性能金属冶炼加工14（一）焊接时熔化金属受到保护特点1、气渣联合保护2、渣保护3、气保护4、真空保护5、自保护（二）焊接冶金过程分区域进行（以焊条电弧焊为例）1、药皮反应区：指焊条受热后，直到焊条药皮熔点前发生的一系列反应。1)水分蒸发2)某些物质分解3)铁合金氧化152、熔滴反应区：指熔滴形成、长大、脱离焊条，过渡到熔池中这个过程。１)温度高：1800~2400℃２)与气体、熔渣的接触面积大：比表面积达103~104cm2/kg３)时间短速度快：T停=0.01~0.1(s)，V过=7.5~10m/s，

T过=0.0001~0.001(s)，T触=0.01~1.0(s)４)熔渣、熔滴搅拌混合强烈：增加相的接触面，利于反应物的进入和退出，加快反应速度。主要反应有：气体分解和熔解、金属蒸发、金属及其化合物间的氧化与还原以及焊缝金属的合金化。163、熔池反应区：熔滴和熔渣进入熔池后各相间进行的一系列物化反应1）熔池相对要低：T=1600～1900℃。2)比表面积小：3～130cm2/kg3）时间长：手工焊3～8s，埋弧焊6—25s4）反应速度没有熔滴反应区强：反应时间长。5）熔池温度不均匀：其前部与尾部反应相反。

熔池前半部分发生金属熔化和气体的吸收,利于吸热反应，熔池后半部分发生金属凝固和气体的析出,利于放热反应。

返回目录17一、焊接区内的气体

（一）气体的来源来源：1.焊接材料

2.气体介质

3.焊丝和母材表面上的油锈等杂质。

4.金属和熔渣的蒸发产生的气体

成分： 金属及熔渣蒸气§4-2

气相对焊缝金属的影响18（二）气体的产生1.有机物的分解和燃烧：如淀粉、纤维素等有机化合物热氧化分解反应。

2（C6H10O5）m+7mO2=12mCO2+10mH22.碳酸盐和高价氧化物的分解：

CaCO3=CaO+CO2

MgCO3=MgO+CO2

6Fe2O3=4Fe3O4+O23.材料的蒸发19二、氮与金属作用

来源：主要是焊接区周围的空气。氮与金属作用有两种情况。

1、不与氮发生作用的金属：即不能熔解氮又不形成氮化物，可用N作为保护气体（如铜、镍）。

2、与氮发生作用的金属：即能溶解氮又能形成氮化物，这种情况下就要防止焊缝金属的氮化（如铁、钛）。20(一)氮在金属中的溶解

1）原子形式溶于液态金属

2）以NO形式溶入

3）以氮离子形式溶入

（二）氮对焊接质量的影响

1)提高焊缝金属的强度、硬度，降低塑性、韧性（低温下降更明显）。2)导致氮气孔产生。3)造成时效脆化：由于过饱和的氮处于不稳定状态，随着时间的延长，其逐渐析出，形成稳定针状氮化物使焊缝塑性、韧性明显下降的现象。在液态铁中的溶解度随温度增加而增大，但当温度超过2200℃时，熔解度急剧下降，金属凝固时也急剧下降。21（三）影响焊缝含氮量的因素及控制措施

☻焊接区的保护☻焊接工艺规范影响☻焊丝成分的影响1.影响因素增加焊接电流、焊条直径，降低电弧电压，可有效减少氮的影响，直流正接比反接时焊缝中含氮量高。增加焊丝中碳的含量，可降低焊缝中氮含量，原因是碳氧化引起的沸腾有利于氮的逸出，钛、铝、锆、稀土金属与氮形成稳定且不溶于液态钢的化合物，也有一定作用。2.控制措施主要加强焊接区的保护22三、氢对金属的作用

（一）、氢在金属中的溶解

1、来源：焊条药皮、焊剂、焊丝药芯中水分，药皮中有机物、焊件表面杂质（锈、油）及空气中水分。

2、氢的溶解机制1)氢以原子形式溶入2)以溶入23（二）、焊缝金属中的氢及其扩散

1.存在形式

①扩散氢：氢以原子或离子形式存在，与金属形成间隙固熔体，并可在金属晶格中自由扩散。②残余氢（剩余氢）：氢原子扩散聚集到金属的晶格缺陷，显微裂纹和非金属夹杂物的边缘空隙中，结合成分子，不能自由扩散。总含氢量=扩散氢＋剩余氢２.氢在焊缝中分布

?（1）氢沿长度方向的分布：基本均匀，但火口处含氢量较高。

（2）氢沿焊接接头横断面的分布：与母材成分、组织、焊缝金属类型、母材与焊缝组织类型的匹配有关。24（三）氢对焊接质量的影响

1.氢脆:氢在室温附近使钢的塑性严重下降的现象称为氢脆。原因是熔解在晶格中的氢在拉伸时集中于位错空腔中，结合为分子氢，产生很高内压力，导致金属变脆，可通过去氢处理去除。2.白点:在其拉伸或弯曲断面上出现的银白色圆形局部脆断点称为白点。☻大小：D=0.5~3mm（肉眼可见，其中心常有小夹杂物或气孔，象鱼眼，所以又叫鱼眼）。☻对白点的敏感性：氢在铁素体中扩散很快，利于逸出，在奥氏体中熔解度大扩散很慢，所以都不敏感。含Cr、Ni、Mo多时对白点很敏感，白点可通过去氢去除。3.气孔：由于温度下降，熔解于金属内的氢来不及逸出而在焊缝中形成的空穴。4.产生冷裂纹产生原因：白点是在塑性变形阶段产生的。“诱捕理论”解释：焊缝中的气孔及非金属夹杂物边缘的空隙,好象“陷阱”一样.捕捉氢原子，并在其中结合成氢分子,在拉伸试验中“陷阱”中的氢分子被吸附.由于塑性变形新产生的微裂纹表面上,分解成原子氢,原子氢扩散到微裂纹金属晶格内,引起金属脆化。25（四）控制氢的措施

1)限制焊接材料的含氢量，药皮成分2)严格清理工件及焊丝：去锈、油污、吸附水分3)冶金处理4)调整焊接规范5)焊后消氢处理在药皮中加入氟化物在药皮或焊芯中加入稀土金属控制焊接材料氧化还原增大焊接电流，氢吸收量增加增加电压含氢量稍有减少采用反极性可减少氢含量焊后立即将焊件加热到300~350℃，保温2~3个小时的一种工艺手段。26四、氧对金属的作用

1)自由氧对金属的氧化：2C+O2=2CO2)CO2对金属的氧化：CO2+Fe=CO+FeO3)H2O气对金属的氧化：H2O+Fe=FeO+H24)混合气体对金属的氧化（一）焊接区氧的来源：氧化性气体、药皮中高价氧化物、铁锈、水分等分解产物。（二）氧在金属中的溶解

1)以原子氧形式溶解2)以FeO形式溶解

（三）金属被氧化的途径

27（四）氧对焊接质量的影响

1)机械性能下降：强度、塑性、韧性明显下降，低温韧性急剧下降。2)化学性能变差：材料的抗腐蚀性下降。3)产生气孔、合金元素烧损。4)工艺性能变差：增加飞溅。（五）防止措施

1.

严格控制母材及焊材中氧的含量。

2.控制焊接工艺参数。

3.加强脱氧。返回目录28本堂课至此结束谢谢收看29熔渣：焊条药皮，焊剂溶化后经过一系列化学变化形成的覆盖于焊缝表面的非金属物质。

一、焊接熔渣（一）熔渣的作用

1.机械保护作用

2.冶金处理作用

3.改善工艺性能

§4-3

熔渣与金属的作用

30（二）熔渣成分：大体由氧化物、氯化物、氟化物、硼酸盐类组成是多种化学组成的复杂体系。

（三）熔渣分为三类第一类氧化物型第二类盐—氧化物型第三类盐型

由金属氧化物组成，主要用于焊接低碳钢及低合金钢由氟化物和强金属氧化物组成，主要用于焊接高合金钢。由金属的氟酸盐、氯酸盐和不含氟的化合物组成，其氧化性小，用于焊接铝、钛等活性金属及其合金。31（四）熔渣酸碱度这一领域存在分子理论与离子理论两种观点，分子理论认为熔渣中的氧化物按其性质可分为三类。

1)酸性氧化物SiO2TiO2P2O52)碱性氧化物K2ONa2OCaO

MgO

BaO

MnO

FeO3)中性氧化物Al2O3Fe2O3Cr2O332根据分子理论碱度的定义为：B=Σ(R2O+RO)/ΣRO2R2O、RO—熔渣中碱性氧化物的摩尔分数

RO2—熔渣中酸性氧化物的摩尔分数碱度B的倒数称为酸度B＞1.5碱性渣

B＜1.5酸性渣332CaCO3+Ti=2CaO+TiO2+2CO3CaCO3+Al=3CaO+Al2O3+3CO2CaCO3+Si=2CaO+SiO2+2COCaCO3+Mn=CaO+MnO+CO其中Al、Ti因亲氧能力太强，在先期脱氧中大部分被烧损，在沉淀脱氧中作用不大。(一)脱氧剂的选择原则：1.脱氧剂在焊接条件下亲氧能力应比被金属强。2.脱氧后产物应不熔于金属、熔点应较低，密度应比金属小且易入渣。（二）主要脱氧剂（按亲氧能力排，由强到弱）

AlTiSiVMnCrFe（三）脱氧的途径：1.先期脱氧：概念：在药皮加热过程中进行的脱氧叫~。脱氧目的：去除药皮中分解出的CO2及O2。特点：脱氧过程及产物不与熔滴金属发生直接关系。

脱氧效果：脱氧不完全。二、焊缝金属的脱氧342.沉淀脱氧：概念：在熔滴与熔池中脱氧叫~。脱氧目的：去除熔解在液态金属中的FeO。特点：脱氧过程与产物与熔滴及熔池金属发生直接关系。脱氧效果：好。3.扩散脱氧：概念：利用FeO向熔渣的扩散作用来降低焊缝金属氧含量的脱氧叫~。脱氢目的：去除熔池金属中的FeO。特点：脱氧过程与产物与熔池金属及熔渣发生直接关系。脱氧效果：不完全。Mn+FeO=Fe+MnOSi+2FeO=2Fe+SiO2FeO+SiO2=FeO·SiO2FeO+TiO2=FeO·TiO235（四）酸碱性焊条脱氧剂的选择及脱氧：酸性焊条：主要脱氧剂是Mn（为什么不用Ti；Si？）。碱性焊条：主要脱氧剂是Ti；Si（为什么不用Mn？）。酸碱性焊条脱氧主要途经：酸性焊条：扩散脱氧（为什么？）。碱性焊条：沉淀脱氧（为什么？）。36三、焊缝金属的脱硫脱磷1.硫的来源：母材及焊接材料。2.硫对焊接质量的影响形成低熔共晶体，导致热裂纹产生。引起偏析，降低冲击韧性及耐腐蚀性能。3.硫在焊缝中存在的方式FeS方式存在：以片状存在，能大量熔解在金属中，危害最大。MnS方式存在：以球状存在，在金属中的熔解度很小，危害不大。（一）焊缝的脱硫Fe+FeS(熔点985℃)FeO+FeS(熔点940℃)NiS+Ni(熔点644℃)374.硫的控制措施最好的措施还是严格控制母材中硫的含量。元素脱硫：FeS+Mn→MnS+Fe熔渣脱硫：FeS+MnO→FeO+MnS

FeS+CaO→CaS+FeO

（CaS不熔于金属，进入熔渣）5.酸碱性焊条的脱硫（为什么说脱氧效果好的脱硫效果也好？）酸性焊条：其渣中大量的SiO2、TiO2易与CaO、MnO结合成复合物，且CaO、MnO含量本身就少，熔渣脱硫能力弱，主要靠元素脱硫，脱硫效果差。碱性焊条：含大量CaO；MnO，熔渣脱硫能力强，同时也可进行元素脱硫，脱硫效果好。元素脱硫效果为什么不理想？38（二）焊缝的脱磷磷的来源：母材及焊接材料。磷对焊接质量的影响形成低熔共晶体，导致热裂。增加冷脆性，降低冲击韧性，引起冷裂。3.磷在焊缝中的存在方式：Fe2P；Fe3P。Fe3P+Fe(熔点1050℃)Ni3P+Fe(熔点880℃)394.磷的控制措施（最好的措施还是严格控制母材中磷的含量）磷的氧化：2Fe2P+5FeO→P2O5+11Fe

2Fe3P+5FeO→P2O5+9Fe②利用碱性氧化物与P2O5反应形成稳定磷酸盐入渣。

3CaO+P2O5→Ca3P2O84CaO+P2O5→Ca4P2O95.酸碱性焊条的脱磷①

酸性焊条：因其CaO含量极少，所以脱磷效果差。碱性焊条：因其CaO；MnO含量高，所以脱磷效果比酸性焊条好（正因为碱性焊条脱硫脱磷效果比酸性焊条好，所以碱性焊条具有很好的抗裂性，力学性能也高于酸性焊条）。1.脱氧与脱磷之间存在什么关系？2.为什么说焊缝金属的脱磷效果普遍较差？40四、焊缝金属合金化(一)合金过渡的目的及方式1.目的：补尝、改善、获得特殊性能2.方式：应用合金焊丝或带极。

应用药芯焊丝或药芯焊条

应用合金药皮或粘结焊剂

应用合金粉未

应用置换反应41(二)合金过渡过程的理论分析1.合金剂过渡的方式合金→渣-液→渣-液界面→液态金属中溶解→扩散→搅拌均匀.2.在合金过渡过程中各阶段的作用Kb≤0.4熔滴过渡为主Kb＞0.4熔池过渡为主42433.合金过渡时的物质平衡Md=M0-(Msl+Mxo)Md-过渡到熔敷金属的合金量;M0-原始加入量Msl-残留损失Mxo-氧化损失44(三)合金过渡系数及其影响因素1.合金过渡系数式中Cd---合金元素在熔敷金属中含量

Ce---合金元素原始含量

Cco---合金元素在药皮中的含量

Ccw---在焊芯中的含量

Kb---药皮的重量系数452.影响过渡系数的因素合金元素的物化性质

Cu、Ni、Co、Fe、W、Mo、Cr、Mn、V、Si、Ti、Zr、Al

在1600℃各种合金元素对氧的亲和力由左到右增强合金元素的含量

合金元素的含量↑η↑,但增加一定时,趋于定值.合金剂的粒度：粒度增加，过渡系数增加，过大因不易熔化而减少。药皮的成分药皮或焊剂的氧化势↑η↓

合金元素与其氧化物共存时,η↑

合金元素与其氧化物与渣的酸碱性相同时,η↑

药皮重量系数Kb↑η↓返回目录46§4-4焊缝金属的结晶一、焊缝金属的一次结晶㈠概念：焊缝金属由高温液态转变为高温固态的过程叫~。㈡一次结晶的过程(见图5-6；5-7)生核：在熔合线上产生晶核。

②长大：其沿散热的相反方向长大，并垂直熔合线指向熔池中心。其结晶具有熔池体积小，温度高，温差大，在运动状态下结晶等特点47㈢一次结晶过程中的偏析1．显微偏析（见图5-8）：①

概念：在一个柱状晶粒内部和晶粒之间化学成分分布不均的现象叫~。②

偏析规律：由中心向四周依次加重。③

显微偏析的种类：晶内偏析：在一个柱状晶粒内部化学成分分布不均匀的现象叫~。晶间偏析：相邻两个晶粒间化学成分分布不均匀的现象叫~。④

影响显微偏析的因素：金属的化学成分和冷却速度，成分越杂，冷却速度越快，越严重，482．区域偏析（见图5-9）：①

概念：由于晶粒的不断长大，把杂质推向熔池中心，使熔池中心含杂高于其它部位的现象叫~。②

偏析规律：由熔池周围指向中心依次加重。③影响区域偏析的因素：焊接材料：合金成分或杂质多，偏析越严重。冷却速度：冷却速度快，杂质及低熔混合物聚集困难，不易产生。焊缝的断面形状：宽而浅的焊缝，偏析集中于表面；窄而深的则集中于中心地带。焊缝的形状系数493．层状偏析：①概念：由于金属的流动及热量的提供、传递的脉动性和结晶潜热的放出，使结晶过程出现周期性的变化而使结晶前沿含杂量高于其它部位的现象叫~。②偏析规律：沿焊缝的发展方向，越后焊的偏析越严重。③影响：导致火口裂纹（弧坑裂纹）。㈣低碳钢一次结晶组织：为奥氏体。

50二、二次结晶1.概念：焊缝金属由高温固态转变为常温固态的过程叫~。2.特点：发生同素异构转变，由一种金相组织转变另一种或几种。3.应用：利用对这一过程的控制可以获得所需的金相组织及一定大小的晶粒。4.组织：因材料不同而不同，低碳钢二次结晶组织是：铁素体(F)+珠光体(P)。5.组织对性能的影响：随着冷却速度的↑，F↓，P↑，晶粒粒度↓，强度、硬度↑，塑性、韧性↓M+M-A组织F+P组织返回目录51本堂课至此结束谢谢收看52§4-5焊接热影响区的组织与性能在焊接接头中，因受焊接热源的影响而产生组织与性能变化的近缝金属区称焊接热影响区。53焊接方法各区的平均尺寸（mm）总宽（mm）过热区相变重结晶区不完全重结晶区手工电弧焊2.2~3.01.5~2.52.2~3.06.0~8.5埋弧自动焊0.8~1.21.8~1.70.7~1.02.3~4.0电渣焊18~205.0~7.02.0~3.025~30氧乙快气焊214.02.027真空电子束焊0.05~0.75不同焊接方法热影响区的平均尺寸54

熔合区的组织与性能极不均匀，是产生裂纹、脆性破坏的发源地，是焊接接头性能最差的区域。一、熔合区55二、低碳钢接头的热影响区热影响区构成温度热影响区组织热影响区性能解决措施过热区固相线以下到1100℃左右为粗大A，气焊、电渣焊出现粗大W是热影响区性能最差区，韧性很低，比正常低20%~30%，引起脆化、裂纹。减少其宽度（采用能量高度集中的焊接方法，如真空、激光焊）。正火区Ac3至1000℃相当于正火处理，为细小P+F组织塑性、韧性较好，综合性能高于母材。性能最好区。不完全重结晶区Ac1至Ac3组织不均，粗大F+细小（P+F）其性能稍低于母材，但大多与母材相当。再结晶区450℃

至Ac1P+F塑性稍有改善。经冷塑性加工，可以使因此而破碎的晶粒发生再结晶，否则没作用。56

铁碳合金状态图动画演示5758焊缝金属过热区正火区不完全重结晶区熔合区母材16Mn钢焊接热影响区59三、合金钢接头的热影响区热影响区构成温度热影响区组织热影响区性能解决措施淬火区Ac3以上为M组织，粗细不一硬而脆，易引起裂纹产生。采用焊前预热、焊后缓冷、层间温度控制及焊后热处理等措施来减少或防止淬硬倾向或淬硬组织。不完全淬火区Ac1至Ac3为M+F组织较淬火区有软化现象。回火区低于Ac1如母材焊前为热扎、正火、退火，其组织没变化，为淬火状态，则获得回火组织，为调质状态，则其组织取决于回火温度。其性能稍低于母材，但大多与母材相当。60四、热输入对焊接接头性能的影响1.焊接热输入的定义：在熔焊时，由焊接能源输入给单位长度焊缝上的能量叫~。2.计算：

q=ηIhUh/υ其中：q——热输入

η——能量转换系数

Ih——焊接电流（A）

Uh——电弧电压（V）

υ——焊接速度（cm/s）热输入增加，晶粒变粗，塑性、韧性、硬度下降。只有在某一个热输入下，材料才具有良好的综合性能，此钢的最佳热输入值为：3000J/cm左右。返回目录61§4-6焊缝中的气孔一、气孔的定义、分布、形状1.定义：在焊接过程中，熔解于熔池中的气体在结晶时来不及逸出而残留在焊缝中形成的空穴叫~。2.分布：表面；内部。3.形状：球形、条形、虫形和针状62二、气孔产生原因(一)氢气孔特征：碳钢多出现在表面，断面呈螺旋状，表面看呈喇叭口形状，

孔壁光滑。内部气孔以小球状存在。形成原因：高温熔入的氢，在焊缝结晶时因熔解度的减少而出现过饱和，没能及时逸出而形成气孔。(二)一氧化碳气孔特征：在内部，沿结晶方向分布，呈长条形或长虫状，表面光滑。形成原因：由于熔池中冶金反应产生的一氧化碳没能及时逸出。在气保焊中如果保护效果不好很容易引起氮气孔，这种气孔呈密集形蜂窝状63三、影响气孔产生的因素1.冶金因素熔渣的氧化性：氧化性强，易产生co气孔，不易产生氢气孔。药皮的成分：药皮中含氟石，则可有效减少氢气孔产生，而钾、钠等稳弧剂多时可增加氢气孔的产生。铁锈的影响：焊接区存在铁锈、水等时易引起氢气孔。2.工艺因素焊接方法：埋弧焊、气焊、气保焊相对易产生气孔。焊接参数：高焊速、大电流、高电压易产生气孔。电流种类及极性：交流易产生气孔、反接气孔倾向最小。64四防止气孔产生的措施消除或减少产生气孔的各种气体来源。加强焊接区的保护。正确执行焊接工艺规程返回目录65§4-7焊接裂纹一、危害性焊接结构产生裂纹轻者需要返修，浪费人力、物力、时间，重者造成焊接结构报废，无法修补。更严重者造成事故、人身伤亡。如1969年有一艘5万吨的矿石运输船在太平洋上航行时，断裂成两段而沉没，在压力容器破坏事故中，有很多都是由于焊接裂纹造成。因此，解决研究焊接裂纹已成为当前主要课题。66二、种类①纵向裂纹②横向裂纹③火口（弧坑）裂纹④焊道下裂纹⑤焊趾裂纹⑥焊缝内部晶间裂纹⑦焊缝根部裂纹⑧层状撕裂67三、热裂纹(一)定义:在焊接过程中，焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近的高温区产生的焊接裂纹叫~。(二)热裂纹的特点产生时间：焊接过程的高温阶段。产生部位：大多发生在焊缝上。外观特征：表面裂纹有明显锯齿形，断面氧化色明显。金相结构特征：为晶间裂纹，沿晶间界面发展。68(三)热裂纹产生的原因1.外因：焊接拉应力的产生。2.内因：晶界界面上低熔共晶体的存在。(四)影响热裂纹产生的因素1.合金元素的影响硫的影响：硫含量增加，热裂倾向加重。碳的影响：含量增加，淬硬倾向增加，硫在铁中溶解减少，FeS增加。锰的影响：含量增加，热裂倾向减少，减少FeS产生。硅的影响：含量增加，其作用同碳。2.一次结晶组织的影响：一次结晶晶粒越粗大，越易引起热裂。3.力学因素的影响：结构刚性越大，约束越大，冷却速度越快，越易热裂。69(五)防止热裂的措施1.冶金措施：控制焊缝化学成分。改变焊缝组织。2.工艺措施：