焊接问答.docx

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焊接问答

基本知识

1．焊条电弧焊时，焊条具有哪些作用？

焊条电弧焊时，焊条具有作为电弧的一个极、向熔池提供填充金属及保护熔池结晶的作用。

2．焊接靠什么热量加热并熔化焊条？

焊接时，加热并熔化焊条的热量有焊接电流通过焊条所产、焊接电弧的电弧热以及化学反应所产生的化学热。

3．熔滴上的作用力有哪些？

焊条端头的金属熔滴受以下几个力的作用：

表面张力、重力、电磁收缩力、斑点压力、等离子流力和其他力。

影响熔滴过渡的力有五六种之多，除重力和表面张力，电磁收缩力、等离子流力和斑点压力等都与电弧形态有关。

各种力对熔滴过渡的作用，根据不同的工艺条件应作具体的分析。

如重力在平焊时是促进熔滴过渡的力；而当立焊和仰焊时，重力则使过渡的金属熔滴偏离电弧的轴线方向而阻碍熔滴过渡。

4．什么是熔滴和熔滴过渡？

电弧焊时，在焊条（或焊丝）端部形成的，并向熔池过渡的液态金属滴即熔滴。

熔滴通过电弧空间向熔池转移的过程即熔滴过渡。

5．熔滴过渡分为哪几种类型？

各自的特点是什么？

熔滴过渡形式大体上可分为三种类型，即自由过渡、接触过渡和渣壁过渡。

自由过渡是指熔滴经电弧空间自由飞行，焊丝端头和熔池之间不发生直接接触。

接触过渡是焊丝端部的熔滴与熔池表面通过接触而过渡。

在熔化极气体保护焊时，焊丝短路并重复地引燃电弧，这种接触过渡亦称为短路过渡。

TIG焊时，焊丝作为填充金属，它与工件间不引燃电弧，也称为搭桥过渡。

渣壁过渡与渣保护有关，常发生在埋弧焊时，熔滴是从熔渣的空腔壁上流下的。

6．什么是喷射过渡？

它可分为哪几种过渡形式？

在纯氩或富氩保护气体中进行直流负极性熔化极电弧焊时，若采用的电弧电压较高（即弧长较长），一般不出现焊丝末端的熔滴与熔池短路现象，会出现喷射过渡。

熔滴呈细小颗粒并以喷射状态快速通过电弧空间向熔池过渡的形式称为喷射过渡。

根据不同的焊接条件，这类过渡可分

为射滴、亚射流、射流及旋转射流等形式。

7．什么是短路过渡？

它有哪些焊接特点？

在较小电流、低电压时，熔滴未长成大滴就与熔池短路，在表面张力及电磁收缩力的作用下，熔滴向母材过渡的过程称短路过渡。

这种过渡形式电弧稳定，飞溅较小，熔滴过渡频率

高，焊缝成形较好，广泛适用于薄板焊接和全位置焊接。

短路过渡的主要焊接特点有：

（1）由于采用较低的电压和较小的电流，所以电弧功率小，对焊件的热输入低，熔池冷凝速度快。

这种熔滴过渡方式适宜于焊接薄板，并易于实现全位置焊接。

（2）由于采用细焊丝，电流密度大。

例如：

直径为1.2mm的碳钢焊丝，当焊接电流为160A时，电流密度可达141A/mm2，是通常埋弧焊电流密度的2倍多，是焊条电弧焊的8～10倍，

因此对焊件加热集中，焊接速度快，可减小焊接接头的热影响

8．什么是渣壁过渡？

焊条电弧焊时可出现哪几种过渡形式及如何选用焊条药皮厚度？

渣壁过渡是指在焊条电弧焊和埋弧焊时的短路过渡形式。

使用焊条电弧焊时，可以出现四种过渡形式：

渣壁过渡、大颗粒过渡（大滴状过渡）、细颗粒过渡（小滴状过渡）和短路过渡。

过渡形式决定于药皮成分和厚度、焊接工艺参数、电流种类和极性等。

用厚药皮焊条焊接时，焊条端头形成带一点角度的药皮套筒，它可以控制气流的方向和熔滴过渡的方向。

套筒的长短与

药皮厚度有关，通常药皮越厚，套筒越长，吹送力也强。

但药皮层厚度应适当，过厚和过薄都不好，均可产生较大的熔滴。

当药皮厚度为1.2mm时，熔滴的颗粒最小，用薄药皮焊条焊接时，不生成套筒，熔渣很少，不能包围熔化金属，而成为大颗粒或短路过渡。

焊条电弧焊通常使用的焊条都是厚药皮焊条。

9．碱性焊条在大电流范围内施焊时，熔滴为哪种过渡形式？

碱性焊条在大电流范围内均为大颗粒或短路过渡。

这种过渡特点首先是因为液体金属与熔渣的界面有很大的表面张力，不易产生渣壁过渡，同时在电弧气氛中含有30%以上的CO2气体，与CO2气体保护焊相似，在低电压时弧长较短，熔滴还没有长大就发生短路而出现短路过渡。

当弧长增加时，熔滴自由长大，将呈颗粒过渡。

10．酸性焊条施焊时熔滴为哪种过渡形式？

为什么？

使用酸性焊条焊接时熔滴为细颗粒过渡，这是因为熔渣与液体金属都含有大量的氧，熔渣与液体金属的界面上表面张力较小。

焊条熔化时，熔滴尺寸受电流影响较大。

部分熔化金属沿着套筒内壁过渡，另一部分直接过渡。

如果进一步增加电流，将提高熔滴温度，同时降低表面张力，在大电流密度时，将产生更细的熔滴过渡。

这时电弧电压在一定范围内变化，对熔滴过渡影响不大。

当金属与熔渣产生的气体（CO2、H2等）较多时，由于气体的膨胀，造成熔渣与液体金属爆炸，飞溅增大。

11．埋弧焊时，熔滴过渡形式是什么？

埋弧焊时，电弧在熔渣形成的空腔（气泡）内燃烧。

这时熔滴通过熔渣内壁流入熔池，只有少数熔滴通过气泡内的电弧空间过渡。

埋弧焊熔滴过渡与焊接速度、极性、电弧电压和焊接电流有关。

在直流负极性时，如果电弧电压较低，焊丝端头呈尖锥状，其液体锥面大致与熔池的前方壁面相平行。

这时气泡较小，焊丝端头的金属熔滴较细，熔滴将沿渣壁以小滴状过渡。

相反，在直流正接的情况下，焊丝端熔滴较大，在斑点压力的作用下，熔滴不停地摆，这时熔滴呈大滴状过渡，每秒钟仅10滴左右，而直流反接时每秒钟可达几十滴。

焊接电流对熔滴过渡频率有很大的影响。

随着电流的增加，熔滴过渡频率增加，其中以直流反接时更为明显。

12．熔滴尺寸大小与哪些因素有关？

熔滴尺寸大小主要与焊接电流、弧长、极性和焊条直径、焊接材料（焊丝和药皮）等因素有关。

13．熔滴温度与哪些因素有关？

熔滴温度因电极材料、电源极性、焊接方法和焊接工艺参

数的不同而不同。

14．控制熔滴过渡的形式及过程有哪些方法？

控制熔滴过渡形式及过程最常用的方法是控制焊接工艺参数。

例如焊条电弧焊的短路过渡是靠压低电弧和采用较小的电流，同时还要靠人工智能和操作技巧来实现；埋弧焊也主要是靠控制焊接电流、电弧电压、电流种类或极性等焊接工艺参数，来控制渣壁过渡状态的；而熔化极气体保护焊，除调整气体成分和工艺参数外，尚可采用下列方法进行控制：

（1）脉冲电流控制法；

（2）脉动送丝控制法；（3）机械振动控制法。

15．焊接区内通常有哪些气体？

它们的来源如何？

焊接过程中，焊接区内充满大量气体。

用酸性焊条焊接时，主要气体成分是CO、H2和H2O用碱性焊条焊接时，主要气体成分是CO和CO2；埋弧焊时，主要气体成分是CO和H2。

焊接区内的气体主要来源于以下几个方面：

（1）为了保护焊接区域不受空气的侵入，人为地在焊接区域添加一层保护气体，如药皮中的造气剂（淀粉、木粉、大理石等）受热分解产生的气体、气体保护焊所采用的保护气体（CO2、Ar）等；

（2）用潮湿的焊条或焊剂焊接时析出的气体、保护不严而侵入的空气、焊丝和母材表面上的杂质（油污、铁锈、油漆等）受热产生的气体，以及金属和熔渣高温蒸发所产生的气体等。

 16．氮、氢和氧对焊缝金属的作用及危害性如何？

焊接过程中，进入焊缝金属中的氮、氢和氧都属于有害元素。

（1）氮。

氮主要来自焊接区域周围的空气，它是提高焊缝金属的强度、降低塑性和韧性的元素，也是在焊缝中产生气孔的主要原因之一。

（2）氢。

氢主要来自焊条药皮、焊剂中的水分，药皮中的有机物，焊件和焊丝表面上的污物（铁锈、油污）和空气中的水分等。

各种焊接方法均使焊缝增氢，只是增氢的程度不同；焊条电弧焊时用纤维素药皮焊条焊得的焊缝含氢量比母材高出70倍；只有采用低氢型焊条施焊时，焊缝的含氢量才比较低；而用CO2气体保护焊时，含氢量最低。

氢使焊缝金属的塑性严重下降，促使焊接接头中产生气孔和裂纹，并且还会在拉伸试样的断面上形成白点。

（3）氧。

氧主要来自于空气、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（CO气孔）的主要原因之一。

总之，进入焊缝金属中的氮、氢、氧都属于有害元素。

17．为什么对焊接区要进行保护？

如何保护？

对焊接区域进行保护的目的是防止空气侵入熔滴和熔池，减少焊缝金属中的氮、氧含量。

保护的方式有下列三种：

（1）气体保护。

采用保护气体（CO2、H2、Ar）将焊接区域与空气隔离开来。

（2）渣保护。

在熔池金属表面覆盖一层熔渣使其与空气隔离，如电渣焊、埋弧焊。

（3）气—渣联合保护。

利用保护气体和熔渣同时对熔化金属进行保护，如焊条电弧焊等。

18．如何减少焊缝金属中的含氧量？

对焊接区域进行保护，防止空气与熔化金属进行接触是控制焊缝金属中含氧量的重要措施，但是不能根本解决问题。

因为氧还可以通过许多其他渠道进入焊缝中，要彻底堵塞这些渠道事实上是不可能的，因此目前只能采取措施，对已进入熔化金属中的氧进行脱氧处理。

19．焊缝金属常用的脱氧方法有哪些？

焊缝金属常用的脱氧方法是利用熔渣或焊芯（丝）金属与熔化金属相互作用进行脱氧。

通常可分为：

（1）扩散脱氧。

当温度下降时，原先溶解于熔池中的FeO会不断地向熔渣进行扩散，从而使焊缝中含氧量下降，这种脱氧方法称为扩散脱氧。

如果熔渣中有强酸性氧化物SiO2、TiO2等，它们会与FeO生成复合物。

酸性熔渣（如焊条J422、焊剂HJ431熔化所成的熔渣）中含有较多量的SiO2和TiO2，所以其脱氧方法主要是扩散脱氧。

但是在焊接条件下，由于熔池冷却速度快，熔渣和液体金属相互作用的时间短，扩散脱氧进行得很不充分，因此用酸性焊条（剂）焊成的焊缝，其含氧量还比较高，焊缝金属的塑性和韧性也比较低。

（2）脱氧剂脱氧。

在焊芯、药皮或焊丝中加入某些元素，使它本身在焊接过程中被氧化，从而保证被焊金属及其合金元素不被氧化或将已被氧化的金属还原出来，这种用来脱氧的元素称

为脱氧剂。

常用的脱氧剂有C、Mn、Si、Ti和Al。

碱性焊条的脱氧剂以铁合金的形式加入到药皮中去，如锰铁、硅铁等。

埋弧焊常采用加脱氧剂的焊丝有H08MnA、H10MnSi等。

20．扩散脱氧和脱氧剂脱氧是否相同？

为什么？

扩散脱氧和脱氧剂脱氧是两种不同的方法。

扩散脱氧是当温度下降时，原先溶解于熔池中的FeO会不断地向熔渣进行扩散，从而使焊缝中的含氧量下降；而用脱氧剂脱氧是在焊芯、药皮或焊丝中加入某种合金元素，使它本身在焊接过程中被氧化，从而保证母材及其合金元素不被氧化或将已被氧化的金属还原出来。

21．常用的脱氧剂有哪些？

它们的特点各是什么？

常用的脱氧剂有碳、锰、硅、钛、铝。

各种脱氧剂的特点是：

（1）碳。

它不直接作为脱氧剂，是焊接原材料中的固有元素，必然参加脱氧反应，有较强的脱氧效果。

反应中生成的CO不溶于液态金属，成为气体逸出。

用它脱氧的缺点是在焊接过程中容易引起飞溅，促使焊缝形成气孔，还容易引起热裂。

（2）锰。

利用锰脱氧是在焊条药皮中加入锰铁或在焊丝中加入锰元素。

熔渣的性质对锰脱氧效果有很大的影响，锰在酸性熔渣中脱氧效果比较好，但在碱性熔渣中脱氧则难以进行，碱性焊条则不能单独用锰铁作为脱氧剂。

（3）硅。

利用硅脱氧是在焊条药皮中加入硅铁或在焊丝中加入硅元素。

硅的脱氧能力比锰强，但生成的SiO2熔点高（1713℃），易在焊缝中形成夹杂物。

同时，SiO2过多，会使熔渣的粘度增大，所以一般不单独用硅脱氧。

（4）钛。

利用钛脱氧是在焊条药皮中加入钛或在焊丝中加入钛元素，脱氧后形成的TiO2不溶于铁，而进入熔渣。

钛还可以细化晶粒，改善焊缝的力学性能。

（5）铝。

利用铝脱氧是在焊条药皮中加入铝铁或在焊丝中加入铝元素。

铝在脱氧的同时还放出大量热量，能够提高生产率，同时，铝还可起到细化晶粒的作用。

22．如何减少焊缝金属中的含氢量？

减少焊缝金属中含氢量的常用措施有：

（1）烘干焊条和焊剂；

（2）清除焊件和焊丝表面上的杂质；（3）在药皮和焊剂中加入适量的萤石（CaF2）、硅砂（SiO2），两者都具有良好的去氢效果；（4）焊后立即对焊件加热，进行后热处理；（5）采用低氢型焊条、超低氢型焊条和碱性焊剂。

23．焊缝金属中硫的危害是什么？

如何脱硫？

硫是焊缝中常存的有害元素之一，它能促使焊缝金属产生热裂纹、降低焊缝金属的冲击韧度和耐腐蚀性，并能促使产生偏析。

厚板焊接时，硫还会引起层状撕裂。

硫在液态金属中以FeS的形式存在，熔渣中的Mn、MnO、CaO具有一定的脱硫作用，生成的MnS、CaS都进入熔渣中，由于MnO、CaO均属碱性氧化物，在碱性熔渣中含量较多，所以碱性熔渣的脱硫能力比酸性熔渣强。

24．焊缝金属中磷的危害是什么？

如何脱磷？

磷也是焊缝中常存的有害元素之一，它能增加钢的冷脆性，大幅度地降低焊缝金属的冲击韧性并使脆性转变温度升高。

焊接奥氏体不锈钢或焊缝中含碳量较高时，磷也会促使焊缝金属产生冷裂纹。

磷在液态金属中以Fe2P、Fe3P形式存在。

脱磷反应可分为两步进行：

第一步先将磷氧成P2O5；第二步使P2O5与熔渣中的碱性氧化物CaO生成稳定的复合物进入熔渣。

由于碱性熔渣中含有较多的CaO，所以脱磷效果比酸性熔渣要好。

25．焊接中脱硫、脱磷的效果如何？

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（尤其是脱磷效果）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、磷含量的方法来实现。

26．什么是熔渣？

熔渣分为哪几类？

焊接过程中，焊条药皮或焊剂熔化后经过一系列化学反应形成覆盖于焊缝表面的非金属物质称为熔渣。

根据成分的不同熔渣可分为三大类：

盐型熔渣、氧化物型熔渣和盐—氧化物型熔渣。

（1）盐型熔渣。

它主要是由金属的氟盐、氯盐组成，如CaF2-NaF、CaF2-BaCl2-NaF等。

这类熔渣的氧化性很小，主要用于焊接钛、铝和其他活性金属及其合金。

（2）氧化物型熔渣。

它主要是由各种金属氧化物所组成，如MnO-SiO2、FeO-MnO-SiO2、CaO-TiO2-SiO2等，主要用于焊接低碳钢和低合金钢。

（3）盐—氧化物型熔渣。

它主要是由氟化物和强金属氧化物所组成，如CaF2-CaO-Al2O3、CaF2-CaO-Al2O3-SiO2等。

这类熔渣的氧化性也不大，主要用于焊接高合金钢。

27．熔渣的物理性质指的是什么？

熔渣的物理性质指的是熔渣的熔点、粘度、密度、脱渣性和透气性等。

这些性质对于焊缝的成形、电弧的稳定、焊接时缺陷的产生以及焊接生产效率具有很大的影响。

28．什么是长渣、短渣？

全位置焊接时应选用长渣还是短渣？

随着温度的降低，熔渣凝固极慢，凝固区间较宽，这种熔渣称为长渣。

随着温度的降低，熔渣迅速凝固，凝固区间很窄，这种熔渣称为短渣。

全位置焊接时，应选用短渣。

因为短渣的特点是在高温时粘度小、流动性好、冶金效果较好。

凝固时熔渣的凝固温度区间较窄，适用于立焊和全位置焊接。

29．酸性熔渣和碱性熔渣各采用什么方法进行脱氧？

酸性熔渣采用在焊条药皮中加入锰铁或在焊丝中加入锰元素进行脱氧；碱性熔渣采用在焊条药皮中同时加入锰铁和硅铁进行联合脱氧。

30．什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。

合金化的目的是：

（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。

31．结构钢焊条用什么方法对焊缝金属进行合金化？

结构钢焊条是应用置换反应对焊缝金属进行合金化的，这种合金化方式是在药皮或焊剂中加入金属氧化物，如MnO、SiO2等，在焊接过程中，通过熔渣与液体金属之间的置换反应，使硅、锰合金被还原而进入到焊缝中去。

45．什么是合金元素的过渡系数？

如何表示？

合金元素在焊接过程中总有一部分因氧化、蒸发等原因损耗掉，不可能全部过渡到焊缝中去。

合金元素的过渡系数是指焊接材料中的合金元素过渡到堆焊金属中的数量与其原始含量的百分比，即

η=CF/CT 式中：

η——某合金元素的过渡系数（%）；CF——堆焊金属中某合金元素的含量；

 CT——焊条（焊丝、焊剂）中某合金元素的原始总含量。

32．什么是焊缝金属的一次结晶、二次结晶？

一次结晶对焊缝金属的质量有什么影响？

焊接过程中热源离开后，焊接熔池的金属由液态转变为固态的过程称为焊接熔池的一次结晶。

一次结晶结束后，高温的焊缝金属冷却到室温时，所经过的一系列相变过程，称为焊缝金属的二次结晶。

一次结晶对焊缝金属质量的影响有：

（1）由于熔池体积小，周围又被冷金属所包围，所以熔池的冷却速度很快，这就使含碳量高、含合金元素较多的钢种和铸铁，容易产生硬化组织和结晶裂纹。

另外，由于一次结晶冷却速度快，造成合金成分分布不均匀，产生偏析，从而造成裂纹，同时也易造成一定的非金属夹杂物而影响焊缝金属质量。

（2）熔池中的液态金属处于过热状态，因此合金元素的烧损比较严重，使熔池中作为晶核的质点大为减少，促使焊缝得到柱状晶。

（3）一次结晶是在运动状态下进行的，由于熔池内部气体的外逸、焊条的摆动、气体的吹力对熔池中的液态金属发生搅拌作用。

这一点有利于气体夹杂物的排除，有利于得到致密而性能良好的焊缝。

33．什么是偏析？

偏析有哪几种？

熔池在一次结晶过程中，由于冷却速度快，已凝固的焊缝金属中的化学成分来不及扩散，因此合金元素的分布是不均匀的，这种现象称为偏析。

偏析可分为显微偏析、区域偏析和层状偏析三种。

34．什么是夹杂物？

夹杂物有哪几种？

它们对焊缝质量有什么影响？

焊接冶金反应产生的、而焊后残留在焊缝金属中的非金属杂质（如氧化物、硫化物等）称为夹杂物。

夹杂物有氧化物和硫化物两种。

夹杂物主要是SiO2、MnS和FeS，这些夹杂物对焊缝质量的危害较大。

SiO2可引起焊缝热裂纹；而MnS、FeS对钢的性能影响最大，是促使焊缝形成

热裂纹的主要因素之一。

35．如何通过熔渣和熔池金属的冶金反应来提高焊缝金属的质量？

熔渣和熔池金属在高温时会发生一系列冶金反应，如脱氧、脱磷、脱硫、渗合金等，正确控制这些冶金反映，就能极大程度地改善和提高焊缝质量。

如在焊条药皮中加入一定量的脱氧剂，就能很好地在熔池中进行脱氧；若在焊条药皮或焊剂中加入必要的碱性氧化物，就能在一定程度上脱去熔池中的硫；也可以利用药皮和焊剂中的合金元素或直接利用合金焊芯或焊丝，使这些添加的合金成分过渡到焊缝中去。

所以在熔焊过程中，应广泛利用这些冶金反应来提高焊缝金属的质量。

36．什么是焊接热循环和热循环曲线？

焊接热循环的参数有哪些？

在焊接热源作用下，焊件上某点温度随时间变化的过程，即该点的焊接热循环。

当热源向该点靠近时，该点的温度随之升高，直至达到最大值，随着热源的离开，温度又逐渐降低，整个过程可以用一条曲线来表示，这条曲线即热循环曲线。

焊接热循环的主要参数有加热速度、加热所达到的最高温度、在相变温度以上停留的时间和冷却速度。

37．影响焊接热循环的因素有哪些？

影响焊接热循环的因素有焊接工艺参数（如电弧电压、焊接速度和线能量），预热和层间温度板厚、接头形式和材料的导热性等。

38．为什么不同的焊接方法其焊接热循环曲线的形状也不同？

不同的焊接方法其焊接热源不同，即热源的温度和集中程度不一样，所以焊件上各点升温的速度和冷却速度都不一样。

因此，各种焊接方法的焊接热循环曲线都是不一样的。

39．什么是焊接线能量？

焊接时线能量大好还是小好？

熔焊时，由焊接热源输入给单位长度焊缝上的能量，称为线能量。

焊接时线能量小好。

因为线能量增大时，热影响区宽度增大，加热到高温的区域增宽，在高温的停留时间增长，同时冷却速度减慢。

对于低温钢、强度级别较高的低合金钢，必须严格控制线能量。

因为线能量增大会导致焊接接头塑性和韧性的下降。

对焊接具有淬硬倾向的钢材，降低冷却速度，减小淬硬倾向的主要工艺措施是进行预热，而不是增大线能量，所以线能量还是小好。

40．焊接什么金属材料需要预热？

控制层间温度的目的是什么？

焊接有淬硬倾向的钢材时，往往需要焊前预热。

控制层间温度的目的是为了降低冷却速度，同时还可促使扩散氢逸出焊接区，有利于防止产生延迟裂纹。

41．什么是层间温度？

如何正确选择层间温度？

对焊件进行多层多道焊时，当焊接后道焊缝时，前道焊缝的最低温度称为层间温度。

对于要求预热焊接的材料，当需要进行多层焊时，其层间温度应等于或略高于预热温度，如果层间温度低于预热温度，应重新进行预热。

焊接奥氏体不锈钢时，为保持焊接接头有较高的耐蚀性，需要有较快的冷却速度，因此此时需要控制较低的层间温度，即在前道焊缝冷却到较低温度时，再进行后道焊缝的焊接。

42．什么是焊接热影响区？

热影响区有什么重要性？

焊接（或切割）过程中，紧靠焊缝的母材因受热影响（但未熔化）而发生金相组织和力学性能变化的区域称为焊接热影响区。

熔焊时，焊接接头由两个相互联系、而其组织和性能又有区别的两部分，即焊缝区和热影响区所组成。

实践表明，焊接接头的质量不仅仅决定于焊缝区，并且在相当程度上还决定于热影响区，有时热影响区存在的问题比焊缝区还要复杂，特别是合金钢焊接时更是如此。

所以，研究、掌握热影响区在焊接过程中组织和性能的变化，有着十分重要的意义。

43．不易淬火钢的热影响区分成哪几个区域？

组织和性能最好与最坏的分别是哪个区域？

为什么？

不易淬火钢，如低碳钢和合金元素较少的低合金高强钢（16Mn、15MnTi、15MnV钢），在固态下合金中除了有同素异构转变外，还有成分变化和第二相析出，即共析转变和Fe3C的析出。

其焊接热影响区可分为过热区、重结晶区、不完全重结晶区和再结晶区等四个区段。

（1）过热区（又称粗晶区）。

该区紧邻焊缝，温度范围是从晶粒急剧长大的温度开始，一直到固相线的温度区间为止，对低碳钢为1100℃～1490℃。

该区母材中的铁素体和珠光体全部变为奥氏体，奥氏体晶粒长得非常粗大，冷却后使金属的冲击韧度大大降低，一般比基本金属低25%～30%。

（2）重结晶区（又称正火区或细晶区）。

指过热区以下，加热温度在A3以上的区域，对低碳钢为900℃～1100℃。

空冷后得到均匀而细小的铁素体和珠光体，相当于热处理中的正火组织。

重结晶区由于晶粒细小均匀，因此既具有较高的强度，又具有较好的塑性和韧性。

（3）不完全重结晶区（又称不完全正火区或部分相变区）。

指加热温度在Ac1～Ac3的区域，对低碳钢为750℃～900℃。

该区母材中的全部珠光体和部分铁素体转变为晶粒比较细小的奥

氏体，但仍保留部分铁素体。

冷却时，奥氏体又转变为细小的铁素体和珠光体，而未溶入奥氏体的铁素体不发生转变，晶粒比较粗大，故冷却后的组织晶粒大小极不均匀，所以力学性能也不均匀，强度有所下降。

（4）再结晶区。

指加热温度在450℃～Ac1的区域，对低碳钢为450℃～750℃。

对于经过压力加工，即经过塑性变形的母材，晶粒发生破碎现象，在此温度区域内，再次变成完整的晶粒，称为再结晶。

在本区域没有发生同素异构转变，组织没有变化，因此金属的力学性能变化不大，仅塑性稍有改善。

对于焊前未经塑性变形的母材，本区不出现。

从四个区域来看，以重结晶区的组织和性能为最好。

因为重结晶区是过热区以下加热温度在Ac3以上的区域，对于低碳钢，该区温度区间为900℃～1100℃。

该区母材中的铁素体和珠光体全部变为奥氏体，由于温度升得不高，晶粒长大得较慢，空冷后得到均匀而细小的铁素体和珠光体，相当于热处理中的正火组织。

重结晶区由于晶粒细小均匀，既具有较高的强度，

又具有较好的塑性和韧性，是热影响区中综合力学性能最好的区域。

但由于整个焊接接头的性能取决于接头中的最薄弱区域，所以该区性能虽好，但却发挥不了作用。

而过热区是热影响区中的薄弱环节。