如何提高焊缝质量

HEATS

　　焊接从母材和焊条熔化到熔池的形成、停留、结晶，其过程发生了许多的冶金化学反应，这样就影响了焊缝的化学成分、组织、力学性能(强度、硬度、韧性和疲劳极限)、物理和化学性能，因此，焊缝的质量好坏关系到焊件的质量好坏，会影响到焊件的使用性能。所以我们应该对如何提高焊缝的质量进行分析。

　　一、熔焊冶金机理

Q4 e) ~( s# k- b9 s% N

　　1.氧化

2 c8 _: f+ d w `5 q' A6 p4 w, H

　　熔池的体积很小，受电弧加热升温很快，温度可达2000℃或更高。在高温下氧气发生分解，成为氧原子，这样，其化学性质非常活泼，容易与金属和碳发生氧化反应，形成大量的金属氧化物和非金属氧化物，反应方程式如下:

" q! r& r0 F+ n " X$ J3 [" l3 c$ z# L% y

　　Fe + O = FeO Mn + O = MnO Si + 2O = SiO2 2Cr + 3O = Cr2O3 C + O = CO

/ c S% t$ G V6 p: K4 k$ x

　　这样，Fe、Mn、Si、C等元素大量烧损，使焊缝金属含氧量增加，焊缝力学性能大大下降(如低温冲击韧性明显下降，引起冷脆，使得焊件在低温条件下的安全性降低)。当焊缝凝固冷却后，FeO转变为Fe3O4，它使焊缝金属的屈服极限、冲击韧度、疲劳极限。SiO2、MnO如果没有充足的时间上浮，则成为夹杂物。CO如果没有析出，则成为焊缝中气孔。这些夹杂物和气孔都会降低焊缝的性能。焊接高碳钢和铸铁时容易发生CO气孔;焊接灰口铸铁时，由于碳、硅的烧损，冷却快，焊缝会成为硬脆的白口组织。

9 T) O0 N0 R" C! P' Z 6 |. A0 s+ C, g5 Q3 S3 {$ ?, t

　　2.熔池吸气

+ y" l6 e8 Q# p0 F/ f

　　(1)吸氮。由于受到高温的影响，氮气也要发生分解，形成氮原子，溶于液态金属中，在冷却过程中要发生相变(奥氏体转变为铁素体)，氮在固溶体中的溶解度发生突降，最后以Fe4N析出，由于Fe4N呈片状夹杂物，虽然使得焊缝金属的硬度增高，但塑性下降。

, u# l$ T; s" r6 }- N$ W

　　(2)吸氢。焊接接头表面附着的油、铁锈所含水分、焊条药皮中配用的有机物等，经高温分解产生氢，氢以原子的形式被液态金属所吸收。当温度降低时，过饱和的氢将从液态金属中析出，成为气孔。当焊缝凝固至室温时，过饱和氢原子扩散到微孔中结合成氢分子。在微孔中氢的压力逐渐增大，使焊缝产生裂纹。高碳钢和合金钢容易产生氢裂。

; D1 D r$ f. c, a/ R2 G

　　3.焊接应力由于焊缝不能自由收缩而引起焊接应力，焊接应力可以引起变形，降低结构的承载能力，引发焊接裂纹，甚至造成结构脆断。

: R4 [; _5 N. b