金属熔焊原理ppt第六章焊接缺陷及控制

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1、本章重点内容1、裂纹的分类及一般特征2、结晶裂纹的形成机理、影响因素、防冶措施3、冷裂纹的形成机理、影响因素、防冶措施4、再热裂纹、层状撕裂的形成机理焊接缺陷：焊接过程中，在焊接接头中产生的金属不连续、不均匀及其它不健全的现象。焊接性：金属是否具有适应焊接加工（结合性能），以及在焊接加工以后是否能在使用条件下安全运行的能力（使用性能）。第一节焊接缺陷的分类及危害咬边：在沿着焊趾的母材部位烧熔形成的沟槽或凹陷，称为咬边。焊接电流太大，以及运条速度不当所造成。未焊透：焊接时，焊接接头根部未完全熔透的现象，称为

2、未焊透。坡口角度过小、间隙过小或钝边过大；焊接电流太小；焊接速度过快；电弧电压偏低；焊（或焊丝）可焊性不好；清根不彻底。未熔合：熔焊时，焊道与母材之间或焊道与焊道之间，未完全熔化结合的部分，称为未熔合。主要是焊接线能量太低，电弧偏吹，坡口侧壁有锈垢及污物，层间清渣不彻底等。烧穿：焊接过程中，熔化金属自坡口背面流出，形成穿孔的缺陷，称为烧穿。焊接电流过大，焊接速度太慢，装配间隙过大或钝边太薄等。焊瘤：焊接过程中，熔化金属流淌到焊缝之外未熔化的母材上所形成的金属瘤，称为焊瘤。操作不熟练和运条不当，埋弧焊工艺参

3、数选择不合适等。气孔：焊接时，熔池中的气体在凝固时未能逸出而残留在焊缝中所形成的空穴，称为气孔。几种缺陷示例焊接缺陷危害1引起应力集中2造成脆性断裂第二节焊缝中的气孔一、气孔的类型与分布按气孔形成的原因，可把气孔的分类型分为两大类：①表面气孔②内部气孔。表面气孔主要是由于高温下液态金属溶解了过多的气体（如氢和氮），熔池结晶时由于气体溶解度突然下降，当气泡来不及逸出时便残留在焊缝中形成气孔，主要表现为氢气孔，在对焊接区保护不好时也可能出现氮气孔。内部气孔是由于熔池中的冶金反应产生了较多的不溶于液态金属的气体

4、（如CO、H2O）而形成的，多表现为CO气孔。二、气孔形成的机理1、气泡的形核气泡的形核必须具备两个条件：一是液体金属中有过饱和的气体；二是具有形核所需要的能量。由热力学定律可知，过饱和状态会引起系统自由能的升高，这是一种不稳定的状态，过饱和度越大越不稳定，气体就越容易析出形成气泡。2、气泡的长大（1）气泡长大的必要条件气泡长大的必要条件是其内部压力足以克服阻碍其长大的外部压力，即：ph＞p0式中ph—气泡的内部压力（101kpa）；p0—租碍气泡长大的外部压力（101kpa）。（2）气泡的长大速度上式仅

5、是气泡长大的理论条件，但在熔池中能否形成宏观的气体补充。若补充的气体主要来自于周围的液体，则气泡长大的速度可用下式计算：Vg=DΔCl/rCg式中Vg——气泡的长大速度；D——气体的扩散系数；ΔCl——气体在液体金属中的过饱和度；r——气泡半径；Cg——单位体积气泡中的气体量。3、气泡的上浮在熔池中形成具有宏观尺寸的气泡后，能否滞留于焊缝中形成气孔，还取决于气泡能否从液体熔池中浮出。气泡上浮与否，则由气泡浮出的速度与溶池在液态停留的时间两个因素而定。4、气孔的形成条件形成气孔的充要条件是气泡上浮速度小于溶

6、池结晶速度。夹杂物的种类氧化物夹杂氮化物夹杂硫化物夹杂第三节焊缝中的夹杂物焊缝隙中的夹杂是由于焊接冶金反应形成的防止形成夹杂物的措施1正确选择符合化学成分要求的母材和焊接材料2正确地选择焊条、焊剂与药芯焊丝的渣系3采用正确的焊接工艺：（1）选用合适的焊接工艺参数，保证熔渣上浮所需的时间。（2）多层焊时，应注意清除前层焊缝的熔渣。（3）手工电弧焊时，应注意焊条作适当的摆动，以利于熔渣上浮。（4）操作时应注意保护熔池，以防止空气侵入液态金属。一焊接裂纹的分类及特征二焊接热裂纹第四节焊接裂纹三焊接冷裂纹四再热裂

7、纹五层状撕裂六应力腐蚀裂纹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。焊接裂纹的危害越南桥梁坍塌造成大量人员伤亡1943年美国T-2油轮发生断裂①焊缝中纵向裂纹②焊缝中横向裂纹③热影响区纵向裂纹④热影响区横向裂纹⑤火口(弧坑)裂纹⑥焊道下裂纹⑦焊缝内部晶间裂纹⑧焊趾裂纹⑨热影响

8、区焊缝贯穿裂⑩焊缝根部裂纹一、焊接裂纹的分类分类:1.按裂纹分布的走向分纵向裂纹2.按裂纹发生部位分①横向裂纹②纵向裂纹③星形（弧形裂纹）①焊缝金属中裂纹②热影响区中裂纹③焊缝热影响区贯穿裂纹3.按裂纹产生本质分1）热裂纹产生温度：高温下存在部位：焊缝、热影响区特征：沿原奥氏体晶界开裂（均是沿晶开裂），其裂口均有明显的氧化色彩。分类：结晶裂纹、液化裂纹和多边化裂纹结晶裂纹焊缝结晶过程中，在固相线附近温度，由于凝固金属的收缩，残