1、第四章 焊接 4.1 概述4.2焊接方法.3 金屬材料焊接性.4 焊接結構工藝設計1、汽車上常有哪些焊接方法有？2、最常用的方法有哪些？用在汽車什么部件上？ 焊接 是利用加熱或加壓（或者加熱和加壓），使分離的兩部分金屬結合的方法。 實質是：原子互相擴散，形成原子間的結合第節 概述 在機械制造、建筑、車輛、石油化工、國防、航空航天等部門得到廣泛運用。 全世界所有大工業的產業，像航天航空、造船、通訊、家用電器、大型電站、冶金、微電子、武器裝備等等，焊接都是最主要的工藝。 世界上從外層空間到深海水下，從一百萬噸的大油輪到集成電路片是頭發絲的幾十分之一，這么粗的細線的集成電路片的引線，焊接都是主要工藝

2、。焊接的特點：優點：1）連接性能好，密封性好，承壓能力高 ；2）省料，重量輕，成本低；3) 可以制造雙金屬結構3）加工裝配工序簡單，生產周期短 ；4）易于實現機械化和自動化。 缺點：1）焊接結構是不可拆卸的，更換修理不便 ；2）焊接接頭的組織和性能往往要變壞；3）要產生焊接殘余應力和焊接變形； 4）會產生焊接缺陷，如裂紋、未焊透、夾渣、氣孔等。 焊接方法可分為： 1）熔焊：利用局部加熱的方法，把工件的焊接處加熱到熔化狀態，形成熔池，然后冷卻結晶，形成焊縫，將兩部分金屬連接成為一個整體的工藝方法。 2）壓力焊：在焊接過程中需要加壓的一類焊接方法。3）釬焊：利用熔點比母材低的填充金屬熔化后，填充接

3、頭間隙并與固態的母材相互擴散實現連接的一種焊接方法。 第節 手工電弧焊焊接電弧焊接接頭焊條焊接缺陷及防止手工電弧焊 手工操縱焊條進行焊接 操作靈活 方便，目前使用最廣。電弧焊 利用電弧作為熱源的一種熔焊方法。演示手弧焊焊鉗和面罩焊接示意圖一、焊接電弧是電極與工件之間的強烈、持久的放電現象。 形成演示陰極區：熱量約占36%，平均溫度2400K；陽極區：熱量約占43%，平均溫度2600K；弧柱區：熱量21%，中心溫度60008000K鋼焊條焊接鋼材時：焊機直流電焊機：用于較重要構件 正接：正極接工件焊厚板 反接：負極接工件焊薄板及有色金屬 交流焊機：無正反接特點，溫度均為2500K。演示二、焊接接

4、頭圖4-2 焊條電弧焊過程焊縫及熱影響區的統稱1. 焊縫的形成過程熱影響區空氣中的N.O.H，與熔池金屬發生反應：圖4-2 焊條電弧焊過程2. 焊接冶金過程 O 使合金元素燒損；氧化物冷凝時殘留在焊縫金屬中；CO形成氣孔 H 在焊縫中形成氣孔，或造成氫脆。 N 在高溫時大量溶于液體金屬，冷卻形成氣孔，部分以針狀氮 化物形式析出大大降低縫金屬的力學性能：塑性和韌性劇烈下降。 所以為保證焊縫質量，采取了措施：1） 減少N.O.H進入熔池，主要采用機械保護. 如焊條藥皮、埋弧焊焊劑和氣體保護焊的保護氣體（CO2，氬氣）等）。2）清除已進入熔池的有害元素,增加合金元素。 如焊條藥皮里加合金元素進行脫氧

5、、去氫、去硫、滲合金等。 回答焊接為什么要有焊條藥皮、氣體或焊劑物質保護？ 以低碳鋼為例圖4-6 低碳鋼焊接接頭的組織變化3. 焊接接頭的組織和性能1) 焊縫區焊縫金屬的力學性能不低于母材。2） 熱影響區 熔合區: 是接頭中的薄弱區域過熱區：也是接頭中的薄弱區域正火區：力學性能較好部分相變區：力學性能稍差 應盡可能減小熔合區、過熱區圖4-8 低碳鋼焊接接頭的性能分布應盡可能減小熔合區、過熱區三、 焊條 演示焊芯藥皮起導電和填充焊縫作用, 直徑最小為0.4，最大為5。常用35穩弧；造渣、造氣；脫氧、脫硫、加入合金元素焊條1. 組成2. 分類1）按用途分： 結構鋼焊條、不銹鋼焊條、鑄鐵焊條、堆焊焊

6、條、鎳和鎳合金焊條、銅合銅合金焊條、鋁和鋁合金焊條等2）按藥皮性質分：堿性：力學性能好；工藝性能差；焊縫金屬抗裂性好；對 銹、 油、水的敏感性大，易出氣孔；有毒煙塵多。用于重要的結構鋼或合金鋼結構。 酸性：力學性能較差，但工藝性能好，用于一般結構鋼。3. 型號與牌號第3、4位組合表示焊接電流種類、藥皮類型表示抗拉強度E4303第3位表示焊接位置表示焊條抗拉強度420MPaJ422藥皮類型、電流種類、15酸性、6、7堿性結構鋼焊條。牌號（焊接行業中焊條代號）型號（國家標準焊條代號）表12.3 結構焊條牌號中數字的含義牌號中第一、第二位數字焊縫金屬抗拉強度等級MPa牌號中第三位數字藥皮類型焊接電源

7、種類424200不屬已規定類型不規定504901氧化鈦型交流或直流反接555402氧化鈦鈣型交流或直流反接605903鈦鐵礦型交流或直流反接706904氧化鐵型交流或直流反接757406低氫鉀型交流或直流反接807807低氫鈉型直流反接表12.4 常用焊條型號和牌號對照表型號牌號型號牌號E4303結422E6016結606E4316結426E6015結607E4315結427E7015結707E5003結502E308奧102E5016結506E308L奧002E5015結507E347奧132E515結557E316L奧0224. 焊條的選擇原則（1）等強度原則: 低碳鋼、低合金鋼（2）同成

8、分原則：不銹鋼、耐熱鋼等（3）剛度大，形狀復雜，要承受動載荷的結構，應選用抗裂性好的堿性焊條1.焊接與其他連接方法的本質區別是（ ）。 A.所采用的熱源不同 B.使被連接件之間形成原子間的結合 C.所用壓力不同 D.只能連接金屬材料2. 手弧焊采用直流焊機焊薄件時，工件與焊條的接法用（）： 正接法 反接法 Y接法 接法3.采用手工電弧焊方法焊接重要的焊接結構時，通常選用堿性焊條，原因是（ ） A.焊縫成形好 B.焊接電弧穩定 C.焊接接頭抗裂性能好 D.交、直流電焊機都可以使用4. 具有較好的脫氧、除硫、去氫和去磷作用以及機械性能較高的焊條是（）： 酸性焊條 結構鋼焊條 堿性焊條 不銹鋼焊條選

9、擇題：5.下列各項中，焊條金屬芯所起的作用是（ ）。 A、 改善焊條公藝性 B、 防止空氣對熔池的侵入 C、 參與滲合合金等冶金反應 D、 填充金屬6. 焊接熱影響區中，對焊接接頭性能不利的區域是（ ），對焊接接接性能有利的區域是（ ） 焊縫金屬 部分相變區 熔合區 正火區7. 焊接熱影響區中，晶粒得到細化、機械性能也得到改善的區域是（）： 正火區 熔合區 過熱區 部分相變區五、焊接缺陷1、焊接應力與變形2、接頭的缺陷四、焊接缺陷1、焊接應力與變形1）結構設計要避免焊縫密集交叉； 2）采取合理的焊接順序，使焊縫較自由的收縮3）焊前預熱可，減少工件溫差，減少殘余應力；4）焊后進行去應力退火，消除

10、焊接殘余應力。5）焊前組裝時，采用反變形法 6）剛性固定法，但會產生較大的殘余應力7）采用機械或火焰矯正法來減少變形。2.焊接應力和變形的防止 一般焊接順序為：1）先焊收縮量較大的焊縫；2) 工作時受力較大的焊縫；3) 先焊錯開的短焊縫，后焊直通的長焊縫。 圖4-10 合理安排焊接順序 圖4-11 平板對接焊反變形圖4-12 工字梁反變形圖4-13 剛性固定防止變形圖4-15 機械矯正法 圖4-16 火焰矯正法3.焊接接頭缺陷的防止 烘干焊條 焊件清理 選用堿性焊條 改變電流大小 改變坡口形態、大小 改變焊條直徑思考題1.焊接接頭包括哪幾部分？低碳鋼焊接接頭各部分的性能如何？2.解釋下列名詞：

11、焊接熱循環、金屬的焊接性、碳當量。3.焊接應力和變形有哪些危害，產生原因是什么？第3節 焊接方法 焊接方法的種類很多，按照焊接過程的物理特點可分為熔焊、壓焊和釬焊三類。 熔焊 堆焊與噴涂 高能焊 電渣焊 電弧焊 氣 焊 激光焊 電子束焊 等離子弧焊 氣體保護焊 埋弧焊 焊條電弧焊演示演示演示 演示演示把硬質合金刀片焊接在普遍碳素結構鋼刀體上（ ）電路板（ ）汽車車廂（ ）汽車油箱 （ ）供水管道維修（ ）鋁合金裝飾薄板的焊接（ ）a. 手工電弧焊 b. 埋弧自動焊 c. 點焊 d. 縫焊 e. 氬弧焊 f. 軟釬焊 g. 硬釬焊下列情況應選用什么焊接方法：一 、埋弧焊 埋弧焊是電弧在焊劑層下燃

12、燒進行焊接的方法，其電弧的引燃、焊條送進和電弧移動都采用機械來完成。 演示 埋弧焊: 適于成批生產中、厚板結構的長直縫與直徑較大的環縫。 是用外加氣體作為電弧介質并保護電弧區的熔滴和熔池及焊縫的電弧焊。 惰性氣體保護焊、CO2焊。二、氣體保護電弧焊1.氬弧焊 演示鎢極氬弧焊熔化極氬弧焊熔化極氬弧焊采用焊絲作為電極，可使用大電流，適于中厚板焊接。電極材料可用純鎢或鎢合金，需采用焊絲。焊接電流較小，適于薄板焊接。惰性氣體保護焊適于焊接鋁、鎂、鈦及其合金，稀有金屬鋯、鉬，不銹鋼，耐熱鋼，低合金鋼等。 2. CO2氣體保護焊 演示 1） CO2在高溫下會分解氧化金屬，故不能焊接易氧化的非鐵金屬和不銹鋼

13、。同時需采用能脫氧和滲合金的特殊焊絲；2）生產率高；3）成本低；無需涂料焊條和焊劑，CO2焊適于: 廣泛，焊接低碳鋼和強度級別不高的普通低合金結構鋼 電渣焊是利用電流通過熔渣產生的熔渣電阻熱加熱熔化母材與電極（填充金屬）的一種焊接方法。 絲極電渣焊過程。焊接過程為先引弧，形成渣池，電弧過程變為電渣過程，熔化金屬凝固成形。三、電渣焊演示 電渣焊主要用于：厚壁壓力容器；鑄焊、鍛焊、厚板拼焊等大型構件的制造，三、氣焊與氣割演示 壓焊 摩擦焊 擴散焊 電阻焊 超聲波焊 爆炸焊 對焊 點焊 縫焊 壓焊 是指在加熱或不加熱狀態下對組合焊件加壓，使其產生塑性變形，并通過再結晶和擴散等作用，使兩個分離表面的原

14、子達到形成金屬鍵而連接的焊接方法。演示演示五、電阻焊 電阻焊是利用電流通過焊接接頭的接觸面及鄰近區域產生的電阻熱，把焊件加熱到塑性或局部熔化狀態，再在電極壓力作用下形成接頭的一種焊接方法。電阻焊可分為點焊、縫焊、對焊。 演示 圖4-29 點焊接頭形式圖4-28 點焊示意圖適于低碳鋼、不銹鋼、銅合金、鋁鎂合金，厚度4mm以下的薄板沖壓結構及鋼筋的焊接。點焊搭接接頭點焊分流現象圖4-31 電阻縫焊圖4-32 縫焊接頭形式縫焊適于低碳鋼、不銹鋼、銅合金、鋁鎂合金，厚度mm以下的薄板焊件。主要用于有密封性要求的薄板件。Fj夾緊力 Fw擠壓力 Fd頂鍛力 a) 電阻對焊 b) 閃光對焊對焊： 是利用電阻

15、熱將焊件斷面對接焊合的一種電阻焊圖4-34 對焊應用實例 a）對焊工件 b) 對焊管材 1焊縫 2滾盤 3擠壓滾 4焊件 5絕緣層對焊：主要用于制造封閉形零件，軋制材料接長、異種材料制造的焊接。 摩擦焊是利用工件金屬焊接表面相互摩擦產生的熱量，將金屬局部加熱到塑性狀態，然后在壓力下完成焊接的一種熱壓焊接方法。 六、摩擦焊演示摩擦焊用于圓形工件、棒料管子的對接,也可用于異種金屬的焊接。圖4-36 摩擦焊接頭形式 釬焊 真空釬焊 感應釬焊 爐中釬焊 電阻釬焊 鹽浴釬焊 火焰釬焊 烙鐵釬焊 釬焊 是采用比母材熔點低的金屬材料作釬料，將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點、低于母材熔點的溫度，利用液態釬料濕潤

16、母材，填充接頭間隙并與母材相互擴散實現連接的焊接方法。演示七、釬焊演示1. 軟釬焊 釬料熔點在4500C以下的釬焊；常用錫鉛釬料，松香、氯化鋅溶液作釬劑。其接頭強度低，用于電子儀表線路的焊接。2. 硬釬焊 釬料熔點在4500C以上的釬焊；常用銅基和銀基釬料；硼砂、硼酸、氯化物、氟化物組成釬劑。接頭強度較高，用于機械零部件的焊接。 （如車刀硬質合金刀頭與刀桿的焊接）應力和變形小，易于保證焊件質量，能實現金屬與非金屬的焊接。把硬質合金刀片焊接在普遍碳素結構鋼刀體上（ ）電路板（ ）汽車車廂（ ）汽車油箱 （ ）供水管道維修（ ）鋁合金裝飾薄板的焊接（ ）a. 手工電弧焊 b. 埋弧自動焊 c. 點

17、焊 d. 縫焊 e. 氬弧焊 f. 軟釬焊 g. 硬釬焊下列情況應選用什么焊接方法：思考題1. 埋弧自動焊和手工電弧焊相比有何特點，應用范圍怎樣？2. 試簡要介紹電阻焊中的點焊、縫焊和對焊？3. 釬焊和熔焊比有何根本區別？釬劑有何作用？電阻焊(1)點焊 主要用于車身總成、地板、車門、側圍、后圍、前橋和小零部件等. (2)多點焊 用于車身底板、載貨車車廂、車門、發動機蓋和行李箱蓋等. (3)凸焊及滾凸焊 用于車身零部件、減震器閥桿、制動蹄、螺釘、螺帽和小支架等. (4)縫焊 用于車身頂蓋雨檐、減震器封頭、油箱、消聲器和機油盤等. (5)對焊 用于鋼圈、排進氣閥桿、刀具等. 電弧焊(1)CO2保護

18、焊 用于車箱、后橋、車架、減震器閥桿、橫梁、后橋殼管、傳動軸、液壓缸和千斤頂等的焊接. (2)氬弧焊 用于機油盤、鋁合金零部件的焊接和補焊. (3)焊條電弧焊 用于厚板零部件如支架、備胎架、車架等. (4)埋弧焊 用于半橋套管、法蘭、天然氣汽車的壓力容器等. 一、金屬焊接性的概念 在一定的焊接工藝條件下，獲得優質焊接接頭的難易程度。 焊接性能隨焊接方法、焊接材料和焊接工藝而變，不同條件下焊接性能有很大差別。第節 金屬材料的焊接性 二 、金屬焊接性的間接評價方法 碳當量法：在粗略估計碳鋼和低合金結構鋼的焊接性能時，把鋼中的合金元素（包括碳）的含量按其對焊接性影響程度換算成碳的相當含量，其總和叫碳

19、當量。其計算公式如下： CE0.6%時，冷裂傾向嚴重，焊接性差，需采用較高的預熱溫度和其他嚴格的工藝措施。碳當量越高，焊接性越差。 值得注意的是：鋼材的焊接性還受結構剛度、焊后應力條件、環境溫度的影響，故應根據具體情況進行抗裂試驗及使用焊接性試驗。 碳素結構鋼和低合金結構鋼的焊接性能1）低碳鋼：焊接性能優良，可采用任何一種焊接方法。2）中碳鋼：焊接性能中等，焊縫易產生熱裂，熱影響區易產生脆硬組織甚至冷裂。常采用手工電弧焊和氣焊，須預熱。3）高碳鋼：焊接性能差，采用焊條電弧焊對其補焊，應預熱。4）低合金結構鋼：強度級別低的焊接性好，強度級別較高的焊接性較差。常用手工電弧焊和埋弧焊。三、常用金屬材

20、料的焊接性能2. 鑄鐵的焊接性能 鑄鐵的焊接性能差。1）焊接接頭易產生白口和脆硬組織；2）裂紋傾向大；3）焊縫中易產生氣孔和夾渣。 鑄鐵不宜作焊接結構材料，只進行修復性補焊?？刹捎脽岷福?000C以上）和冷焊。焊接方法可采用電弧焊和氣焊。3. 常用有色金屬及其合金的焊接性能（1）銅及銅合金 焊接性能比低碳鋼差。1）導熱性好，熱容量大，易產生焊不透現象；2）線膨脹系數大，凝固收縮率大，焊接應力或變形大；3）易生成氫氣孔；4）銅在高溫易氧化，引起熱裂紋；5）銅合金中的合金元素易氧化和蒸發，降低焊縫力學性能，易產生熱裂、氣孔和夾渣。常采用氬弧焊、氣焊和釬焊。焊前預熱，焊后熱處理?？刹扇∪缦麓胧?）

21、嚴格控制母材和填充金屬的有害成分，可采用脫氧銅；2）清除焊件、焊絲等表面上的油、銹和水分，減少氫的來源；3）焊前預熱，焊后再結晶退火。（2）鋁及鋁合金 焊接特點如下：1）極易氧化，應清除氧化物，采用氬氣保護；2）容易形成氣孔；3）容易產生熱裂紋；4）易產生焊縫塌陷，須采用墊板。（3）鈦及鈦合金1）焊接時易吸收氣體使接頭變脆。2）易產生裂紋。 常采用氬弧焊、等離子弧焊、真空電子束焊、點焊。第節 焊接結構工藝設計 焊接工藝設計的主要內容是根據焊接結構工作時的負荷大小和種類、工作環境、工作溫度等使用要求，合理選擇結構材料后進行焊封布置、焊接方法選擇和焊接接頭設計焊接結構的主要生產工藝過程為： 備料裝

22、配焊接焊接變形矯正質量檢驗表面處理一、焊縫布置焊縫布置影響結構件的焊接質量和生產率，應考慮下列原則：1. 焊縫應盡量處于平焊位置2. 焊縫要布置在便于施焊的位置，如圖4-38，如圖4-39所示。 3. 焊縫布置要有利于減少焊接應力與變形1）盡量減少焊縫數量及長度，縮小不必要的焊縫截面尺寸2）焊縫布置應避免密集或交叉3）焊縫布置應盡量對稱4）焊縫布置應盡量避開最大應力位置或應力集中位置5）焊縫布置應避開機械加工表面圖4-38 焊條電弧焊的焊縫位置圖4-39 點焊、縫焊的焊縫位置 a) 、c)電極難以伸入 b) 、d)方便操作的設計 圖4-40 減少焊縫數量示例圖4-41焊縫布置避免密集和交叉圖4

23、-42 焊縫對稱布置圖4-43 焊縫避開最大應力或應力集中位置a) 不合理 b)合理圖4-44 焊縫布置避開或遠離機械加工表面c) 不合理 d) 合理二、 焊接方法的選擇 選擇焊接方法時應根據下列原則：1）焊接接頭使用性能及質量要符合結構技術要求2）提高生產率，降低成本3）現場設備條件及工藝可能性1.焊接接頭形式設計 常用的基本接頭形式有對接接頭、蓋板接頭、搭接接頭、角接接頭、T形接頭、十字接頭和卷邊接頭等 釬焊，電阻焊的點焊和縫焊：采用搭接； 對焊：采用對接； 熔化焊：可采用對接、搭接，角接和T形接對比選擇。 壓力容器：一般采用對接；桁架結構：一般采用搭接。 氣焊和鎢極氬弧焊：可采用卷邊接頭

24、。 三、焊接接頭設計 焊接接頭設計包括 焊接接頭形式設計和坡口形式設計。圖4-45 焊接接頭形式2. 焊接接頭坡口形式設計 開坡口的目的：是為了使接頭根部焊透，使焊縫成形美觀；通過控制坡口大小調節母材金屬和填充金屬的比例。加工方法有氣割、切削加工、碳弧氣刨等。坡口形式主要取決于：板料厚度。1）對接接頭坡口形式設計。 對接接頭的基本坡口形式有I形坡口、Y形坡口、雙Y形坡口、U形坡口、雙U形坡口等，如圖4-46所示。同樣板厚條件下：雙Y形坡口比V形坡口所需金屬少，焊接工時也少，焊接變形也??；U形坡口也比V形坡口省焊條，省工時，焊接變形也小。 2）角接接頭坡口形式設計。 角接接頭基本坡口形式有I形坡

25、口、錯邊I形坡口、Y形坡口、V形坡口等，如圖4-47所示。3）T形接頭坡口形式設計。 T形接頭基本坡口形式有I形坡口、V形坡口等，如圖4-48所示。4）對不同厚度的板材，接頭兩側板厚截面應盡量相同或相近，如圖4-49所示。圖4-46 幾種對接接頭坡口形式帶鈍邊U形坡口 帶鈍邊雙U形坡口 圖4-47 角接接頭坡口形式I 形坡口 錯邊I 形坡口 帶鈍邊單邊V形坡口 Y形坡口 帶鈍邊雙單邊V形坡口圖4-48 T形接頭坡口形式 I 形坡口 帶鈍邊單邊V 形坡口 帶鈍邊雙單邊V形坡口圖4-49 不同板厚對接不合理 b) 合理四、 焊接參數選擇 焊接時，為保證焊接質量而選定的諸物理量（如焊條直徑、焊接電流

26、、電弧電壓、焊接速度、線能量等）的總稱，叫焊接參數。1）焊條直徑和焊接電流選擇。焊條直徑根據焊件厚度選擇。焊件較薄選較細焊條。焊接電流一般按I=（3060）d選取。并根據焊件厚度、接頭形式、焊接位置、焊條種類，通過試焊調整。2）焊接速度。根據焊縫形式確定，不宜過快，也不宜過慢。3）弧長。焊接電弧的長度，一般采用短弧操作。五、焊接實例例題 圖4-50所示為低壓儲氣罐，壁厚為8mm，壓力為1.0MPa，常溫工作，壓縮空氣，大批量生產。1）結構分析。筒體由筒節、封頭焊合。整個結構由筒體再加四個法蘭管座焊合而成，如圖4-50所示。2）選擇母材材料。封頭需拉伸，筒節卷圓，故需較好塑性，再考慮焊接工藝及成

27、本，故筒節、封頭、法蘭選用普通碳素結構鋼（Q235A），短管選用優質碳素結構鋼（10鋼）。返回文檔圖4-50 低壓儲氣罐裝配示意圖a) 設計圖b) 裝配圖返回文檔圖4-51 低壓儲氣罐主要工藝流程3）設計焊縫位置及焊接接頭、坡口形式。 筒節縱焊縫與環焊縫采用對接I型坡口雙面焊，法蘭與短管采用不開坡口角焊縫；法蘭管座與筒體采用開坡口角焊縫。如圖4-50所示。4）選擇焊接方法和焊接材料。 角焊縫采用手工電弧焊，選用結構鋼焊條J422；選用弧焊變壓器；對接焊縫采用埋弧焊，焊絲選用H08A，配合焊劑HJ431。5）主要工藝流程如圖4-51。思考題：1. 簡述碳素鋼和低合金結構鋼的焊接性能。2. 簡述焊

28、縫布置的基本原則。3. 試為下列情況選擇焊接方法。1）鋼板（厚度20mm）拼成大型工字梁；2）角鋼組成的汽車吊臂（桁架結構）；3）鋁制壓力容器；4）電路板；5）薄板焊成的帶輪、膠帶罩。 能溶解在液態金屬中的氧化物（如氧化亞鐵），冷凝時因溶解度下降而析出，嚴重影響焊縫質量。 而大部分金屬氧化物（如硅、錳化合物）不溶于液態金屬，可隨渣浮出，凈化熔池，提高焊縫質量。 氫易溶入熔池，在焊縫中形成氣孔，或聚集在焊縫缺陷處造成氫脆。 其次空氣中的氮氣在高溫時大量溶于液體金屬，冷卻結晶時，氮溶解度下降，析出的氮在焊縫中形成氣孔，部分還以針狀氮化物（Fe4N）形式析出；焊縫中含氮量提高，使焊縫的強度和硬度增加

29、，塑性和韌性劇烈下降。 注意： 焊縫的冶金過程與一般冶金過程比較，具有以下特點：1）金屬熔池體積小，熔池處于液態時間短，冶金反應不充分；2）熔池溫度高，使金屬元素強烈的燒損和蒸發，冷卻速度快，易產生應力和變形，甚至開裂。4.2.1.5 高能焊 高能焊是利用高能量密度的束流，如等離子弧、電子束、激光束等作為焊接熱源的熔焊方法。 1. 等離子弧焊和切割1）等離子弧的產生。 等離子弧是一種電離度很高的壓縮電弧，溫度高，能量密度大，其發生裝置如圖4-24所示。在三個壓縮作用下形成等離子弧。a）機械壓縮效應；b）熱壓縮效應；c）電磁壓縮效應。溫度可達24000K 50000K。2）等離子切割。它利用能量

30、密度高的高溫高速的等離子流，將切割金屬局部熔化并隨即吹除，形成整齊的切口。常用于切割不銹鋼、鋁、銅、鈦、鑄鐵及鎢、鋯等難熔金屬和非金屬材料。 3）等離子弧焊接。需用等離子弧焊電源和等離子焊槍及填充金屬。分為 大電流等離子弧焊。這種焊接又可分為穿孔型等離子弧焊和熔入型等離子弧焊。 微束等離子弧焊。其特點是： 有小孔效應，能較好實現單面焊雙面自由成形； 微束等離子弧焊可焊接箔材和薄板。 能量集中，熱影響區小，焊接質量好，生產率高。 等離子弧焊用于航空航天等軍工和尖端工業技術的銅及銅合金、鈦及鈦合金、合金鋼、不銹鋼、鉬等金屬的焊接。 2. 電子束焊 電子束焊是利用加速和聚焦的電子束轟擊置于真空或非真空中的焊件所產生的熱能進行焊接的方法。電子束產生原理如圖4-25所示。電子束焊不需要加焊絲。電子束焊可分為：1）真空電子束焊。把工件放在真空室內，利用在真空室內產生的電子束經聚焦和加速，撞擊工件后動能轉化為熱能的一種熔化焊。需嚴格除銹和清洗。2）低真空電子束焊。使電子束通過隔離閥及氣阻孔道進入焊接工作室。工作室的真空度保持在1 13Pa。3）非真空電子束焊，將真空條件下形成的電子束流經過充氦的氣室，然后與氦氣一起進入大氣的環境中施焊。電子束焊的特點：1）保護效果極佳，焊接質量好 ；2）能量密度大；106 108W/cm2；3）焊接變形