焊工工藝學第五版教學課件第五章-金屬熔焊過程

第五章金屬熔焊過程§5-1焊條、焊絲及母材的熔化§5-2焊接化學冶金過程§5-3焊縫結(jié)晶過程§5-4熔合區(qū)及焊接熱影響區(qū)§5-5控制及改善焊接接頭性能的方法思考與練習12一、焊接熱源§5-1焊條、焊絲及母材的熔化二、焊條、焊絲的加熱及熔化三、焊條、焊絲金屬向母材的過渡四、母材的熔化3一、焊接熱源要實現(xiàn)金屬的焊接，必須提供其需要的能量。對于熔焊，關鍵是要有一個能量集中、溫度足夠高的局部加熱熱源。常用的熔焊熱源有電弧熱（電弧焊）、氣體火焰（氣焊）、電阻熱（電渣焊）、等離子弧（等離子弧焊）等。焊接熱源所產(chǎn)生的熱量并不是全部用來加熱和熔化焊條、焊絲及母材的，有一部分熱量損失于周圍介質(zhì)和飛濺中?！?-1焊條、焊絲及母材的熔化4二、焊條、焊絲的加熱及熔化當電流通過焊條或焊絲時將產(chǎn)生電阻熱。電阻熱的大小取決于焊條或焊絲的伸出長度、電流、焊條或焊絲金屬的電阻率和直徑。（1）限制焊條或焊絲的伸出長度焊條電弧焊時焊條不能過長，特別是在采用細直徑焊條時，更要限制其長度?！?-1焊條、焊絲及母材的熔化1．電阻加熱5（2）限制焊接電流對于一定直徑的焊條或焊絲，在生產(chǎn)中應根據(jù)工藝的要求選用合適的電流值，絕不能單純?yōu)榱颂岣咝识x用過高的電流值?！?-1焊條、焊絲及母材的熔化1．電阻加熱6真正使焊條、焊絲熔化的是電弧熱。盡管電弧熱只有一小部分用來熔化焊條或焊絲（大部分熱量熔化母材），但它卻是熔化焊條、焊絲的主要熱量。而焊條、焊絲本身的電阻熱僅起輔助作用?！?-1焊條、焊絲及母材的熔化2．電弧加熱7三、焊條、焊絲金屬向母材的過渡金屬熔滴向熔池過渡的形式大致可分為滴狀過渡、短路過渡和噴射過渡三種，如圖所示?！?-1焊條、焊絲及母材的熔化1．熔滴過渡的形式熔滴過渡的形式a）滴狀過渡b）短路過渡c）噴射過渡8（1）滴狀過渡滴狀過渡有粗滴過渡和細滴過渡兩種。熔滴呈粗大顆粒狀向熔池自由過渡的形式稱為粗滴過渡，又稱顆粒過渡，如上圖a所示?！?-1焊條、焊絲及母材的熔化1．熔滴過渡的形式9（2）短路過渡焊條（或焊絲）端部的熔滴與熔池短路接觸，由于強烈過熱和磁收縮的作用使其爆斷，直接向熔池過渡的形式稱為短路過渡，熔滴的過渡情況如上圖b所示。§5-1焊條、焊絲及母材的熔化1．熔滴過渡的形式10（3）噴射過渡熔滴呈細小顆粒并以噴射狀態(tài)快速通過電弧空間向熔池過渡的形式稱為噴射過渡。噴射過渡的特點是熔滴細，過渡頻率高，熔滴沿焊絲的軸向高速向熔池運動，并具有電弧穩(wěn)定、飛濺小、熔深大、焊縫成形美觀、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點。噴射過渡是熔化極氬弧焊、富氬混合氣體保護焊所采用的熔滴過渡形式，如上圖c所示。§5-1焊條、焊絲及母材的熔化1．熔滴過渡的形式11（1）重力金屬熔滴因本身的重力而具有下垂的傾向。平焊時，金屬熔滴的重力起促進熔滴過渡的作用。但是在立焊或仰焊時，熔滴的重力阻礙了熔滴向熔池過渡，成為阻礙力。熔滴的重力如圖所示。§5-1焊條、焊絲及母材的熔化2．熔滴過渡的作用力熔滴的重力和表面張力F1—熔滴的重力F2—熔滴的表面張力12（2）表面張力表面張力是焊條或焊絲端頭上保持熔滴的作用力，如圖所示?！?-1焊條、焊絲及母材的熔化2．熔滴過渡的作用力熔滴的重力和表面張力F1—熔滴的重力F2—熔滴的表面張力13（3）電磁壓縮力由電工學可知，兩根平行的載流導體，若它們通過的電流方向相同，則這兩根導體彼此相吸，使這兩根導體相吸的力叫作電磁力，方向是從外向內(nèi)，如圖所示?！?-1焊條、焊絲及母材的熔化2．熔滴過渡的作用力通有相同方向電流的兩根導線的相互作用力14焊接時，把焊條或焊絲末端的液體熔滴看成是由許多載流導體組成的，如圖中箭頭所示，這樣熔滴就會受到由四周向中心的徑向收縮力，稱為電磁壓縮力?！?-1焊條、焊絲及母材的熔化2．熔滴過渡的作用力電磁力在熔滴上的壓縮作用F—電磁壓縮力15（4）斑點壓力焊接電弧中的帶電微粒（電子和正離子）在電場的作用下分別向陽極和陰極運動，撞擊在兩極的斑點上而產(chǎn)生的機械壓力稱為斑點壓力，如圖所示。§5-1焊條、焊絲及母材的熔化2．熔滴過渡的作用力斑點壓力阻礙熔滴過渡1—陰極斑點2—電弧16（5）氣體的吹力進行焊條電弧焊時，焊條藥皮的熔化稍微落后于焊芯的熔化，在藥皮的末端會形成一小段尚未熔化的“喇叭”形套筒，如圖所示。§5-1焊條、焊絲及母材的熔化2．熔滴過渡的作用力焊條藥皮形成套筒17四、母材的熔化熔焊時，在焊接熱源作用下，焊條、焊絲金屬熔化的同時，被焊金屬（母材）也發(fā)生局部的熔化。熔池的形狀如圖所示，很像一個不標準的半橢圓形球。熔池的大小、存在時間對焊縫性能有很大影響?！?-1焊條、焊絲及母材的熔化焊接熔池的形狀18一、對焊接區(qū)金屬的保護§5-2焊接化學冶金過程二、焊接化學冶金過程的特點三、有害元素對焊縫金屬的作用四、焊縫金屬合金化19一、對焊接區(qū)金屬的保護在焊接過程中，對焊接區(qū)進行保護的目的是防止空氣的有害作用，保證焊縫質(zhì)量。不同的焊接方法，其保護方式也不相同，各種熔焊方法的保護方式見表?！?-2焊接化學冶金過程各種熔焊方法的保護方式20二、焊接化學冶金過程的特點焊接電弧的溫度很高，一般可達6000～8000℃，使金屬劇烈蒸發(fā)，電弧周圍的氣體CO2、N2、H2等大量分解，分解后的氣體原子或離子很容易溶解在液態(tài)金屬中形成氣孔?！?-2焊接化學冶金過程1．溫度高，溫度梯度大21焊接熔池的體積極小，焊條電弧焊熔池的質(zhì)量通常在0.6～16g之間，埋弧焊熔池的質(zhì)量一般不超過100g；同時，加熱及冷卻速度很快，由局部金屬開始熔化形成熔池到結(jié)晶完成的全部過程一般只有幾秒鐘的時間。因此，整個冶金反應不能充分進行，易形成偏析?！?-2焊接化學冶金過程2．熔池體積小，熔池存在時間短22焊接時隨著焊接熱源的移動，熔池中參加反應的物質(zhì)經(jīng)常改變，不斷有新的鐵液及熔渣加入熔池中參加反應，增加了焊接冶金過程的復雜性?！?-2焊接化學冶金過程3．熔池金屬不斷更新23焊接時，熔化金屬是以滴狀從焊條或焊絲端部過渡到熔池的，熔滴與氣體及熔渣的接觸面大，有利于冶金反應快速進行。同時，氣體侵入液態(tài)金屬中的機會也增多了，易使焊縫金屬氧化、氮化及產(chǎn)生氣孔。此外，熔池攪拌劇烈有助于加快反應速度，也有助于熔池中氣體的逸出?！?-2焊接化學冶金過程4．反應接觸面大，攪拌劇烈24三、有害元素對焊縫金屬的作用（1）氧的來源焊接區(qū)的氧氣主要來自電弧中的氧化性氣體（如CO2、O2、H2O等），空氣中氧的侵入，焊劑、藥皮中的高價氧化物和焊件表面的鐵銹、水分等的分解產(chǎn)物?！?-2焊接化學冶金過程1．氧對焊縫金屬的作用25（2）氧對焊接質(zhì)量的影響1）焊縫金屬中的氧不僅會使焊縫中有益元素大量燒損，而且會使焊縫的強度、塑性、硬度和沖擊韌度降低，其中，沖擊韌度降低得尤為明顯。2）降低焊縫金屬的物理性能和化學性能，如降低導電性、導磁性和耐腐蝕性等。3）氧與碳、氫反應，生成不溶于金屬的氣體CO和H2O，若結(jié)晶時來不及順利逸出，則會在焊縫內(nèi)形成氣孔。4）產(chǎn)生飛濺，影響焊接過程的穩(wěn)定性?！?-2焊接化學冶金過程1．氧對焊縫金屬的作用26（3）控制氧的措施1）加強保護，如采用短弧焊、選用合適的氣體流量等，防止空氣侵入。還可以在惰性氣體保護或真空保護下進行焊接。2）清理焊件及焊絲表面的水分、油污、銹跡，按規(guī)定溫度烘干焊劑、焊條等焊接材料。3）對焊縫脫氧也是行之有效的措施?！?-2焊接化學冶金過程1．氧對焊縫金屬的作用27（4）焊縫金屬的脫氧1）脫氧劑選擇的原則。2）焊縫金屬的脫氧途徑。§5-2焊接化學冶金過程1．氧對焊縫金屬的作用28（1）氫的來源焊接區(qū)的氫主要來自受潮的藥皮或焊劑中的水分，焊條藥皮或焊劑中的有機物，空氣中的水分，焊件表面的鐵銹、油脂及涂料等。氫在鐵中的溶解是以原子或離子狀態(tài)溶入的，氫在鐵中的溶解度如圖所示?！?-2焊接化學冶金過程2．氫對焊縫金屬的作用壓力為0.1MPa時氫和氮在鐵中的溶解度29（2）氫對焊接質(zhì)量的影響1）形成氣孔。2）產(chǎn)生白點和氫脆。3）產(chǎn)生冷裂紋?！?-2焊接化學冶金過程2．氫對焊縫金屬的作用30（3）控制氫的措施1）焊前清理干凈焊件及焊絲表面的鐵銹、油污、水分等污物。2）焊前按規(guī)定溫度烘干焊劑、焊條，對氣體保護焊的保護氣體進行去水、干燥處理。3）盡量選用低氫型焊條，焊接時采用直流反接，短弧操作。4）焊后消氫處理，即焊后立即將焊件加熱到250～350℃，保溫2～6h，使焊縫金屬中的擴散氫加速逸出，降低焊縫和熱影響區(qū)中的含氫量?！?-2焊接化學冶金過程2．氫對焊縫金屬的作用31（1）氮的來源焊接區(qū)中的氮主要來自周圍空氣。（2）氮對焊接質(zhì)量的影響1）形成氣孔。2）影響焊縫的力學性能。§5-2焊接化學冶金過程3．氮對焊縫金屬的作用32（3）控制氮的措施1）加強對焊接區(qū)液態(tài)金屬的保護，防止空氣中氮的侵入，是控制焊縫中含氮量的主要措施。2）采取正確的焊接工藝措施，如盡量采用短弧焊接，因為電弧越長，氮侵入熔池越多，焊縫中的含氮量越高。此外，采用直流反接比直流正接可減少焊縫中的含氮量。§5-2焊接化學冶金過程3．氮對焊縫金屬的作用33（1）硫、磷的來源焊縫中的硫、磷主要來自母材、焊絲、藥皮、焊劑等材料。（2）硫、磷的危害硫、磷是焊縫中的有害雜質(zhì)。硫化物共晶、磷化物共晶的熔點見表?！?-2焊接化學冶金過程4．焊縫金屬中硫、磷的危害及控制硫化物共晶、磷化物共晶的熔點34（3）脫硫和脫磷的措施1）脫硫的措施。焊接過程中脫硫的主要措施有元素脫硫和熔渣脫硫兩種。2）脫磷的措施。焊接過程中脫磷的措施分為以下兩步：①將P氧化成P2O5，其反應式如下：②利用堿性氧化物與P2O5

形成穩(wěn)定的磷酸鹽進入熔渣?！?-2焊接化學冶金過程4．焊縫金屬中硫、磷的危害及控制35（4）酸性焊條與堿性焊條的脫硫和脫磷1）酸性焊條。酸性焊條熔渣中堿性氧化物CaO和MnO較少，熔渣脫硫能力弱，僅靠Mn元素脫硫。2）堿性焊條。堿性焊條藥皮中含有大量的大理石、螢石和鐵合金，熔渣中有大量的堿性氧化物CaO、MnO等，既能進行熔渣脫硫和脫磷，同時又可進行元素脫硫。§5-2焊接化學冶金過程4．焊縫金屬中硫、磷的危害及控制36四、焊縫金屬合金化（1）補償焊接過程中由于合金元素氧化和蒸發(fā)等造成的損失，以保證焊縫金屬的成分、組織和性能符合預定的要求。（2）通過向焊縫金屬中滲入母材中不含或少含的合金元素，以滿足焊件對焊縫金屬的特殊要求。（3）消除焊接工藝缺欠，改善焊縫金屬的組織和性能?！?-2焊接化學冶金過程1．焊縫金屬合金化的目的37進行焊條電弧焊時，焊縫金屬合金化的方式有兩種：一種是通過焊芯（即利用合金鋼焊芯）過渡；另一種是通過焊條藥皮（即將合金成分加在藥皮里）過渡，這兩種方式還可以同時兼有。§5-2焊接化學冶金過程2．焊縫金屬合金化的方式38一、焊縫金屬的一次結(jié)晶§5-3焊縫結(jié)晶過程二、焊縫結(jié)晶過程中的偏析三、焊縫金屬的二次結(jié)晶四、焊縫中的夾雜物39一、焊縫金屬的一次結(jié)晶焊縫金屬由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的凝固過程稱為焊縫金屬的一次結(jié)晶。一次結(jié)晶包括生核和長大兩個基本過程?！?-3焊縫結(jié)晶過程40一、焊縫金屬的一次結(jié)晶焊接時，隨著電弧的移去，熔池液態(tài)金屬溫度逐漸降低，由于熔合線處的散熱條件好，是熔池中溫度最低的地方，因此，當液態(tài)金屬達到凝固溫度時（實際溫度要比理論溫度稍低些），熔合線上的半熔化晶粒就成為附近液態(tài)金屬結(jié)晶的晶核，如圖所示?！?-3焊縫結(jié)晶過程熔合線上的晶核1—母材2—熔合區(qū)3—焊縫41一、焊縫金屬的一次結(jié)晶隨著熔池溫度的不斷降低，晶核開始朝著與散熱方向相反的方向長大，即垂直熔合線指向熔池中心方向，同時也向兩側(cè)較緩慢地長大，形成柱狀結(jié)晶。當柱狀晶體不斷長大至互相接觸時，焊縫的一次結(jié)晶過程結(jié)束。焊接熔池結(jié)晶過程如圖所示。§5-3焊縫結(jié)晶過程焊接熔池結(jié)晶過程a）開始結(jié)晶b）晶體長大c）柱狀結(jié)晶d）結(jié)晶結(jié)束42二、焊縫結(jié)晶過程中的偏析在一個柱狀晶粒內(nèi)部和晶粒之間的化學成分分布不均勻的現(xiàn)象稱為顯微偏析。柱狀晶粒生長的過程，一方面是在結(jié)晶的軸向延長，另一方面是徑向擴展，如圖所示?！?-3焊縫結(jié)晶過程1．顯微偏析柱狀晶粒生長過程43熔池結(jié)晶時，由于柱狀晶體的不斷長大和推移，把雜質(zhì)推向熔池中心，這樣熔池中心的雜質(zhì)含量要比其他部位高，這種現(xiàn)象稱為區(qū)域偏析。焊縫成形系數(shù)不同，其偏析的地方也不一樣?！?-3焊縫結(jié)晶過程2．區(qū)域偏析44焊縫成形系數(shù)小，焊縫窄而深，各柱狀晶粒的交界在中心，使窄焊縫的中心聚集較多的雜質(zhì)，如圖a所示，這時極易形成熱裂紋；焊縫成形系數(shù)大，焊縫寬而淺，雜質(zhì)聚集在焊縫上部，如圖b所示，這種焊縫具有較強的抗熱裂紋能力?！?-3焊縫結(jié)晶過程2．區(qū)域偏析不同成形系數(shù)焊縫斷面對偏析分布的影響a）成形系數(shù)小b）成形系數(shù)大45焊接熔池始終處于氣流和熔滴金屬的脈動作用下，因此，無論是金屬的流動或熱量的提供和傳遞都具有脈動的性質(zhì)。如圖所示為由層狀偏析所造成的氣孔?！?-3焊縫結(jié)晶過程3．層狀偏析層狀偏析氣孔的分布a）焊縫橫斷面b）焊縫縱斷面46三、焊縫金屬的二次結(jié)晶一次結(jié)晶結(jié)束后，熔池金屬就轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的焊縫。高溫的焊縫金屬冷卻到室溫時，要經(jīng)過一系列的相變過程，這種相變過程稱為焊縫金屬的二次結(jié)晶。對低碳鋼而言，焊縫的常溫組織，即二次結(jié)晶后的組織為鐵素體加珠光體。在低碳鋼的平衡組織（即非常緩慢地冷卻下來所得的組織）中，珠光體含量很少?！?-3焊縫結(jié)晶過程47三、焊縫金屬的二次結(jié)晶焊接時，由于冷卻速度較快，因此，焊縫組織中珠光體含量一般都比平衡組織中的含量大。冷卻速度越快，珠光體含量越多，焊縫的硬度和強度隨之提高，而塑性和韌性則隨之降低。冷卻速度對低碳鋼的焊縫組織及硬度的影響見表?！?-3焊縫結(jié)晶過程低碳鋼焊縫冷卻速度對組織及硬度的影響48四、焊縫中的夾雜物由焊接冶金反應產(chǎn)生的、焊后殘留在焊縫金屬中的微觀非金屬雜質(zhì)稱為夾雜物。焊縫中的夾雜物主要有硫化物和氧化物兩種。硫化物夾雜主要是硫化亞鐵（FeS）和硫化錳（MnS），硫化亞鐵對焊縫的危害很大，是使焊縫產(chǎn)生熱裂紋的主要原因之一。氧化物夾雜主要是二氧化硅（SiO2）、氧化錳（MnO）、氧化鈦（TiO2），它們會降低焊縫的力學性能?！?-3焊縫結(jié)晶過程49一、熔合區(qū)的組織和性能§5-4熔合區(qū)及焊接熱影響區(qū)二、焊接熱循環(huán)三、焊接熱影響區(qū)的組織和性能50二、焊接熱循環(huán)熔合區(qū)是指在焊接接頭中焊縫向熱影響區(qū)過渡的區(qū)域。該區(qū)域范圍很窄，甚至在顯微鏡下也很難分辨。熔合區(qū)溫度處于鐵碳合金狀態(tài)圖中固相線和液相線之間。熔合區(qū)金屬處于部分熔化狀態(tài)（半熔化區(qū)），晶粒非常粗大，冷卻后組織為粗大的過熱組織，塑性、韌性很差。由于熔合區(qū)具有明顯的化學不均勻性及組織不均勻性，因此，往往是焊接接頭產(chǎn)生裂紋或局部脆性破壞的發(fā)源地，是焊接接頭中性能最差的區(qū)域?！?-4熔合區(qū)及焊接熱影響區(qū)51二、焊接熱循環(huán)在焊接熱源作用下，焊件上某點的溫度隨時間變化的過程稱為焊接熱循環(huán)。焊接熱循環(huán)是針對焊件上某個具體的點而言的，當熱源向該點靠近時，該點的溫度隨之升高直至達到最大值，隨著熱源的離開，溫度又逐漸降低至室溫，該過程可用一條曲線來表示，叫作熱循環(huán)曲線，如圖所示?！?-4熔合區(qū)及焊接熱影響區(qū)焊接熱循環(huán)曲線Tm—加熱的最高溫度TA—相變溫度tA—相變溫度以上停留的時間52二、焊接熱循環(huán)在焊縫兩側(cè)距焊縫遠近不同的各點所經(jīng)歷的熱循環(huán)不同，顯然，距焊縫越近的各點，加熱達到的最高溫度越高；距焊縫越遠的各點，加熱達到的最高溫度越低。距焊縫不同距離焊件上各點的焊接熱循環(huán)如圖所示。§5-4熔合區(qū)及焊接熱影響區(qū)距焊縫不同距離焊件上各點的焊接熱循環(huán)A—至焊縫軸線10mm

B—至焊縫軸線11mmC—至焊縫軸線14mm

D—至焊縫軸線18mmE—至焊縫軸線25mm53三、焊接熱影響區(qū)的組織和性能焊接熱影響區(qū)是指在焊接過程中，母材因受熱影響（但未熔化）而發(fā)生金相組織和力學性能變化的區(qū)域。對于低碳鋼及合金元素較少的低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼（如Q295、Q355、Q390）等不易淬火鋼，焊接熱影響區(qū)可分為過熱區(qū)、正火區(qū)、不完全重結(jié)晶區(qū)和再結(jié)晶區(qū)，如圖所示?！?-4熔合區(qū)及焊接熱影響區(qū)不易淬火鋼焊接熱影響區(qū)1—熔合區(qū)2—過熱區(qū)3—正火區(qū)4—不完全重結(jié)晶區(qū)5—再結(jié)晶區(qū)6—母材54粒顯著粗大的區(qū)域稱為過熱區(qū)，又稱粗晶區(qū)。過熱區(qū)的加熱溫度范圍是在固相線以下到1100℃左右之間。在這樣高的溫度下，奧氏體晶粒嚴重長大，冷卻后呈現(xiàn)為晶粒粗大的過熱組織，甚至出現(xiàn)魏氏組織。過熱區(qū)塑性、韌性很低，尤其是沖擊韌度比母材低20%～30%，是熱影響區(qū)中性能最差的區(qū)域?！?-4熔合區(qū)及焊接熱影響區(qū)1．過熱區(qū)55正火區(qū)的加熱溫度范圍在Ac3～1100℃之間。加熱時該區(qū)域的鐵素體和珠光體全部轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。由于溫度不高，晶粒長大較慢，空冷后，獲得均勻而細小的鐵素體和珠光體，相當于熱處理時的正火組織，因此，該區(qū)域又稱相變重結(jié)晶區(qū)或細晶區(qū)。其力學性能略高于母材，是熱影響區(qū)中綜合力學性能最好的區(qū)域?！?-4熔合區(qū)及焊接熱影響區(qū)2．正火區(qū)56不完全重結(jié)晶區(qū)的加熱溫度范圍處于Ac1～Ac3之間。加熱時該區(qū)域的部分鐵素體和珠光體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，冷卻時奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)榧毿〉蔫F素體和珠光體；而未溶入奧氏體的鐵素體不發(fā)生轉(zhuǎn)變，晶粒長大粗化，成為粗大的鐵素體。所以這個區(qū)域的金屬組織是不均勻的，一部分是經(jīng)過重結(jié)晶的晶粒細小的鐵素體和珠光體，另一部分是粗大的鐵素體。由于晶粒大小不同，因此力學性能也不均勻?！?-4熔合區(qū)及焊接熱影響區(qū)3．不完全重結(jié)晶區(qū)57對于焊前經(jīng)過冷塑性變形（如冷軋、冷成形）的母材，加熱溫度在Ac1～450℃之間的區(qū)域?qū)l(fā)生再結(jié)晶。經(jīng)過再結(jié)晶，焊縫的塑性、韌性提高了，但強度卻降低了?！?-4熔合區(qū)及焊接熱影響區(qū)4．再結(jié)晶區(qū)58一、材料的匹配§5-5控制及改善焊接接頭性能的方法二、控制熔合比三、焊接工藝方法的選用四、焊接參數(shù)及焊接熱輸入的選用五、焊接工藝措施59一、材料的匹配材料的匹配主要是指焊接材料的選用。焊接材料與母材不同的匹配將會影響焊縫金屬的化學成分和性能，但不影響熱影響區(qū)的組織和性能。對于低碳鋼、低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼、低溫鋼，一般不要求焊縫金屬與母材成分一樣，而是要求力學性能與母材相同。為提高焊縫的抗裂性，應減少焊縫中碳和硫、磷等雜質(zhì)元素的含量。為提高焊縫的塑性和韌性，一般在焊接材料中加入碳化物或氮化物的形成元素，如鉬、鈮、釩、鈦、鋁等，以細化焊縫組織?！?-5控制及改善焊接接頭性能的方法60二、控制熔合比熔焊時，被熔化的母材在焊縫金屬中所占的百分比稱為熔合比，如圖所示。熔合比的計算公式為：§5-5控制及改善焊接接頭性能的方法熔合比61三、焊接工藝方法的選用氣焊的機械保護效果較差，合金元素燒損較大，焊縫中氣體元素和雜質(zhì)元素含量也較高。同時，氣焊加熱速度慢，焊縫和熱影響區(qū)易產(chǎn)生過熱和過燒的組織，晶粒粗大，熱影響區(qū)寬。因此，焊接接頭性能差。§5-5控制及改善焊接接頭性能的方法1．氣焊62焊條電弧焊機械保護效果較好，合金元素燒損較少，焊縫中氣體元素和雜質(zhì)元素含量較低。焊條電弧焊的熱輸入較小，接頭高溫停留時間較短，焊縫和熱影響區(qū)的組織較細，熱影響區(qū)相對較窄。因此，焊接接頭性能較好?！?-5控制及改善焊接接頭性能的方法2．焊條電弧焊63埋弧焊的機械保護效果也較好，合金元素燒損較少，焊縫中氣體元素和雜質(zhì)元素含量也較低。由于埋弧焊電弧功率比焊條電弧焊大得多，熱輸入大，因此，埋弧焊的焊縫和熱影響區(qū)組織較粗大?？偟膩碚f，埋弧焊的焊接接頭性能較好?！?-5控制及改善焊接接頭性能的方法3．埋弧焊64手工鎢極氬弧焊由于采用氬氣保護，保護效果好，合金元素基本沒有燒損，焊縫中氣體元素和雜質(zhì)元素含量極少，焊縫金屬純凈。同時，由于氬弧熱量集中，熱輸入小，接頭高溫停留時間短，焊縫和熱影響區(qū)組織細，熱影響區(qū)窄。因此，手工鎢極氬弧焊的焊接接頭性能好。§5-5控制及改善焊接接頭性能的方法4．手工鎢極氬弧焊65CO2氣體保護焊采用氧化性氣體CO2進行保護，對合金元素燒損較多，故需采用含硅、錳量較多的焊絲。但其焊縫含氫量低，抗裂性能好，熱影響區(qū)窄，所以焊接接頭性能較好?！?-5控制及改善焊接接頭性能的方法5．CO2氣體保護焊66四、焊接參數(shù)