(二)焊接冶金过程 焊接的冶金过程如图4-2所示， 母材、焊条受电弧高温作用熔化 气体 液态熔渣 焊条芯 形成金属熔池，将进行熔化、氧 焊条药皮 化、还原、造渣、精炼及合金化 固态渣壳 等物理、化学过程。 金属与氧的作用对焊接质量 影响最大，氧与多种金属发生氧 化反应： 工件焊缝熔池金属熔滴 Fe+0->FeO 图4-2焊条电弧焊过程 王王王王王王 Mn+O>MnO Si+20→SiO, 2Cr+3O→Cr,O3 2Al+3O→>Al,O
（二）焊接冶金过程 焊接的冶金过程如图4-2所示, 母材、焊条受电弧高温作用熔化 形成金属熔池，将进行熔化、氧 化、还原、造渣、精炼及合金化 等物理、化学过程。 金属与氧的作用对焊接质量 影响最大，氧与多种金属发生氧 化反应： 图4-2 焊条电弧焊过程 Fe O FeO MnO MnO Si 2O SiO2 2Cr 3O Cr2 O3 2Al 3O Al2 O3
能溶解在液态金属中的氧化物（如氧化亚铁)，冷凝 时因溶解度下降而析出，严重影响焊缝质量，如图3-3所 示；而大部分金属氧化物（如硅、锰化合物）不溶于液态 金属，可随渣浮出，净化熔池，提高焊缝质量。 氢易溶入熔池，在焊缝中形成气孔，或聚集在焊缝缺 陷处造成氢脆。 其次空气中的氮气在高温时大量溶于液体金属，冷却 结晶时，氯溶解度下降，如图3-4所示；析出的氯在焊缝 工王王王王王 中形成气孔，部分还以针状氮化物(FeN)形式析出；焊 缝中含氮量提高，使焊缝的强度和硬度增加，塑性和韧性 剧烈下降
能溶解在液态金属中的氧化物（如氧化亚铁），冷凝 时因溶解度下降而析出，严重影响焊缝质量，如图3-3所 示；而大部分金属氧化物（如硅、锰化合物）不溶于液态 金属，可随渣浮出，净化熔池，提高焊缝质量。 氢易溶入熔池，在焊缝中形成气孔，或聚集在焊缝缺 陷处造成氢脆。 其次空气中的氮气在高温时大量溶于液体金属，冷却 结晶时，氮溶解度下降，如图3-4所示；析出的氮在焊缝 中形成气孔，部分还以针状氮化物（Fe4 N）形式析出；焊 缝中含氮量提高，使焊缝的强度和硬度增加，塑性和韧性 剧烈下降
焊缝的治金过程与一般冶金过程比较，具有以下特点： 1)金属熔池体积小，熔池处于液态时间短，冶金反应不充 分 2)熔池温度高，使金属元素强烈的烧损和蒸发，冷却速度 快，易产生应力和变形，甚至开裂。 为保证焊缝质量，可从两方面采取措施： 1)减少有害元素进入熔池。主要采用机械保护，如焊条 药皮、埋弧焊焊剂、和气体保护焊的保护气体(C02,氩气) 等)。 2)清除已进入熔池的有害元素，增加合金元素。如焊条 药皮里加合金元素进行脱氧、去氢、去疏、渗合金等
焊缝的冶金过程与一般冶金过程比较，具有以下特点： 1）金属熔池体积小，熔池处于液态时间短，冶金反应不充 分； 2）熔池温度高，使金属元素强烈的烧损和蒸发，冷却速度 快，易产生应力和变形，甚至开裂。 为保证焊缝质量，可从两方面采取措施： 1）减少有害元素进入熔池。主要采用机械保护，如焊条 药皮、埋弧焊焊剂、和气体保护焊的保护气体（CO2 ,氩气） 等）。 2）清除已进入熔池的有害元素，增加合金元素。如焊条 药皮里加合金元素进行脱氧、去氢、去硫、渗合金等
(三)焊接热循环 焊接热循环：在焊接加热和 T,℃ 冷却过程中，焊接接头上某点的 温度随时间变化的过程如图4-5所 13 示。不同点，其热循环不同，即 24 Tar 最高加热温度、加热速度和冷却 1100 速度均不同。对焊接质量起重要 800 影响的参数有：最高加热温度、 在过热温度1100℃以上停留时间 和冷却速度等。其特点是加热和 冷却速度都很快。对易淬火钢， t,S 焊后发生空冷淬火，对其他材料， 易产生焊接变形、应力及裂纹。 图4-5焊接热循环曲线
（三）焊接热循环 焊接热循环：在焊接加热和 冷却过程中，焊接接头上某点的 温度随时间变化的过程如图4-5所 示。不同点，其热循环不同，即 最高加热温度、加热速度和冷却 速度均不同。对焊接质量起重要 影响的参数有：最高加热温度、 在过热温度11000C以上停留时间 和冷却速度等。其特点是加热和 冷却速度都很快。对易淬火钢， 焊后发生空冷淬火，对其他材料， 易产生焊接变形、应力及裂纹。 图4-5焊接热循环曲线
熔合区 (四)焊接接头组织和性能 T/℃ 1500 以低碳钢为例，说 1300 明焊接过程造成金属组 过热区 -1100 织和性能的变化。如图 正火以 900 4-6所示，受焊接热循环 部分相变区 700 的影响，焊缝附近的母 再结晶区 500 材组织或性能发生变化 的区域，叫焊接热影响 区，熔化焊焊缝和母材 0.772.11/% 的交界线叫熔合线，熔 合线两侧有一个很窄的 焊缝与热影响区的过渡 塑性 区，叫熔合区。焊接接 熔合区 距离 头由焊缝区、熔合区和 焊缝 热影响区 母材 热影响区组成。 图4-6低碳钢焊接接头的组织变化
以低碳钢为例，说 明焊接过程造成金属组 织和性能的变化。如图 4-6所示，受焊接热循环 的影响，焊缝附近的母 材组织或性能发生变化 的区域，叫焊接热影响 区，熔化焊焊缝和母材 的交界线叫熔合线，熔 合线两侧有一个很窄的 焊缝与热影响区的过渡 区，叫熔合区。焊接接 头由焊缝区、熔合区和 热影响区组成。 图4-6 低碳钢焊接接头的组织变化 (四）焊接接头组织和性能