焊缝中的气孔各夹杂.wps

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1、焊缝中的气孔各夹杂原因：焊材杂质，水份多；工件表面有锈、油；工艺不恰当；V、I、V冷、保护不好等等。害处：1）焊缝有效截面，承载能力2）应力集中，疲劳强度。3）深透性气孔，使致密性。1焊缝中的气孔（1）气孔的类型及分布特征气孔有的产生在焊缝表面，也有的产生在内部，有的以单个存在，有的成堆出现。两大类：一类：高温时溶解的气体H2 N2二类：冶金反应产生的气体CO H2O例如：氢在铝中溶解度从0.69 陡降到0.036ML/100g 相差20 倍。氢在铁中溶解度相差2 倍。再由于铝的导热性很强，在相同条件下，铝的溶合区的冷却速度可为钢的47 倍，不利于气泡外逸，焊接时铝比钢更易产生气孔。特征：多出

2、现在焊缝表面，断面形状多为螺钉状，从焊缝表面看呈园喇叭口形，气孔的四周有光滑内壁。有个别残存在内部，以小圆球状存在。产生原因：焊接过程中，熔池金属吸收大量的氢气，在冷却和结晶过程中，氢的溶解度发生了急剧下降，熔池冷却速度快，来不及逸出，残存在内部，发生了氢的过饱和，在相邻树枝晶的凹陷处是氢气泡的胚胎场所，浮出时更易受阻，不易脱离表面，而氢又有较大的扩散速度，极力向表面上浮结果，使焊缝中形成具有喇叭口形的表面气孔。N2气孔型状：在焊缝表面，成堆出现，蜂窝状。（特征）产生原因：保护不当，空气侵入造成。CO气孔特征：焊缝内部，条虫状，表面光滑。产生原因：高温冶金反应。CO不溶于液态金属，在高温时，C

3、O以气泡的形式猛烈地逸出，但熔池结晶时，CO不易逸出，此反应为吸热反 SiCOCSiOQFCOCOFMCOCOMCOOCeenn222应，促使结晶速度加快，CO形成气泡不能逸出，沿结晶方向形成条虫形内气孔（2）气孔形成机理气孔的形成：生核-长大-逸出： 1）浮出：无气孔2）浮不出：气孔1气泡的生核具备条件：液态金属中有过饱和的气体1）高温溶解的过饱和气体H2 N2。2）冶金反应产生气体CO H2O要消耗一定的能量（纯金属单位时间形成气泡核的数目焊接条件下，存在大量过饱和气体KTrrCe3242210*2 .1610现成表面：溶质、杂质、熔渣与液态金属，树枝晶粒。形成气泡核所需能量为：其中 V-

4、气泡核体积。F-表面积（气泡核表面积）Fa-吸附力的作用面积-相间张力Pn-气泡内的气体压力Pl-液体压力-气泡核与现成表面的浸润角气泡生核需要条件：-气泡长大放出体积能-气泡长大消耗表面能cos11FFa lnpFVPPEFa=0 Ep最大，气泡产生难。（纯金属中）当 一定时，Ep易形成气泡核。 （树枝状晶相邻的凹陷处和母材金属尚未熔化晶粒的晶界上最大）当一定 易形成气泡核2长大条件：Pn P0Pn 气泡内的压力P0 阻碍气泡的外界压力Pn= PH2+PN2+PC0+PH2OPn-各种气体压力的总和P0= Pa+ Pm+ Ps+ PcPa-外界压力-大气压FFaFFaPm-液态金属的压力Ps

5、 -溶渣的压力Pc -克服表面张力所构成的附加压力Pm+ Ps很小，可忽略其中-金属与气体刘的表面张力（N/m）r-气泡半径（cm）即气泡长大的条件为气泡形成初期，r 很小，附加压Pc则很大，气泡很难形成。2 01capPP2pc21capPPn焊接时，由于熔池内存在着很多现成表面，如柱状晶粒和液态金属相接触的地方形成，这些地方由于界面张力的作用，气泡不成园形，可以得到较大的曲率半径r 使 Pc减小。3气泡上浮1）气泡核脱离表面主要与气泡-液体金属-现成表面界面张力及接触角有庆.平衡时：分析：当 90，有利于气泡上浮，气泡形成的快，完全脱离现成气液液现气现气液液现气现coscos表面。当 90

6、, 由于形成细颈过程需要时气，若结晶速度气泡脱离现成表面的速度，就会赞成气孔即， cos易脱离现成表面cos 易脱离现成表面。2）结晶速度v 较小时，气泡有充分时间逸出，无气孔，气泡易上浮；v 大时，气泡上浮时间短，可能残余在焊缝内部。3）气泡上浮速度v-气泡上浮速度（cm/s）气液液现气现 2 21 92grv1-液体金属的密度（g/cm3）2-气泡的密度（g/cm3）g-重力加速度(980cm/s2)r-气泡半径(cm)-液体金属的粘度(p)由公式可知：当 r,v易浮出液体金属密度越大，v不易形成气孔。（主要与液体金属密度有关，几乎与气泡密度无关）Al 液体金属密度小，产生气孔可能性； 影

7、响最大，T,易上浮v。T,V易形成气孔 。（3）影响生成气孔的因素及防止措施冶金因素、工艺因素二个方面讨论。1冶金因素的影响1）熔渣与弧柱气氛的氧化性氧化性CO气孔 H2，乘积表示，CO气孔倾向氧化性CO气孔 2）熔渣成分影响熔池中含一定Si、T、Mn 脱氧元素，减少氧化气氛，防止CO气孔生成。COOCOHOH oc *%xfaxxFeTiOTiFeOFeMnOMnFeOFeSiOSiFeO222222防止氢气孔主要采取如下两个途径。 药皮中，焊剂中萤石（CaF2）形成在高温稳定并且不溶于碱焊条。液态金属的HF，减少PH. 降低熔池中氢量低碳钢埋弧焊剂中含有一定量CaF2. 大量SiO2 增加

8、药皮，焊剂氧化性增加，氧化性主要是使氧与氢在高温时生成OH，使PH减少氢气孔下降。手工电弧焊焊条药皮中含有碳酸盐。（碱性焊条）HFSiOOHSiFFHSiFHSiFSiOSiOCSiOFCaa424323222442322OHCOHCOCOCaOCaCO223酸性焊条（结422，结423，结 424）药皮中不含 C a 后控制氢依靠药皮中氧化性组成物，防止氢气孔产生。如3）铁锈及水份的影响氧化铁皮：Fe3O4,铁锈：锈铁锈对焊缝内气体含量的影响OHMnHMnOOHSiOHSiOOHFeHFeO2222432434332432322332 2HFeOOHFeHOFeOHOFeOOFeOFeOHO

9、FemOHFeOn%70.10%7 . 5%28.83232OHOFeOFe2工艺因素影响1）焊接规范的影响K-常数（主要被焊材料热物理性能有关）t-熔池存在时间t-防止气孔产生，气泡上浮 v但晶粒长大 -熔滴尺寸小，比表面积大，易产生气孔熔深加深,不易使气体逸出焊条电阻热加大，药皮提前脱落，易产生气孔v弧长易产生N2气孔v速 v 泠易产生气孔2）电流种类及极性直流反接，气孔小（溶滴为正）工件铁锈情况焊缝内气体含量气孔情况 H (cm3/100g) O2(%) N2(%) 无5.680.0470.005无 较多8.750.0500.004有VKIUt直流正接，气孔多（溶滴为阴极收）交流焊接，气孔更多3工艺操作焊件去油、锈；烘干焊条；短弧焊2焊缝夹杂1氧化物SiO2、 MnO2、 TiO2、 Al2O3-热裂，层状撕裂2氮化物Fe4N 脆硬相，硬度韧性3硫化物 FeS MnS防止： 选用合理规范，以利于熔渣的浮出；eHHHeH 多层焊时，清渣； 焊条摆动； 保护溶池，防止空气侵入。