改善焊接结构疲劳强度的工艺方法(精选)

提高焊接接头疲劳性能的研究进展简介技术中心李加良0引言在纪念中国机械工程学会焊接学会成立四十周年和中国焊接协会成立十五周年时，学会和协会秘书处编写了一本纪念文集反映我国焊接技术各个研究方向的发展轨迹及焊接技术在各个行业的应用现状，笔者感到天津大学材料学与工程学院霍立兴等人的论文：“提高焊接接头疲劳性能的研究进展和最新技术”一文对我厂这种主要从事焊接结构件的生产企业有一定指导意义，因此缩编了此文以飨我厂读者。

自从焊接结构得到广泛应用以来，发现主要承受动载荷的焊接结构，在远没有达到其设计寿命时就出现断裂破坏现象，其中90%为疲劳失效。

近年来，各国科技工作者在这方面的研究已经取得了较大的成绩，但是焊接结构疲劳断裂事故仍不断发生，且随着焊接结构的广泛应用有所增加。

例如，九十年代末，高速客车转向架中焊接接头的疲劳断裂，以及水轮机叶片根部的疲劳断裂等，都给国家和企业造成了较大的经济损失。

1焊接结构疲劳失效的原因焊接结构疲劳失效的原因主要有以下几个方面：①焊接接头的静载承受能力一般并不低于母材；而承受交变动载荷时，其承受能力却远低于母材，而且与焊接接头类型和焊接结构形式有密切的关系。

这是引起一些结构因焊接接头的疲劳而过早失效的一个主要的因素；②早期的焊接结构设计以静载强度设计为主，没有考虑抗疲劳设计，或者是焊接结构疲劳设计规范并不完善，以至于出现了许多现在看来设计不合理的焊接接头；③工程设计技术人员对焊接结构抗疲劳性能的特点了解不够，所设计的焊接结构往往照搬其它金属结构的疲劳设计准则与结构形式；④焊接结构日益广泛，而在设计和造过程中认为盲目追求结构的低成本、轻量化，导致焊接结构的设计载荷越来越大；⑤焊接结构有往高速重载方向的发展趋势，对焊接结构承受动载能力的要求越来越高，而对焊接结构疲劳强度方面的科研水平相对滞后。

2影响焊接结构疲劳强度的主要因素2.1静载强度对焊接结构疲劳强度的影响在钢铁材料的研究中，人们总是希望材料具有较高的比强度，即以较轻的自身重量去承当较大的负载重量。

提高机械疲劳强度的措施一、表面热处理也称为表面淬火，包括火焰淬火和感应淬火，主要用于钢制零件。

是一种将零件表面加热到钢的临界温度以上，然后进行淬火，以产生具有残余压应力的马氏体硬表层的热处理工艺。

钢由奥氏体相变为马氏体后，体积增大4%，从而在表面层中建立了较大的残余压应力，疲劳强度提高。

表面淬火提高光滑钢试样疲劳强度的作用与硬化层的相对厚度有关。

在一定范围内，厚度越大、淬火后的疲劳强度越高。

但过厚反而会降低疲劳强度。

表面淬火适用于花键轴、压配合轴、汽车后桥、轮座、曲轴和齿轮等零件。

二、表面化学热处理包括渗氮、渗碳和碳氮共渗等，主要用于钢铁材料，可以提高其耐磨性和疲劳强度。

1、渗氮：将零件放入含氮介质中，在500~600℃下加热10min～100h，介质中的氮原子渗入零件表层，与钢中的合金元素（Al、Cr、Mo、Ti等）形成了弥散分布的氮化物表层，且体积膨胀，在表层建立有利的残余压应力，提高了疲劳强度和耐磨性。

一般适用于含有Al、Cr等合金元素的渗氮钢。

渗氮层一般不大于0.6mm。

通常渗氮层越厚、提高疲劳强度的作用越显著，但0.5mm后不再提高。

考虑到经济性等因素，工业上一般保持厚度不小于0.25mm。

由于渗氮层很薄，因而渗氮建立的残余压应力特别大，特别适用于有尖锐缺口的零件。

渗氮提高光滑试样拉伸疲劳强度的作用很小，这是因为拉伸载荷下为均匀应力，而渗氮不能提高心部的疲劳强度所致。

2、渗碳：是在高温下使碳元素渗入低含碳量零件表层的工艺。

根据渗碳剂的状态，可分为气体渗碳、液体渗碳和固体渗碳。

渗碳提高疲劳强度的作用有三：（1）不均匀冷却产生表面残余压应力；（2）相变产生的表面残余压应力；（3）渗碳使表面的强度提高。

与表面淬火相比，其产生的残余压应力大；与渗氮相比，其硬化层厚度更优，典型的渗碳层厚度为0.7～2.5mm。

由于渗碳和渗氮层都比较薄，因此应避免对渗碳和渗氮后的零件进行机加工。

由于渗碳和渗氮时疲劳裂纹一般都在硬化层下面萌生，因此基体的性能对其疲劳强度影响较大。

强度胀加强度焊，是一种在压力容器、管道和结构件制造中广泛应用的焊接工艺，尤其适用于薄壁材料的连接。

这种焊接方法的主要特点是利用外力（胀形力）使接合部位产生塑性变形，同时进行焊接，从而实现接头的高强度连接。

1.工艺原理：在焊接前，先对被焊工件的一侧或两侧施加预胀形力，使其
产生一定的塑性变形，形成一个与焊接方向相反的内应力场。

然后，在保持预胀形力的同时进行焊接。

焊缝冷却过程中，由于材料的收缩，会在焊缝区及其附近产生压应力，与预先施加的胀形力引起的拉应力相抵消，最终在焊缝及热影响区形成有利于提高疲劳强度和抗裂性能的残余压应力。

2.工艺特点：
o提高接头强度：通过预胀形产生的内应力与焊接应力相互作用，使得焊接后在焊缝区和热影响区存在较大的压应力，有效抑制了
焊接裂纹的产生，显著提高了焊接接头的强度和韧性。

o改善应力分布：胀形焊接可以改善焊接接头的应力分布状态，降低峰值应力，增强抗疲劳性能。

o减少焊接变形：胀形力的存在可以在一定程度上平衡焊接过程中的热膨胀变形，减少焊接后的残余变形。

3.应用领域：广泛应用于航空航天、汽车制造、压力容器、石油化工、轨
道交通等领域的薄壁结构件焊接。

需要注意的是，胀加强度焊对工艺参数控制要求较高，包括胀形力大小、胀形方式、焊接顺序、焊接速度以及焊后处理等都需要精细调整和控制，以确保焊接质量。

焊接结构疲劳失效的原因及改善措施办法总结焊接结构疲劳失效是指在长时间的使用过程中，由于受到重复载荷的作用，焊接接头或部件出现疲劳裂纹，最终导致结构失效。

焊接结构疲劳失效的主要原因包括材料质量、焊缝设计不良、焊接工艺不合理等。

下面将就这些问题逐一进行分析，并提出相应的改善措施和办法。

首先，材料质量是影响焊接结构疲劳失效的一个重要因素。

若使用的材料强度较低，容易发生疲劳失效。

此外，若材料存在明显的内部缺陷、气孔、夹杂物等，也会直接影响材料的力学性能，导致焊接接头的强度和疲劳性能下降。

为了改善这一问题，应首先确保选用的材料质量可靠，在焊接前进行严格的材料检查，杜绝存在缺陷的材料使用。

其次，可以通过热处理等方式来提高材料的力学性能和疲劳强度。

其次，焊缝设计不良也是导致焊接结构疲劳失效的原因之一、一般来说，焊缝的形状和大小应根据受力情况进行合理的设计，以保证焊接接头的强度和疲劳寿命。

若焊缝设计不当，容易导致应力集中或者应力分布不均匀，使得焊接接头容易产生裂纹。

改善这一问题的措施包括：合理选择焊缝的形状和尺寸，尽量减少应力集中区的存在；采用多道焊接的方式，提高焊缝的强度和疲劳寿命；增加过渡部位的长度，减小应力集中的程度。

此外，焊接工艺不合理也是导致焊接结构疲劳失效的一个关键因素。

焊接工艺的合理性直接影响焊接接头的质量和疲劳强度。

若焊接参数选择不当，焊接过程中存在较大的热输入或者冷却速度过快等问题，容易导致焊接接头产生裂纹。

为了改善这一问题，应根据焊接接头的特点和使用条件，选择适当的焊接工艺参数。

同时，在焊接过程中，要严格执行焊接规程，保证焊接接头的质量和性能。

综上所述，改善焊接结构疲劳失效的措施和办法包括：选择优质的材料，确保材料的质量可靠；进行合理的焊缝设计，减少应力集中和应力分布不均匀的问题；合理选择焊接工艺参数，保证焊接接头的质量和疲劳强度。

此外，为了及时发现焊接结构的裂纹，可以采用无损检测技术进行定期检查，及时发现问题并采取相应的维修措施。

焊接结构疲劳失效的原因及改善工艺措施总结1焊接结构疲劳失效的原因焊接结构疲劳失效的原因主要有以下几个方面：①客观上讲，焊接接头的静载承受能力一般并不低于母材，而承受交变动载荷时，其承受能力却远低于母材，而且与焊接接头类型和焊接结构形式有密切的关系。

这是引起一些结构因焊接接头的疲劳而过早失效的一个主要的因素；②早期的焊接结构设计以静载强度设计为主，没有考虑抗疲劳设计，或者是焊接结构疲劳设计规范并不完善，以至于出现了许多现在看来设计不合理的焊接接头；③工程设计技术人员对焊接结构抗疲劳性能的特点了解不够，所设计的焊接结构往往照搬其它金属结构的疲劳设计准那么与结构形式；④焊接结构日益广泛，而在设计和制造过程中人为盲目追求结构的低本钱、轻量化，导致焊接结构的设计载荷越来越大；⑤焊接结构有往高速重载方向开展的趋势，对焊接结构承受动载能力的要求越来越高，而对焊接结构疲劳强度方面的科研水平相对滞后。

2焊接结构疲劳失效的要素2.1静载强度对焊接结构疲劳强度的影响在钢铁材料的研究中，人们总是希望材料具有较高的比强度，即以较轻的自身重量去承当较大的负载重量，因为相同重量的结构可以具有极大的承载能力；或是同样的承载能力可以减轻自身的重量。

所以高强钢应运而生，也具有较高的疲劳强度，基本金属的疲劳强度总是随着静载强度的增加而提高。

但是对于焊接结构来说，情况就不一样了，因为焊接接头的疲劳强度与母材静强度、焊缝金属静强度、热影响区的组织性能以及焊缝金属强度匹配没有多大的关系，也就是说只要焊接接头的细节一样，高强钢和低碳钢的疲劳强度是一样的，具有同样的S-N曲线，这个规律适合对接接头、角接接头和焊接梁等各种接头型式。

Maddox研究了屈服点在386-636MPa之间的碳锦钢和用6种焊条施焊的焊缝金属和热影响区的疲劳裂纹扩展情况，结果说明：材料的力学性能对裂纹扩展速率有一定影响，但影响并不大。

在设计承受交变载荷的焊接结构时，试图通过选用较高强度的钢种来满足工程需要是没有意义的。

改善焊接结构疲劳强度的工艺方法焊接结构是许多工程领域中常见的构造方式，但在实际使用过程中，焊接结构的疲劳强度往往是一个重要的问题。

下面将介绍一些改善焊接结构疲劳强度的工艺方法。

1. 合理的焊接接头设计：在焊接结构设计阶段，需要考虑到应力集中的问题。

合理的焊接接头设计可以减少应力集中的情况，并提高焊接结构的疲劳强度。

可以采用较大圆角和梯形焊缝等来减少应力集中。

2. 选择合适的焊接材料：为了提高焊接结构的疲劳强度，需要选择具有较高疲劳寿命的焊接材料。

一般来说，高强度低合金钢等材料具有较好的疲劳强度。

此外，还可以考虑采用具有良好韧性和抗应力腐蚀性能的不锈钢等材料来提高焊接结构的疲劳强度。

3. 控制焊接过程中的热输入：焊接过程中的热输入对于焊接接头的疲劳强度有着重要的影响。

过高的热输入会导致焊接接头的硬化和应力集中，从而降低焊接结构的疲劳强度。

因此，需要合理控制焊接过程中的焊接电流、焊接速度和预热温度等参数，以降低热输入，提高焊接结构的疲劳强度。

4. 适当的焊接后处理：焊接后处理可以进一步改善焊接结构的疲劳强度。

常用的焊接后处理方法包括时效处理、表面处理和应力消除等。

时效处理可以使焊接材料的晶体结构重新排列，提高焊接结构的组织稳定性和疲劳寿命。

表面处理可以消除焊接接头的表面缺陷，减少裂纹的产生。

应力消除可以通过热处理或冷却处理来消除焊接接头中的残余应力，减少应力集中，提高疲劳强度。

总之，通过合理的焊接接头设计、选择合适的焊接材料、控制焊接过程中的热输入和适当的焊接后处理，可以有效改善焊接结构的疲劳强度。

这些工艺方法的应用将提高焊接结构的使用寿命和安全性。

同时，需要根据具体的焊接结构和工艺要求，结合实际情况进行技术和经济的综合考虑，以实现最佳的改善效果。

当涉及到改善焊接结构的疲劳强度时，以下是一些额外的工艺方法和措施，可以进一步提高焊接接头的质量和耐久性。

5. 质量管理和监控：焊接过程中的质量管理和监控是确保焊接接头质量的重要环节。

焊接结构抗疲劳设计
焊接结构的抗疲劳设计是为了确保焊接结构在长时间使用中不会发生疲劳损伤，提高其使用寿命和安全性。

以下是一些常用的抗疲劳设计原则：
1. 选择合适的焊接材料：焊接材料的选择应考虑其强度、耐腐蚀性和疲劳性能。

常用的焊接材料包括碳钢、不锈钢和铝合金等。

2. 合理设计焊缝形状和尺寸：焊缝的形状和尺寸应根据受力情况和材料强度进行合理设计。

焊缝的过度加大、缩小或不连续会导致应力集中，增加疲劳损伤的风险。

3. 控制焊接质量：焊接过程中应控制好焊接温度、焊接速度和焊接夹角等参数，保证焊接质量。

焊接缺陷如焊孔、气孔和裂纹等会降低焊接结构的疲劳强度。

4. 增加结构强度：可以通过增加结构的截面尺寸、壁厚或使用加强件来提高结构的强度，减少应力集中和疲劳损伤的可能性。

5. 使用适当的焊接工艺：选择合适的焊接方法和焊接工艺参数，如手工弧焊、气体保护焊和激光焊等，以确保焊接接头的质量和疲劳强度。

6. 进行适当的焊后热处理：一些焊接结构可以通过焊后热处理来改善其疲劳性能。

常见的热处理方法包括退火、正火和淬火等。

7. 进行适当的应力分析和寿命评估：通过有限元分析等方法对焊接结构的应力分布进行评估，并根据预测的寿命来确定结构的设计寿命，以避免过早疲劳失效。

总之，抗疲劳设计需要综合考虑焊接材料、焊接质量、结构强度和焊接工艺等因素，以确保焊接结构在长时间使用中具有足够的抗疲劳性能。

焊接结构疲劳强度焊接是一种常见的金属连接方法，但焊接接头在使用过程中容易受到疲劳破坏。

焊接结构的疲劳强度是指焊接接头在受到交变载荷作用下能够承受的最大循环载荷次数。

疲劳强度的评估对于焊接结构的设计和使用至关重要。

本文将介绍焊接结构的疲劳破坏机制、影响疲劳强度的因素以及提高焊接接头疲劳强度的方法。

焊接结构的疲劳破坏机制主要包括以下几种：1.脆性断裂：焊接接头容易出现脆性断裂，主要是由于焊接过程中，焊缝和周边热影响区的组织发生变化，使其变得脆性，降低了焊接接头的疲劳强度。

2.裂纹扩展：焊接接头中存在的焊接缺陷（如气孔、夹杂等）是裂纹扩展的起始点。

在交替加载下，焊接接头中的裂纹会逐渐扩展，最终导致疲劳破坏。

影响焊接结构疲劳强度的因素主要包括以下几个方面：1.焊接材料选择：焊接材料的强度和塑性对焊接接头的疲劳强度有着重要影响。

通常情况下，焊接接头的强度应大于被焊接材料的强度，以保证焊接接头的疲劳寿命。

2.焊接工艺参数：焊接过程中的工艺参数（如焊接电流、焊接速度等）会对焊接接头的组织结构和性能产生影响，进而影响焊接接头的疲劳强度。

3.焊接接头形状和几何尺寸：焊接接头的形状和几何尺寸也会影响其疲劳强度。

一般来说，焊接接头的强度随着接头厚度的增加而增加，但是当厚度过大时，会导致应力集中，从而降低疲劳强度。

提高焊接接头疲劳强度的方法主要包括以下几个方面：1.选择合适的焊接方法：不同的焊接方法对焊接接头的疲劳强度有着重要影响。

例如，自动化焊接方法相对于手工焊接方法具有更高的焊接质量和疲劳强度。

2.进行焊接前的准备工作：在焊接前，需要对焊接接头进行彻底的清洁和表面处理，以减少焊接缺陷的产生。

3.优化焊接工艺参数：通过调整焊接的工艺参数，可以改善焊接接头的疲劳强度。

例如，适当增大焊接电流和焊接速度，可以减少焊缝内的局部熔化区，从而提高焊接接头的强度。

4.对焊接接头进行后处理：通过对焊接接头进行热处理或应力释放，可以改善焊接接头的组织结构和性能，提高其疲劳强度。

焊接结构疲劳强度相关知识焊接结构的疲劳强度是指在循环载荷作用下，焊接接头在无限次载荷循环中不会发生破坏的能力。

焊接结构的疲劳强度是较为复杂和重要的一种力学性能，对于确保焊接接头在长期使用中不发生破坏具有重要意义。

下面将介绍与焊接结构疲劳强度相关的各方面知识。

焊接接头的疲劳破坏模式主要有断裂疲劳和表面疲劳。

断裂疲劳是指焊接接头在循环载荷作用下，由于应力集中和裂纹发展所致的破坏。

表面疲劳是指焊接接头表面由于循环载荷的作用而出现的镀层剥落、锈蚀和微小裂纹等破坏形式。

为了保证焊接结构的疲劳强度，需要对焊接接头的设计、工艺、材料选择和检测等方面进行综合考虑。

焊缝设计对焊接结构的疲劳强度具有重要影响。

焊接接头的几何形状和尺寸对疲劳强度的影响很大。

一般来说，焊缝的几何形状应尽量避免应力集中，并应尽量减小焊缝尺寸和长度，以提高疲劳强度。

此外，焊缝的连续性和密度也对疲劳强度具有影响，焊缝的连续性和密度越高，疲劳强度越好。

焊接工艺对焊接结构的疲劳强度具有重要影响。

焊接工艺参数的选择和控制可以影响焊缝的质量和性能，从而影响焊接结构的疲劳强度。

焊接工艺参数主要包括焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊接时间和焊接温度等。

合理选择和控制这些参数可以避免焊接接头出现瑕疵和裂纹等缺陷，提高焊接接头的疲劳强度。

焊接材料对焊接结构的疲劳强度具有重要影响。

焊接材料的物理、化学和力学性能会直接影响焊接接头的性能和疲劳强度。

焊接材料应具有良好的疲劳性能，具有较高的强度和韧性，并且能够适应焊接过程中的热变形和应力集中等问题。

一般来说，焊接材料应与母材具有相似的力学性能，以提高焊接接头的疲劳强度。

焊接接头的疲劳检测对焊接结构的疲劳强度评估和维护具有重要意义。

常用的焊接接头疲劳检测方法包括传统的力学性能试验和现代的无损检测技术。

力学性能试验主要通过加载焊接接头并测量其应力应变关系来评估其疲劳强度，但这种方法需要实际加载焊接接头，成本较高。

无损检测技术主要包括超声波检测、磁粉检测、涡流检测和X射线检测等，可以通过对焊接接头进行非破坏性检测来评估其疲劳强度。

1.焊接结构的优缺点。

优点：（1）焊接接头强度高。

（2）焊接结构设计灵活性大。

（3）焊接接头密封性好。

（4）焊前准备工作简单。

（5）易于结构的变更和改型。

（6）焊接结构的成品率高。

缺点：（1）存在较大的焊接应力和变形（2）对应力集中敏感（3）焊接接头的性能不均匀。

2.焊接热源的分类;电弧焊热源，气焊热源，电阻焊热源，摩擦焊热源，激光焊热源等。

3.焊接温度场：在焊接过程中，某一时刻所有空间各点的温度的总计和分布。

焊接热循环：在焊接过程中，工件上的温度随着瞬时热源或移动热源的作用而发生变化，温度随时间由低而高，达到最大值后，又由高到低的变化。

4.焊接热循环的主要参数：加热速度，加热最高温度，在相变以上的停留时间，冷却速度。

5.内应力的概念，特点和产生原因。

内应力：在没有外力的条件下平衡于物质内部的应力。

原因：热应力（由于构件不均匀受热所引起的）和组织应力（相变所带来的体积变化收到制约时所产生的内应力）。

特点：在物体内形成一个平衡的力系,即遵守静力学条件6.变形的定义和三大变形的概念。

变形：结构（或其一部分）形状的改变自由变形：当金属物体的温度发生变化或发生相变时，不受外界和任何阻碍而发生形状和尺寸自由变化产生的变形。

可见变形：变形量部分表现出来时，表现出来的部分变形。

内部变形：变形量部分表现出来时，未表现出来的部分变形。

7.焊接时发生应力和变形的原因。

焊接时焊件受到不均匀加热并使焊缝区熔化，与焊接熔池毗邻的高温区材料的热膨胀则受到周围冷态材料的制约，产生不均匀的压缩塑性变形。

在冷却的过程中，已经发生的压缩塑性变形的这部分材料同样受到周围金属的制约而不能自由收缩，并在一定程度上受到拉伸和卸载。

与此同时，熔池凝固，焊缝金属冷却收缩也因受到制约而产生收缩拉应力和变形。

这样，在焊接接头区域就产生了缩短的不协调应变，即残余应变。

8.焊接残余应力的种类及对焊接结构的影响。

种类：纵向应力，横向应力，竖直应力。

影响：（1）内应力是焊接结构的静载强度降低。

可采取哪些措施来改善焊接钢结构疲劳性能原题号：24大量工程实例和试验研究表明，有效改善焊接钢结构的疲劳性能对提高其使用寿命是非常有利的，而只有结构设计合理，焊接工艺完善和焊缝质量良好才能保证焊接钢结构有较好的疲劳性能。

由于焊接接头焊趾处的焊接缺陷、应力集中和残余拉伸应力的作用，其疲劳幅度大幅度地低于基本金属的疲劳强度。

所以，焊接结构的疲劳强度取决于接头的疲劳性能。

为提高其疲劳性能一般可采取以下措施：⑴增加对焊接结构抗疲劳性能的了解，精心设计结构形式及接头形式，降低应力集中，使所设计的焊接结构更合理，具有更高的疲劳强度。

⑵提高和严格控制焊缝质量，防止和减少焊接缺陷的产生；在焊接结构制造过程、完成后以及使用过程中采取有效的工艺措施，提高接头的疲劳强度，增加其承受动载的能力、延长其使用寿命。

下面从以上两个方面来具体阐述改善焊接钢结构疲劳性能的措施。

⑴应力集中是影响焊接钢结构疲劳性能的重要原因，所以在设计时应采用合理的构件形式，选择可行的焊接方案以尽量降低应力集中。

任何降低应力集中的构造处理都有助于改善疲劳性能。

①设计合理的结构型式，减少应力集中，以提高疲劳强度。

在设计中要考虑力线流的平滑过渡，避免几何不连续性。

如图5.1所示，显然设计(a)中，圆圈处应力集中很高，往往是疲劳裂纹的起源点。

设计(b)更为合理。

对于次要构件，也应注意这一原则。

(a) (b)图5.1 板梁的合理及不合理设计②尽量采用应力集中系数小的焊接接头。

各种接头形式均要产生一定的应力集中，因此要尽量减少焊缝的数量和其不利的影响。

对各类焊接接头来说，焊缝形状是影响应力集中值的重要因素，而形状又与制造因素有关，因此在设计阶段就要考虑获得正确焊缝的措施，如采用何种焊接方法，在什么位置上施焊等，尽量把焊缝布置在疲劳应力水平较小的部位等。

一般情况下角焊缝的疲劳强度较低，而对接焊缝的应力集中系数最小，疲劳性能最好，所以应较多使用。

图5.2为角焊缝改为对接焊缝的实例。

提⾼焊缝质量的措施焊接从母材和焊条熔化到熔池的形成、停留、结晶，其过程发⽣了许多的冶⾦化学反应，这样就影响了焊缝的化学成分、组织、⼒学性能(强度、硬度、韧性和疲劳极限)、物理和化学性能，因此，焊缝的质量好坏关系到焊件的质量好坏，会影响到焊件的使⽤性能。

所以我们应该对如何提⾼焊缝的质量进⾏分析。

⼀、熔焊冶⾦机理1、氧化熔池的体积很⼩，受电弧加热升温很快，温度可达2000℃或更⾼。

在⾼温下氧⽓发⽣分解，成为氧原⼦，这样，其化学性质⾮常活泼，容易与⾦属和碳发⽣氧化反应，形成⼤量的⾦属氧化物和⾮⾦属氧化物，反应⽅程式如下:Fe O = FeO Mn O = MnOSi 2O = SiO2 2Cr 3O = Cr2O3C O = CO这样，Fe、Mn、Si、C等元素⼤量烧损，使焊缝⾦属含氧量增加，焊缝⼒学性能⼤⼤下降(如低温冲击韧性明显下降，引起冷脆，使得焊件在低温条件下的安全性降低)。

当焊缝凝固冷却后，FeO转变为Fe3O4，它使焊缝⾦属的屈服极限、冲击韧度、疲劳极限。

SiO2、MnO如果没有充⾜的时间上浮，则成为夹杂物。

CO如果没有析出，则成为焊缝中⽓孔。

这些夹杂物和⽓孔都会降低焊缝的性能。

焊接⾼碳钢和铸铁时容易发⽣CO⽓孔;焊接灰⼝铸铁时，由于碳、硅的烧损，冷却快，焊缝会成为硬脆的⽩⼝组织。

2、熔池吸⽓（1）吸氮。

由于受到⾼温的影响，氮⽓也要发⽣分解，形成氮原⼦，溶于液态⾦属中，在冷却过程中要发⽣相变(奥⽒体转变为铁素体)，氮在固溶体中的溶解度发⽣突降，最后以Fe4N析出，由于Fe4N呈⽚状夹杂物，虽然使得焊缝⾦属的硬度增⾼，但塑性下降。

（2）吸氢。

焊接接头表⾯附着的油、铁锈所含⽔分、焊条药⽪中配⽤的有机物等，经⾼温分解产⽣氢，氢以原⼦的形式被液态⾦属所吸收。

当温度降低时，过饱和的氢将从液态⾦属中析出，成为⽓孔。

当焊缝凝固⾄室温时，过饱和氢原⼦扩散到微孔中结合成氢分⼦。

在微孔中氢的压⼒逐渐增⼤，使焊缝产⽣裂纹。