焊接缩孔及缩松影响因素及预防措施探究.doc

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1、焊接缩孔及缩松影响因素及预防措施探究摘要：金属焊接过程中因其本身的物理特性，必然会产生焊接缩孔与缩松现象，对铸件的力学性能、气密性和物理化学性能有着较大的影响，严重影响了焊接质量。基于此，笔者结合多年现场实际工作经验，详细分析了影响缩孔与缩松的因素，提出了防止途径，并从工艺角度提出了控制措施，以供参考。关键词：焊接缩孔缩松影响因素预防措施引言金属在焊接过程中，因其本身的物理特性，必然会产生收缩现象。而铸件在焊接凝固过程中，由于合金的液态收缩和凝固收缩，往往在其最后凝固的部位出现孔洞。容积大而集中的孔洞称为缩孔，细小而分散的孔洞称为缩松。

2、前者常出现于纯金属、共晶成分合金和结晶温度范围较窄的铸造合金中，且多集中在铸件的上部和最后凝固的部位，以及铸件厚壁处、两壁相交处及内浇口附近等凝固较晚或凝固缓慢的部位（称为热节）；后者多出现于结晶温度范围较宽的合金中，常分布在铸件壁的轴线区域、缩孔附近或铸件厚壁的中心部位。铸件中存在的任何形态的缩孔和缩松，都会减小铸件的受力面积，在缩孔和缩松的尖角处产生应力集中，使铸件的力学性能显著降低。此外，缩孔和缩松还会降低铸件的气密性和物理化学性能。因此，必须采取有效措施予以防止。2、影响缩孔与缩松的因素2.1影响缩孔与缩松大小的因素（1）金属的

3、性质金属的液态收缩系数aV液和凝固收缩率&V凝越大，缩孔及缩松容积越大。金属的固态收缩系数aV固越大，缩孔及缩松容积越小。（2）铸型条件铸型的激冷能力越大，缩孔及缩松容积就越小。因为铸型激冷能力越大，越易造成边浇注边凝固的条件，使金属的收缩在较大程度上被后注入的金属液所补充，使实际发生收缩的液态金属量减少。（3）浇注条件浇注温度越高，金属的液态收缩越大，则缩孔容积越大；浇注速度越缓慢，浇注时间越长,缩孔容积就越小。（4）铸件尺寸铸件壁厚越大，表面层凝固后，内部的金属液温度就越高，液态收缩就越大，则缩孔及缩松的容积越大。（5）补缩压力凝固

4、过程中增加补缩压力，可减少缩松而增加缩孔的容积。2.2影响灰铸铁和球墨铸铁缩孔和缩松的因素（1）铸铁成分对于灰铸铁，随碳当量增加，共晶石墨的析出量增加，石墨化膨胀量增加，有利于消除缩孔和缩松。（2）凝固方式共晶成分灰铸铁以逐层方式凝固，倾向于形成集中缩孔。但是，共晶转变的石墨化膨胀作用，能抵消甚至超过共晶液体的收缩，使铸件不产生缩孔。（3）孕育处理球墨铸铁的碳当量大于3.9%时，经过充分孕育，在铸型刚度足够时，利用共晶石墨化膨胀作用，产生自补缩效果，可以获得致密的铸件。（4）铸型刚度铸铁在共晶转变发生石墨化膨胀时，型壁是否迁移，是影响缩

5、孔容积的重要因素。铸型刚度大，缩前膨胀就小，缩孔容积也相应减小，甚至不产生缩孔。铸型刚度依下列次序逐级降低：金属型一覆砂金属型一水泥型一水玻璃砂型一干型一湿型。3、防止铸件产生缩孔和缩松的途径缩孔和缩松可以通过凝固工艺原则的选择（即顺序凝固还是同时凝固）加以控制。3.1顺序凝固顺序凝固铸件的顺序凝固原则是采取各种措施，保证铸件各部分按照距离冒口的远近，由远及近朝着冒口方向凝固，冒口本身最后凝固。铸件按照这一原则凝固时，可使缩孔集中在冒口中，获得致密的铸件。带有冒口的板状铸件，采用顶注式浇注。由于金属液是从冒口浇入的，所以铸件纵断面中心线

6、上的温度自远离冒口处向冒口方向依次递增。在向着冒口张开的ϕ；角范围内，金属都处于液态，形成“楔形”补缩通道，ϕ；角越大,越有利于冒口的补缩。3.2同时凝固同时凝固原则是采取工艺措施保证铸件各部分之间没有温差或温差尽量小，使各部分同时凝固。同时凝固条件下，扩张角ϕ；等于零，没有补缩通道，无法实现补缩。但是由于同时凝固时铸件温差小，不容易产生热裂，凝固后不易引起应力和变形，因此常在以下情况下采用：（1）碳硅含量高的灰铸铁，其体收缩较小甚至不收缩，合金本身不易产生缩孔和缩松。（2）结晶温度范围大，容易产生缩松的合金（如

7、锡青铜），对气密性要求不高时，可采用这一原则，以简化工艺。（3）壁厚均匀的铸件，尤其是均匀薄壁铸件，倾向于同时凝固，消除缩松困难，应采用同时凝固原则。(4)球墨铸铁件利用石墨化膨胀进行自补缩时，必须采用同时凝固原则。(5)某些适合采用顺序凝固原则的铸件，当热裂、变形成为主要矛盾时，可采用同时凝固原则。4、控制缩孔和缩松的工艺措施4.1调整液态金属的浇注温度和浇注速度，可以加强顺序凝固或同时凝固。采用高温慢浇工艺，可以增加铸件的纵向温差，有利于实现顺序凝固的原则；通过多个内浇道低温快浇，可以减小纵向温差，有利于实现同时凝固的原则。4.2使

8、用冒口、补贴和冷铁是防止缩孔和缩松最有效的工艺措施。冒口一般设置在铸件厚壁或热节部位，其尺寸应保证铸件被补缩部位最后凝固，并能提供足够的金属液以满足补缩的需要。此外，冒口与被补缩部位之间必须有补缩通道。冷铁