金属熔焊原理ppt第六章 焊接缺陷及控制参考课件
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《金属熔焊原》课件
02
03
清理工作
对需要焊接的金属表面进 行清理，去除油污、锈迹 和其他杂质，确保焊接质 量。
装配定位
根据焊接要求，将需要焊 接的金属部件进行精确装 配，确保位置准确无误。
预热处理
对于某些金属材料，需要 进行预热处理，以降低焊 接过程中的应力，防止裂 纹的产生。
焊接过程
熔化金属
通过高温将需要焊接的金 属材料熔化成液态，形成 熔池。
焊接材料的检验与质量控制
焊接材料的检验
对焊接材料进行质量检验，确保其符合相关标准和工艺要求。
焊接材料的质量控制
建立焊接材料的质量控制体系，确保焊接质量的稳定性和可靠性。
04 金属熔焊的质量 控制
焊接质量的检测方法
外观检测
通过目视或低倍放大镜观察焊 缝的外观，检查是否有气孔、
咬边、未熔合等缺陷。
无损检测
利用射线、超声、磁粉等无损 检测技术，对焊缝内部进行检 测，确定是否存在裂纹、未熔 合等缺陷。
力学性能检测
对焊接接头进行拉伸、弯曲、 冲击等试验，测定其力学性能 ，以评估焊接质量。
硬度检测
通过硬度计测定焊接接头的硬 度，了解其机械性能。
焊接缺陷的识别与预防
气孔
咬边
由于焊接过程中气体在金属中未能及时逸 出而形成的孔洞。预防措施包括保持焊接 材料干燥、适当调整焊接电流和速度。
《金属熔焊原》ppt课件
目录
• 金属熔焊原理简介 • 金属熔焊的工艺流程 • 金属熔焊的焊接材料 • 金属熔焊的质量控制 • 金属熔焊的安全与环保
01 金属熔焊原理简 介
金属熔焊的定义与分类
金属熔焊定义
金属熔焊是一种通过加热至熔化 ，再冷却结晶的过程，将两块金 属牢固地连接在一起的工艺。
金属熔焊原理教学配套课件邓洪军熔焊原理第六章
2、药芯焊丝的种类及其焊接特性 （1）药芯焊丝按其结构可分为无缝焊丝和有缝
焊丝两类 （2）按保护方式分药芯焊丝有外加保护和自保
护之分 （3）按药芯性质分分为无造渣剂药芯焊丝和有
造渣剂药芯焊丝 3、药芯焊丝型号与牌号
焊接材料——焊丝与焊剂
二、焊剂 （一）焊剂的作用及分类 1、焊剂的作用 对熔化金属起保护和冶金作用。 2、焊剂的分类 按制造方法分可分为有熔炼焊剂和非熔炼焊剂两大类 按化学成分分类 按碱度分类 可分为酸性焊剂、中性焊剂和碱性焊剂 按活度分类可分为高活性焊剂、活性焊剂、低活性焊剂和惰性
钨等四种。 （三）弧焊用钨电极的性能及形状 （四）弧焊用钨电极的选用 需要考虑的因素：被焊金属、板厚、电流类
型、极性以及电极的来源，使用寿命和价格 等。
焊接材料——焊接用保护气体
三、电阻焊用铜电极 （一）电阻焊铜电极的作用 主要作用是传输电流、加压和散热 。 （二）电阻焊铜电极的材料 1、对电极材料的基本要求 ： 1）高的电导率和热导率，自身电阻发热小，能迅速逸散焊接
焊接材料——焊接用保护气体
二、保护气体的特性 （一）保护气体的物理性能 （二）保护气体的化学性能 （三）保护气体在焊接过程中的工艺特点 气体保护电弧焊的工艺性能受所用保护气体的
成分、物理与化学性能的影响，因而在电弧 稳定、熔滴稳定、焊缝成形等方面的行为表 现不同。
焊接材料——焊接用保护气体
三、焊接用保护气体的技术要求 四、保护气体选用要点 （一）按焊接方法 （二）按被焊金属 （三）按工艺要求
化合金。 第2类 为热处理强化合金，通过热处理和冷
变形联合加工以获得良好的力学性能和物理 性能。 第3类 为热处理强化合金 第4类 具有专用性能的铜合金
焊接材料——焊接用保护气体
焊丝两类 （2）按保护方式分药芯焊丝有外加保护和自保
护之分 （3）按药芯性质分分为无造渣剂药芯焊丝和有
造渣剂药芯焊丝 3、药芯焊丝型号与牌号
焊接材料——焊丝与焊剂
二、焊剂 （一）焊剂的作用及分类 1、焊剂的作用 对熔化金属起保护和冶金作用。 2、焊剂的分类 按制造方法分可分为有熔炼焊剂和非熔炼焊剂两大类 按化学成分分类 按碱度分类 可分为酸性焊剂、中性焊剂和碱性焊剂 按活度分类可分为高活性焊剂、活性焊剂、低活性焊剂和惰性
钨等四种。 （三）弧焊用钨电极的性能及形状 （四）弧焊用钨电极的选用 需要考虑的因素：被焊金属、板厚、电流类
型、极性以及电极的来源，使用寿命和价格 等。
焊接材料——焊接用保护气体
三、电阻焊用铜电极 （一）电阻焊铜电极的作用 主要作用是传输电流、加压和散热 。 （二）电阻焊铜电极的材料 1、对电极材料的基本要求 ： 1）高的电导率和热导率，自身电阻发热小，能迅速逸散焊接
焊接材料——焊接用保护气体
二、保护气体的特性 （一）保护气体的物理性能 （二）保护气体的化学性能 （三）保护气体在焊接过程中的工艺特点 气体保护电弧焊的工艺性能受所用保护气体的
成分、物理与化学性能的影响，因而在电弧 稳定、熔滴稳定、焊缝成形等方面的行为表 现不同。
焊接材料——焊接用保护气体
三、焊接用保护气体的技术要求 四、保护气体选用要点 （一）按焊接方法 （二）按被焊金属 （三）按工艺要求
化合金。 第2类 为热处理强化合金，通过热处理和冷
变形联合加工以获得良好的力学性能和物理 性能。 第3类 为热处理强化合金 第4类 具有专用性能的铜合金
焊接材料——焊接用保护气体
焊接缺陷及焊接检验PPT课件
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Fibre Metal Fillet Gage
编辑版pppt
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Palmgrin Guage
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感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络， 如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！
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错边
• 定义：由于两个焊件没有对正 而造成板的中心线平行偏差
• 成因: 粗心 .不同厚度的母材焊接 厚度过渡
• 预防: 改善工艺. 改变厚度过渡的过度角度。
• 修补: 打磨. 在错边不严重时可采用打磨的方法来处理 （板材）.管材内部错边较难处理.
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10
咬边
• 定义: 由于焊接参数选择或操 作不当，沿焊趾的母材部位产 生的沟槽或凹陷
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渗透检测
• 渗透检测：利用带有荧光染料或红色染 料渗透剂的渗透作用，显示缺陷痕迹的 无损检验方法。
• 用途：用于各种金属材料和非金属材料 构件表面开口缺陷的检验。
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Inspection Tools
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Measuring Weld Sizes
Fillet Weld Size - For equal leg fillet welds, the leg lengths of the largest isosceles right triangle that can be inscribed within the fillet weld cross section. For unequal leg fillet welds, the leg lengths of the largest right triangle that can be inscribed within the fillet weld cross section
焊接缺陷ppt课件
• 防止措施：控制有害元素、缓慢冷却 • 减小焊接应力。
（2）气孔
焊缝中存在遗留气体：
单个气孔
密集气孔
产生气孔的原因
• 1、焊条、焊件受潮。
氢气孔
• 2、焊条、焊件表面有油、锈。
• 3、保护效果不好。
• 药皮脱落、电弧过长、手法不稳。
氮气孔
• 防止方法：焊前去油、水、锈，采用完整 的焊条。
（3）夹渣
• 定位焊时没有对正板或管的中心线 • 措施：
板对接 • •
管对接
（4）焊瘤
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。
对接焊缝焊瘤及探伤底片
产生焊瘤的原因
• 1、电流过大。 • 2、速度太慢。
• 防止措施：立焊、横焊时看铁水，防止熔 敷金属下坠。
（5）弧坑
焊缝尾部产生的凹坑：
产生弧坑的原因
焊接缺陷
焊接缺陷产生原因分析及预防措施
一、焊接缺陷 1、外部缺陷（肉眼看得见） 2、内部缺陷（肉眼不可见）
1、外部缺陷
位于焊缝外表面，用目测或低倍放 大镜可以看到的缺陷。
常见的几种：
（1）咬边
焊缝与母材熔合不好，出现沟槽，深度大于0.5㎜
外部咬边
内部咬边
产生咬边的原因：
• 1、电流过大 • 2、焊条角度不合适。 • 预防措施：立焊、仰焊时较易出现咬边的
焊后焊缝中残留焊渣
产生夹渣的原因
• 1、焊道之间清理不干净。 • 2、电流过小。 • 3、运条方法不当。
• 防止办法：清理焊道、选择合适的电流和 正确的运条方法。
（4）未焊透
接头根部没有完全熔透
未焊透
产生的原因
• 1、电流过小。 • 2、速度过快。 • 3、焊接角度不正确。
（2）气孔
焊缝中存在遗留气体：
单个气孔
密集气孔
产生气孔的原因
• 1、焊条、焊件受潮。
氢气孔
• 2、焊条、焊件表面有油、锈。
• 3、保护效果不好。
• 药皮脱落、电弧过长、手法不稳。
氮气孔
• 防止方法：焊前去油、水、锈，采用完整 的焊条。
（3）夹渣
• 定位焊时没有对正板或管的中心线 • 措施：
板对接 • •
管对接
（4）焊瘤
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。
对接焊缝焊瘤及探伤底片
产生焊瘤的原因
• 1、电流过大。 • 2、速度太慢。
• 防止措施：立焊、横焊时看铁水，防止熔 敷金属下坠。
（5）弧坑
焊缝尾部产生的凹坑：
产生弧坑的原因
焊接缺陷
焊接缺陷产生原因分析及预防措施
一、焊接缺陷 1、外部缺陷（肉眼看得见） 2、内部缺陷（肉眼不可见）
1、外部缺陷
位于焊缝外表面，用目测或低倍放 大镜可以看到的缺陷。
常见的几种：
（1）咬边
焊缝与母材熔合不好，出现沟槽，深度大于0.5㎜
外部咬边
内部咬边
产生咬边的原因：
• 1、电流过大 • 2、焊条角度不合适。 • 预防措施：立焊、仰焊时较易出现咬边的
焊后焊缝中残留焊渣
产生夹渣的原因
• 1、焊道之间清理不干净。 • 2、电流过小。 • 3、运条方法不当。
• 防止办法：清理焊道、选择合适的电流和 正确的运条方法。
（4）未焊透
接头根部没有完全熔透
未焊透
产生的原因
• 1、电流过小。 • 2、速度过快。 • 3、焊接角度不正确。
《常见焊缺陷》课件
《常见焊缺陷》PPT课件
焊接是一项重要的金属连接技术。本课件将介绍常见的焊缺陷以及其形成原 因、检测方法和预防措施，帮助您理解焊接质量问题。
焊缺陷的定义
1 什么是焊缺陷？
焊缺陷是指在焊接过程中产生的不符合设计要求的问题，可能影响焊件的强度和可靠性。
2 为什么焊缺陷重要？
焊缺陷可能导致构件的失效、增加维修成本，并对整个工程的安全和可靠性产生负面影 响。
焊接常见缺陷的分类
表面缺陷
如气孔和裂纹
内部缺陷
如夹杂和未熔合
尺寸缺陷
如尺寸超差和变形
焊接质量问题的影响
1 结构强度
2 使用寿命
焊缺陷可能导致焊接接头 的强度降低，从而影响整 个结构的稳定性和安全性。
焊缺陷的存在可能缩短构 件的使用寿命，增加维修 和更换的频率。
3 成本和生产效率
焊缺陷会增加重工和修复 的成本，并降低整体生产 效率。
总结及展望
总结
焊缺陷可能对焊接质量产生重要影响，但通过预防 和控制措施，可以减少缺陷的发生。
展望
随着焊接技术和检测方法的不断发展，将能够更好 地预防和解决焊缺陷，提高焊接质量。
3
X射线检测
使用X射线通过焊缝，发现内部缺陷，如裂纹和孔洞。
焊缺陷的预防与控制措施
操作规程
严格执行焊接操作规程，包括预热、焊接参数 调节等。
培训和监督
培训焊接工人并建立监督体系，确保焊接操作 符合标准。
材料选择
选择高质量的焊接材料，减修复和处理缺陷。
常见焊缺陷的形成原因
缺陷类型 气孔 裂纹 夹杂 未熔合
形成原因 焊缝表面存在气体，未能及时排出 焊接应力超过材料的承受能力 焊缝内部存在杂质或未溶解的物质 焊接区域温度不足，未能完全熔化
焊接是一项重要的金属连接技术。本课件将介绍常见的焊缺陷以及其形成原 因、检测方法和预防措施，帮助您理解焊接质量问题。
焊缺陷的定义
1 什么是焊缺陷？
焊缺陷是指在焊接过程中产生的不符合设计要求的问题，可能影响焊件的强度和可靠性。
2 为什么焊缺陷重要？
焊缺陷可能导致构件的失效、增加维修成本，并对整个工程的安全和可靠性产生负面影 响。
焊接常见缺陷的分类
表面缺陷
如气孔和裂纹
内部缺陷
如夹杂和未熔合
尺寸缺陷
如尺寸超差和变形
焊接质量问题的影响
1 结构强度
2 使用寿命
焊缺陷可能导致焊接接头 的强度降低，从而影响整 个结构的稳定性和安全性。
焊缺陷的存在可能缩短构 件的使用寿命，增加维修 和更换的频率。
3 成本和生产效率
焊缺陷会增加重工和修复 的成本，并降低整体生产 效率。
总结及展望
总结
焊缺陷可能对焊接质量产生重要影响，但通过预防 和控制措施，可以减少缺陷的发生。
展望
随着焊接技术和检测方法的不断发展，将能够更好 地预防和解决焊缺陷，提高焊接质量。
3
X射线检测
使用X射线通过焊缝，发现内部缺陷，如裂纹和孔洞。
焊缺陷的预防与控制措施
操作规程
严格执行焊接操作规程，包括预热、焊接参数 调节等。
培训和监督
培训焊接工人并建立监督体系，确保焊接操作 符合标准。
材料选择
选择高质量的焊接材料，减修复和处理缺陷。
常见焊缺陷的形成原因
缺陷类型 气孔 裂纹 夹杂 未熔合
形成原因 焊缝表面存在气体，未能及时排出 焊接应力超过材料的承受能力 焊缝内部存在杂质或未溶解的物质 焊接区域温度不足，未能完全熔化
hc金属熔焊原理ppt第六章焊接缺陷及控制
熔焊原理
焊接裂纹的危害
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。
杂质的低熔点共晶所造成的液态薄膜是产 生结晶裂纹的重要因素，若将晶界的液态薄 膜改变为球状的形态，抗裂性↑
熔焊原理
熔焊原理
2）力的因素
产生结晶裂纹的充分条件=
s m
<s
s m —在脆性温度区内金属的强度
s —在脆性温度内金属所承受的拉伸应力
金属的强度s m
决定于
s G
—原理
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）。
熔焊原理 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。
《焊接缺陷与检验》课件
01
02
03
材料因素
母材质量不符合要求，焊 丝或焊条的化学成分不达 标等。
工艺因素
焊接参数选择不当，焊接 顺序不合理，焊接环境温 度和湿度控制不严格等。
操作因素
焊接操作不规范，焊工技 能水平不足，焊接过程中 未及时清理等。
焊接缺陷对产品质量的影响
强度下降
焊接缺陷会导致焊接接 头的强度下降，影响产 品的承载能力和使用寿
未熔合与未焊透
未熔合是指焊接过程中，填充金属与母材之间或填充金属内部各 层之间未完全熔合的现象。未焊透是指焊接接头未完全熔透的现 象。
未熔合与未焊透都会导致焊接接头的承载能力下降，容易引发泄 漏。未熔合的产生与焊接电流、速度、坡口形式等有关，而未焊 透的产生则与坡口间隙过小、钝边过厚等有关。
预防措施：合理选择焊接参数和坡口形式，确保坡口间隙和钝边 厚度适中，同时控制焊接速度和电流，可以有效地减少未熔合与 未焊透的产生。
根据焊接材料的性质、厚度、结构形式等因素，选择合适的 焊接工艺，如手工电弧焊、气体保护焊等，同时选择与母材 相匹配的焊接材料，以保证焊接接头的机械性能和耐腐蚀性 能。
提高焊接操作技能与规范性
总结词
提高焊接操作技能和规范性可以有效减少焊接缺陷的产生。
详细描述
通过培训和实践，提高焊接工人的操作技能和规范性，确保焊接过程中能够准 确掌握焊接参数、焊接顺序、焊缝跟踪等关键技术，避免因操作不当导致的焊 接缺陷。
气孔与夹杂
01
气孔是指在焊接过程中，熔融金属中气体未能及时逸出而形成的孔洞。夹杂则 是指焊接过程中，非金属杂质如氧化物、硫化物等混入熔融金属中形成的缺陷 。
02
气孔和夹杂都会降低焊接接头的致密度和强度，影响其承载能力。气孔的产生 与坡口清洁度、焊接速度过快、保护气体流量不足等因素有关，而夹杂的产生 则与母材和填充材料的清洁度、高温停留时间过长等因素有关。
金属熔焊的原理.pptx
10、什么是焊缝金属的合金化？常用的合金化方式有哪些？合金化就是把所需要的合金元素，通过焊接材料过 渡到焊缝金属(或堆焊金属)中去。
合金化的目的：
1)补偿焊接过程中由于氧化、蒸发等原因造成的合金元素的损失；
2)改善焊缝金属的组织和性能；
3)获得具有特殊性能的堆焊金属。
常用的合金化方式有：应用合金焊丝；应用药芯焊丝或药芯焊条；应用合金药皮或粘结焊剂；应用合金粉末； 应用熔渣与金属之间的置换反应。
2[Fe2P]+5(Fe。=P2。5+ll[Fe]
P2。5+3(Ca。)=(Ca。)3P2。5
P2。5÷4(Ca。)=(Ca。)4∙P2。5
由于碱性熔渣中含有较多的CaC),所以脱磷效果比酸性熔渣要好。
但是实际上，不论是碱性熔渣还是酸性熔渣，其最终的脱硫、脱磷效果仍不理想。所以目前控制焊缝中的硫、 磷含量，只能采取限制原材料(母材、焊条、焊丝)中硫、磷含量的方法。
按照焊接过程中金属材料所处的状态不同，目前把焊接方法分为以下三类：
（1）熔焊
焊接过程中，将焊件接头加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法称为熔焊。常用的熔焊方法有电弧焊、气 焊、电渣焊等。
⑵压焊
焊接过程中，必须对焊件施加压力（加热或不加热），以完成焊接的方法称为压焊。常用的压焊方法有电阻焊 （对焊、点焊、缝焊）、摩擦焊、旋转电弧焊、超声波焊等。
氢使焊缝金属的塑性性严重下降，促使在焊接接头中产生气孔和延时裂纹，并且还会在拉伸试样的断面上形成 白点。
⑶氧
氧主要来源于空气、药皮和焊剂中的氧化物、水分及焊接材料表面的氧化物。随着焊缝中含氧量的增加，其强 度、硬度和塑性会明显下降，还能引起金属的热脆、冷脆和时效硬化,并且也是焊缝中形成气孔（C。气孔）的主要 原
合金化的目的：
1)补偿焊接过程中由于氧化、蒸发等原因造成的合金元素的损失；
2)改善焊缝金属的组织和性能；
3)获得具有特殊性能的堆焊金属。
常用的合金化方式有：应用合金焊丝；应用药芯焊丝或药芯焊条；应用合金药皮或粘结焊剂；应用合金粉末； 应用熔渣与金属之间的置换反应。
2[Fe2P]+5(Fe。=P2。5+ll[Fe]
P2。5+3(Ca。)=(Ca。)3P2。5
P2。5÷4(Ca。)=(Ca。)4∙P2。5
由于碱性熔渣中含有较多的CaC),所以脱磷效果比酸性熔渣要好。
但是实际上，不论是碱性熔渣还是酸性熔渣，其最终的脱硫、脱磷效果仍不理想。所以目前控制焊缝中的硫、 磷含量，只能采取限制原材料(母材、焊条、焊丝)中硫、磷含量的方法。
按照焊接过程中金属材料所处的状态不同，目前把焊接方法分为以下三类：
（1）熔焊
焊接过程中，将焊件接头加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法称为熔焊。常用的熔焊方法有电弧焊、气 焊、电渣焊等。
⑵压焊
焊接过程中，必须对焊件施加压力（加热或不加热），以完成焊接的方法称为压焊。常用的压焊方法有电阻焊 （对焊、点焊、缝焊）、摩擦焊、旋转电弧焊、超声波焊等。
氢使焊缝金属的塑性性严重下降，促使在焊接接头中产生气孔和延时裂纹，并且还会在拉伸试样的断面上形成 白点。
⑶氧
氧主要来源于空气、药皮和焊剂中的氧化物、水分及焊接材料表面的氧化物。随着焊缝中含氧量的增加，其强 度、硬度和塑性会明显下降，还能引起金属的热脆、冷脆和时效硬化,并且也是焊缝中形成气孔（C。气孔）的主要 原
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（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。
11
熔焊原理
第四节 焊接裂纹
一 焊接裂纹的分类及特征 二 焊接热裂纹 三 焊接冷裂纹 四 再热裂纹 五 层状撕裂 六 应力腐蚀裂纹
分类：结晶裂纹、液化裂纹和多边化裂纹
18
熔焊原理
热裂纹分类：
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，残余液体金属不足而产生。
主要产生在含杂质较多的碳钢、低合金钢和单相奥氏体钢焊缝中。
液化裂纹 焊接热循环峰值熔化，在拉伸应力作 用下开裂。
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池结晶速度。
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熔焊原理
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
• 夹杂物的种类 氧化物夹杂 氮化物夹杂 硫化物夹杂
10
熔焊原理
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：
瘤，称为焊瘤。操作不熟练和运条不当，埋弧焊工艺参数选择不合适等。
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。
3
熔焊原理
几种缺陷示例
(A) 熔透不良
（D） 咬边
（B） 正常焊缝
（C） 焊漏
焊接电流H
(a)未焊透 （c）未熔合
（b）未熔合 （d）熔合不良
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熔焊原理
主要发生在铬镍高强钢、奥氏体钢种，母材和焊丝中S、P、Si、C 偏高时液化裂纹倾向严重。
多边化裂纹 焊缝或近缝区，在固相线稍下温度的
高温区，刚凝固的金属中存在晶格缺陷（形成多边化边 界），使强度和塑性很差，在很小的拉伸应力下开裂。
多发生在纯金属或单项奥氏体合金中。
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。
8
熔焊原理
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。
6
熔焊原理
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。
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熔焊原理
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
焊接缺陷危害
• 1 引起应力集中
• 2 造成脆性断裂
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熔焊原理
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（如CO、H2O） 而形成的，多表现为CO 气孔。
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熔焊原理
越南桥梁坍塌造成大量人员伤亡
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熔焊原理
1943年美国T-2油轮发生断裂
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熔焊原理
一、焊接裂纹的分类
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热影响区焊缝贯穿裂 ⑩焊缝根部裂纹
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熔焊原理
分类:
1.按裂纹分布的走向分
①横向裂纹 ②纵向裂纹 ③星形（弧形裂纹）
2.按裂纹发生部位分
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
纵向裂纹
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熔焊原理
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。
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熔焊原理
焊接裂纹的危害
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。
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熔焊原理 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
熔焊原理
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
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熔焊原理
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）。
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。
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第四节 焊接裂纹
一 焊接裂纹的分类及特征 二 焊接热裂纹 三 焊接冷裂纹 四 再热裂纹 五 层状撕裂 六 应力腐蚀裂纹
分类：结晶裂纹、液化裂纹和多边化裂纹
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热裂纹分类：
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，残余液体金属不足而产生。
主要产生在含杂质较多的碳钢、低合金钢和单相奥氏体钢焊缝中。
液化裂纹 焊接热循环峰值熔化，在拉伸应力作 用下开裂。
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池结晶速度。
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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
• 夹杂物的种类 氧化物夹杂 氮化物夹杂 硫化物夹杂
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熔焊原理
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：
瘤，称为焊瘤。操作不熟练和运条不当，埋弧焊工艺参数选择不合适等。
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。
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熔焊原理
几种缺陷示例
(A) 熔透不良
（D） 咬边
（B） 正常焊缝
（C） 焊漏
焊接电流H
(a)未焊透 （c）未熔合
（b）未熔合 （d）熔合不良
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主要发生在铬镍高强钢、奥氏体钢种，母材和焊丝中S、P、Si、C 偏高时液化裂纹倾向严重。
多边化裂纹 焊缝或近缝区，在固相线稍下温度的
高温区，刚凝固的金属中存在晶格缺陷（形成多边化边 界），使强度和塑性很差，在很小的拉伸应力下开裂。
多发生在纯金属或单项奥氏体合金中。
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。
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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。
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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。
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熔焊原理
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
焊接缺陷危害
• 1 引起应力集中
• 2 造成脆性断裂
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熔焊原理
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（如CO、H2O） 而形成的，多表现为CO 气孔。
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一、焊接裂纹的分类
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热影响区焊缝贯穿裂 ⑩焊缝根部裂纹
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分类:
1.按裂纹分布的走向分
①横向裂纹 ②纵向裂纹 ③星形（弧形裂纹）
2.按裂纹发生部位分
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
纵向裂纹
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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。
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焊接裂纹的危害
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。
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熔焊原理 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
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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
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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）。