第11讲 焊接冶金学(4)
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焊接冶金原理知识点总结
焊接冶金原理知识点总结一、焊接的概念和分类1. 焊接的概念焊接是利用热或压力，或两者的联合作用，在接头表面形成一层永久性连接的材料，使毗邻金属连接，在一定程度上具有熔融结合或压力结合作用，从而使接头处的材料成为一个整体的金属连接工艺。
2. 焊接的分类（1）按焊接方式分类：手工焊、气体保护焊、电弧焊、搅拌摩擦焊、激光焊等；（2）按焊接材料分类：金属焊接、非金属焊接、金属与非金属焊接等；（3）按焊接方法分类：熔化焊接和压力焊接；（4）按焊接环境分类：气氛焊、真空焊等。
二、熔化焊接的冶金原理1. 熔化焊接的工艺熔化焊接是利用焊条、焊丝或焊粉，在熔化的金属表面形成永久连接的工艺。
通常分为气焊、电弧焊、氩弧焊和激光焊等。
2. 熔化焊接的冶金原理（1）熔化焊接中金属熔池的形成：熔化焊接时，焊接热能使金属焊件熔化，产生熔池；（2）熔化焊接中金属熔池的流动：在熔池形成后，金属熔池受到表面张力的影响，会形成流动；（3）熔化焊接中金属熔池的凝固：熔化焊接过程中，金属熔池冷却，从而形成焊缝。
三、压力焊接的冶金原理1. 压力焊接的工艺压力焊接是在金属材料表面施加压力，使得其表面产生剪切位移，从而实现永久连接的工艺。
2. 压力焊接的冶金原理（1）压力焊接中金属材料的塑性变形：在压力作用下，金属材料表面发生塑性变形；（2）压力焊接中金属材料的分子力作用：在压力作用下，金属材料表面分子间产生相互吸引，并使得金属材料形成永久连接；（3）压力焊接中金属材料的冷却：压力焊接过程中，金属材料冷却，并形成焊缝。
四、焊接质量控制1. 焊接质量的检测方法（1）焊缝外观检查：检查焊缝表面是否有裂纹、气孔、夹渣等缺陷；（2）X射线检测：用X射线透射技术检查焊接接头内部是否有气孔、夹渣、非金属夹杂等；（3）超声波探伤：利用超声波穿透焊缝进行波阵面扫描，检测焊缝内部是否有夹杂、裂纹等；（4）磁粉探伤：在焊缝表面施加可磁化的粉末，然后利用磁粉检测设备检测焊缝是否有裂纹等。
焊接冶金学
3、多层多道焊 （1）每层焊缝变小而改善了焊缝凝固结晶的条件。 （2）后一层对前一层有附加热处理的作用，从而改善了固态 相变的组织。 4、焊后热处理：回火、正火、调质。 5、跟踪回火：每焊完一道立即用气焊火焰加热焊道表面 T＝900-1000℃。 盖面层：最上层 0-3mm 正火处理 2层： 中层 3-6mm 750℃高温回火 1层： 首层 6-9mm 600℃左右回火 6、锺击焊道表面－－细化晶粒，↓残余应力，↑焊缝金属的韧性。 一般用风铲捶击：锤头圆角R＝1.0～1.5 锤痕深度h＝0.5～1.0mm 捶击方向：先中间后两侧，依次垂直顺时针
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4、焊接条件下的凝固（结晶）形态
实践证明：熔池中成份过冷的分布在焊缝的不同部位是不同的，因此将出 现不同的结晶形态。 （1）部位不同结晶形态不同 在焊缝的熔化边界：G较大，V结晶又较小，成分过冷接近于零，因 此平面晶得到发展，随着远离熔化边界的向焊缝中心过渡时，G逐渐 变小而V结晶逐渐增大。因此结晶的形态由平面晶→胞状晶→树枝胞 状晶（柱状晶区）→等轴晶 （2）化学成份不同，板厚和接头型式不同（冷速不同）结晶形态不同 99.99%的纯A1焊缝，熔合线附近为平面晶，焊缝中心为胞状晶 99.6%的纯A1焊缝，焊缝就出现胞状树枝晶，焊缝中心可出现等轴 晶 （3）焊接速度不同结晶形态不同 V焊↑—温度梯度下降快，熔池中心的成份过冷↑—焊缝中心出现大 量等轴晶（快速焊时） V焊↓—熔合线附近出现胞状树枝晶，焊缝中心出现较细的胞树枝晶 （4）焊接电流不同，结晶形态不同 电流↑—组织由胞状组织→胞状树枝晶→粗大的胞状树枝晶
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一、熔池凝固的条件和特点(特殊性)
熔池的结晶规律和钢锭一样.都是晶核的生长和晶核的长大.由于其凝固条件不同. 其特殊性如下:
《焊接冶金学——基本原理》教学课件 第四章
图4-2 非自发晶核的浸润角
4.1.2 熔池结晶的一般规律
试验研究证明,θ角的大小(图4-2)取决于新相晶核与现成表面之间的表
面张力。如果新相晶核与液相中原有现成表面固体粒子的晶体结构越相似,
也就是点阵类型与晶格常数相似,则两者之间的表面张力越小,θ角也越小,那
么形成非自发晶核的能量也越小。 在焊接条件下,熔池中存在两种现成表面:一种是合金元素或杂质的悬浮
熔池金属的结晶与一般金属的结晶基本一样,同样也是形核和晶核长大的过程。 由于熔池凝固的特点,使得熔池结晶过程有着自身的规律。
1.熔池中晶核的形成 由金属学理论可知,生成晶核的热力学条件是过冷度而造成的自由能降低,进行 结晶过程的动力学条件是自由能降低的程度。这两个条件在焊接过程中都是具备 的。 根据结晶理论,晶核有两种:自发晶核和非自发晶核。但在液相中无论形成自发 晶核或非自发晶核都需要消耗一定的能量。在液相中形成自发晶核所需的能量EK 为
式中 σ——新相与液相间的表面张力系数; ΔFv——单位体积内液-固两相自由能之差。
研究表明,在焊接熔池结晶中,非自发晶核起了主要作用。在液相金属中有非自 发晶核存在时,可以降低形成临界晶核所需的能量,使结晶易于进行。
在液相中形成非自发晶核所需的能量E'K为
4.1.2 熔池结晶的一般规律
式中 θ——非自发晶核的浸润角(见图4-2)。 由式(4-3)可见,当θ=0°时,EK=0,说明液相中有大量的悬浮质点和某些现成表面。 当θ=180°时,E'K=EK,说明液相中只存在自发晶核,不存在非自发晶核的现成表面。 由此可见,当θ=0°~180°时,E'K/EK=0~1,这就是说在液相中有现成表面存在时,将会 降低形成临界晶核所需的能量。
工业上用的金属大多是合金,即使是纯金属,也不是理论上的那么纯。合 金的结晶温度与成分有关,先结晶与后结晶的固液相成分也不相同,造成固-液 界面一定区域的成分起伏。因此合金凝固时,除了由于实际温度造成的过冷 之外(温度过冷),还存在由于固-液界面处成分起伏而造成的成分过冷。所以 合金结晶时不必需要很大的过冷就可出现树枝状晶,而且随着不同的过冷度, 晶体成长会出现不同的结晶形态。
4.1.2 熔池结晶的一般规律
试验研究证明,θ角的大小(图4-2)取决于新相晶核与现成表面之间的表
面张力。如果新相晶核与液相中原有现成表面固体粒子的晶体结构越相似,
也就是点阵类型与晶格常数相似,则两者之间的表面张力越小,θ角也越小,那
么形成非自发晶核的能量也越小。 在焊接条件下,熔池中存在两种现成表面:一种是合金元素或杂质的悬浮
熔池金属的结晶与一般金属的结晶基本一样,同样也是形核和晶核长大的过程。 由于熔池凝固的特点,使得熔池结晶过程有着自身的规律。
1.熔池中晶核的形成 由金属学理论可知,生成晶核的热力学条件是过冷度而造成的自由能降低,进行 结晶过程的动力学条件是自由能降低的程度。这两个条件在焊接过程中都是具备 的。 根据结晶理论,晶核有两种:自发晶核和非自发晶核。但在液相中无论形成自发 晶核或非自发晶核都需要消耗一定的能量。在液相中形成自发晶核所需的能量EK 为
式中 σ——新相与液相间的表面张力系数; ΔFv——单位体积内液-固两相自由能之差。
研究表明,在焊接熔池结晶中,非自发晶核起了主要作用。在液相金属中有非自 发晶核存在时,可以降低形成临界晶核所需的能量,使结晶易于进行。
在液相中形成非自发晶核所需的能量E'K为
4.1.2 熔池结晶的一般规律
式中 θ——非自发晶核的浸润角(见图4-2)。 由式(4-3)可见,当θ=0°时,EK=0,说明液相中有大量的悬浮质点和某些现成表面。 当θ=180°时,E'K=EK,说明液相中只存在自发晶核,不存在非自发晶核的现成表面。 由此可见,当θ=0°~180°时,E'K/EK=0~1,这就是说在液相中有现成表面存在时,将会 降低形成临界晶核所需的能量。
工业上用的金属大多是合金,即使是纯金属,也不是理论上的那么纯。合 金的结晶温度与成分有关,先结晶与后结晶的固液相成分也不相同,造成固-液 界面一定区域的成分起伏。因此合金凝固时,除了由于实际温度造成的过冷 之外(温度过冷),还存在由于固-液界面处成分起伏而造成的成分过冷。所以 合金结晶时不必需要很大的过冷就可出现树枝状晶,而且随着不同的过冷度, 晶体成长会出现不同的结晶形态。
《焊接冶金学》每章知识点
绪论1.焊接：被焊工件的材质（同种或异种），通过加热或加压或二者并用，并且用或不用填充金属，使工件的材质达到原子间的结合而形成永久性连接的工艺过程。
2.焊接热源：电弧热、化学热、电阻热、高频感应热、摩擦热、等离子焰、电子束、激光束。
3.加热区：①活性斑点区：带电质子集中轰击的部位，把电能转为热能。
②加热斑点区：通过电弧的辐射和周围介质的对流进行。
4.比热流：单位时间内通过单位面积传入焊件的热能。
()2Kr m e q r q -=5.焊接线能量：单位时间内，焊接电弧向单位长度焊缝输入的能量。
ννq t IVt E == 6.在熔焊的条件下，由热源传热给焊件的热量，主要以辐射和对流为主，而母材和焊条（焊丝）获得热能之后，热的传播则是以热传导为主。
7.焊接温度场：焊件上（包括内部）某瞬时的温度分布。
()t z y x f T ,,,=一、焊接化学冶金1.焊接化学冶金：在熔焊过程中，焊接区内各种物质之间在高温下相互作用的过程。
2.焊条加热的热能有：电阻热、电弧热、化学反应热。
3.焊条金属的平均熔化速度：单位时间内熔化的焊芯质量或长度。
I tG g P M α== 4.焊条金属的平均熔敷速度：单位时间内真正进入焊缝金属的那一部分金属的质量。
I tG g H D D α==，熔敷系数是真正反映焊接生产率的指标。
5.损失系数：在焊接过程中由于飞溅、氧化和蒸发损失的那一部分金属质量与熔化的焊芯质量之比。
PH M D M D g g g G G G αα-=-=-=ψ1 6.熔滴：1）过渡形式：①短路过渡：在短弧焊时焊条端部的熔滴长大到一定的尺寸就与熔池发生接触，形成短路，于是电弧熄灭。
同时在各种力的作用下熔滴过渡到熔池中，电弧重新引燃。
②颗粒过渡：当电弧的长度足够长时，焊条端部的熔滴长大到较大的尺寸，然后在各种力的作用下，以颗粒状落入熔池，此时不发生短路。
③附壁过渡：熔滴沿着焊条端部的药皮套筒壁向熔池过渡。
焊接化学冶金知识概述PPT(89张)
化学成分。 （3）防止电弧不稳定，避免焊缝中产生气孔。
焊接化学冶金的首要任务就是对焊接区内的金属加强保护，以免 受空气的有害作用。
(二) 保护的方式和效果
1 埋弧焊：是利用焊剂及其熔化以后形成的熔渣隔离空气保护金属 的，焊剂保护效果取决于焊剂的粒度和结构。
2 气体保护焊：保护效果取决于保护气的性质与纯度。惰性气体(氩、 氦等)保护效果好，用于合金钢和化学活性金属及其合金。
平均熔敷速度 ：单位时间内熔敷在焊件上的金属质量称为平均熔 敷速度。gD=GD/t=αpI
损失系数： 在焊接过程中，由于飞溅、氧化、蒸发损失的一部分 焊条金属(或焊丝)质量与熔化的焊芯质量之比称焊条损失系数。
G G DgMgD1 H
G
gM
P
熔敷速度才是反映焊接生产率指标 H(1 ) P
目前还不能从理论上精确地计算出熔滴温度，只能作为定性的参 考。
●随焊丝直径的增大，熔滴的温度降低。
●低碳钢熔滴的平均温度在2100~2700 K的范围内。
（二）熔池的形成
熔池：焊接热源作用在焊件上所形成的具有一定几何形状的液态 金属部分就是熔池。
熔池是由熔化的焊条金属与局部熔化的母材金属所组成的。 若用非熔化极进行焊接时，熔池仅由局部熔化的母材所组成。
均匀的焊缝金属。
b) 有利于气体和非金属夹杂物外逸，加速 冶金反应，消除焊接缺陷(如气孔)，提 高焊接质量。
图1-5 TIG焊 钛合金时熔池 中金属的流向
二 焊接过程中对金属的保护
(一) 保护的必要性 （1）防止熔化金属与空气发生激烈的相互作用，降低焊缝金属中
氧和氮的含量。 （2）防止有益合金元素的烧损和蒸发而减少，使焊缝得到合适的
(2)熔滴的比表面积和相互作用时间 熔滴的比表面积:表面积与质量之比：
焊接化学冶金的首要任务就是对焊接区内的金属加强保护，以免 受空气的有害作用。
(二) 保护的方式和效果
1 埋弧焊：是利用焊剂及其熔化以后形成的熔渣隔离空气保护金属 的，焊剂保护效果取决于焊剂的粒度和结构。
2 气体保护焊：保护效果取决于保护气的性质与纯度。惰性气体(氩、 氦等)保护效果好，用于合金钢和化学活性金属及其合金。
平均熔敷速度 ：单位时间内熔敷在焊件上的金属质量称为平均熔 敷速度。gD=GD/t=αpI
损失系数： 在焊接过程中，由于飞溅、氧化、蒸发损失的一部分 焊条金属(或焊丝)质量与熔化的焊芯质量之比称焊条损失系数。
G G DgMgD1 H
G
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P
熔敷速度才是反映焊接生产率指标 H(1 ) P
目前还不能从理论上精确地计算出熔滴温度，只能作为定性的参 考。
●随焊丝直径的增大，熔滴的温度降低。
●低碳钢熔滴的平均温度在2100~2700 K的范围内。
（二）熔池的形成
熔池：焊接热源作用在焊件上所形成的具有一定几何形状的液态 金属部分就是熔池。
熔池是由熔化的焊条金属与局部熔化的母材金属所组成的。 若用非熔化极进行焊接时，熔池仅由局部熔化的母材所组成。
均匀的焊缝金属。
b) 有利于气体和非金属夹杂物外逸，加速 冶金反应，消除焊接缺陷(如气孔)，提 高焊接质量。
图1-5 TIG焊 钛合金时熔池 中金属的流向
二 焊接过程中对金属的保护
(一) 保护的必要性 （1）防止熔化金属与空气发生激烈的相互作用，降低焊缝金属中
氧和氮的含量。 （2）防止有益合金元素的烧损和蒸发而减少，使焊缝得到合适的
(2)熔滴的比表面积和相互作用时间 熔滴的比表面积:表面积与质量之比：
焊接冶金学
第二章1.焊接性是指同质或者异质材料再制造工工艺下，能够完成焊接形成焊接接头并且满足语气的使用性能的能力.2.焊接性包括两个含义，一是结合性能，就是一定的材料再给定的焊接工艺条件下对形成焊接缺陷的敏感性，而是使用性能，只一定的材料的规定的焊接工艺条件下所形成焊接接头适应使用要求使得能力. 就是包括工艺焊接性和使用焊接性.工艺焊接性就是说材料或者金属再一定的焊接工艺条件下，能否获得优质致密，无缺陷和具有一定使用性能的焊接接头的能力.3.熔焊过程包括冶金构成和热过程，冶金过程影响焊缝金属的性能，热过程影响热影响区的性能.冶金焊接性是再高温的情况下发生反应造成焊接性中的变化，热焊接性是再焊接过程中像接头输入很多的热量造成热影响区的组织性能的变化.4.影响焊接型的因素：材料设计工艺和服役环境.5. 焊接性实验测定内容：抵抗冷热裂纹和脆化断裂能力以及使用性能.6.由于焊接热影响区的淬硬和冷裂纹倾向和跟那个的化学成分又很大的联系，所以可以用化学成分间接的评估刚才冷裂纹的敏感性. 各种元素中，C对于冷裂纹敏感性影响最显著，可以把钢中合金元素当作若干碳的含量这算起来. 除此之外，冷裂纹产生原因和化学成分，扩散氢和拘束度也又关系.7.常见的冷裂纹测定方法是C当量测定和热影响区最高硬度测定方法. 由于冷裂纹最多产生在热影响区，可以用来评定接头的淬硬组织第三章合金结构钢的焊接1.合金结构钢，再碳素钢的基础上加入一定量的合金元素就是合金结构钢，主要特点是强度高，韧性塑性焊接性好.2.C是最能提高钢材强度使得元素，但是C过多会导致淬硬和冷裂纹倾向.合金元素对塑性和韧性的影响和强化作用相反，为了保持良好的综合性能和焊接性，要求钢中的C质量分数不大于0.223.热轧钢固溶强化元素：锰，鋅正火钢加强沉淀强化作用所以会假如一些碳，氮化合物形成元素V,Nb,Ti, Mo4.热轧钢和正火钢的焊接性分析：包括冷热裂纹，热影响区脆化正火钢防止冷裂纹方法：控住焊接热输入，降低扩散氢含量，预热和及时焊后热处理.热影响区脆化：热轧钢- 被加热到1200度以上的热影响区过热去会产生粗晶区脆化这是因为热轧钢焊接的时候采用较大的焊接热输入，粗晶区因此晶粒长大而降低塑性，热输入小的时候，粗晶区的马氏体含量多导致韧性降低，这在含碳量高的热轧钢很明显.正火钢-含有碳氮化合物形成元素的正火钢，采用较大的热输入，粗晶区的C,N析出相基本固溶，这是C,N化合物抑制奥氏体长大和组织细化作用背消弱，容易出现粗大晶粒和上贝氏体，M-A组元，导致韧性下降氮化物形成元素可以抑制热应变倾向5.热轧钢和正火钢电弧焊埋弧焊气保焊（最常使用）电渣焊压焊都可以采用6.低合金钢选择焊接材料：1.不能又焊接缺陷2.满足使用性能7.热轧和正火钢焊接选择材料1.和母材力学性能匹配2.融合比和冷却速度3.焊后热处理对焊缝力学性能的影响.8.焊接参数参数的选择，再碳当量小于0.4的时候热输入可以放宽，提高碳当量的时候，热输入范围变窄9.预热和焊后热处理的主要作用是为了防止裂纹10.低碳调质钢：会发生自回火，所以冷裂倾向比中碳调质钢小，具有良好的焊接性，含有较高的NI和CR，NI可以提高强度塑性和韧性，CR可以提高淬透11.低碳调质钢的焊接性:1.考虑焊缝的强韧性匹配2.低碳钢还有多种提高淬透性的元素所以获得强度高塑性好的低碳自回火低碳马氏体适合和部分下贝氏体，这类刚淬硬性大，再粗晶区又冷裂倾向和塑性下降倾向，3.热裂纹和热轧钢一样热裂倾向小.4.热影响区存在脆化和软化现象，脆化是因为M-A组元和奥氏体晶粒粗大.12.低碳钢焊接：1.马氏体转变时冷却速度不能太快，使马氏体又自回火作用防止冷裂纹2.再500到800度冷却速度大于脆性混合组织产生速度，焊接方法采用电弧焊，气保焊，对于焊接之后热影响区强度和性能下降可以焊后调制处理或者限制焊接过程热量对木材的作用.13.中碳调质钢: 强度和硬度很大，淬硬性比低碳调质钢大，焊接性不好.焊接性包括1.合金元素含量多，容产生热裂纹，可以尽力采用低碳焊丝和低S.P焊丝.2.容易产生冷裂纹，采取降低接头含氢量，预热和憨厚热处理等方法3.热影响区存在脆化和软化：含C量高马氏体转变温度低，无自回火现象，焊接之后容易产生大量高C马氏体，脆化严重.14. 退火状态下进行焊接：焊后调制处理（preferred）焊缝性能由焊后调制处理解决，主要问题是裂纹问题.选择材料：不产生冷热裂纹，焊缝金属调制处理规范和母材相同对促进脆化的元素也要控住焊接参数：接头性能可以由焊后调制解决，主要问题是调制前不出现裂纹，所以可以采取很高的预热温度和层间温度调制状态下焊接，焊后不进行调制处理由于焊后不进行调制处理，所以焊缝金属可以和木材又差别，为了防止冷裂纹，要选择塑性韧性好的奥氏体焊条，采用预热，焊后回火处理. 由于焊后不能调制，所以热影响区的性能变差无可避免，因此最好采用晓得焊接热输入.第四章1.不锈钢的主要成分是铬和镍，为了防止晶间腐蚀，不锈钢也是C含量越低越好，不锈钢可以分为奥氏体不锈钢，铁素体不锈钢，马氏体不锈钢，铁素体-奥氏体不锈钢和沉淀硬化钢2.合金元素含量越多，线膨胀系数越大，因此奥氏体不锈钢容易产生较大的焊接变形成为裂纹的主要原因.3.不锈钢的腐蚀分为：均匀，应力，点，缝隙，晶间腐蚀.均匀腐蚀：接触腐蚀界面的金属全部发生腐蚀应力：不锈钢再特定的腐蚀介质和应力状态下发生的低于强度极限的脆性开裂.点：大部分不腐蚀，分散的局部腐蚀. 缝隙腐蚀：缝隙：再电解液中，不锈钢和异物接触的表面存在间隙的时候，缝隙的溶液流动发生迟滞现象，导致局部浓化，导致不锈钢钝化膜背局部破坏.晶间：再晶粒边界附近发生的腐蚀.4.奥氏体不锈钢焊接性：1.接头晶间腐蚀2.热裂纹3.析出现象4.低温脆化1.晶间腐蚀包括：焊缝区.1.通过焊接材料是焊缝金属成为超低碳2.调整焊缝成分获得铁素体相（铁素体相的作用：1.打乱单一的奥氏体方向，不形成连续的贫CR层2.富含CR）铬当量是铁素体话元素镍当量是奥氏体元素.热影响区敏化区热影响区峰值温度处于敏华加热区温度.采取小热输入快速焊接减少存在时间熔合区2.热裂纹倾向：1.线膨胀系数大，产生较大的应力2.奥氏体钢易于联生结晶形成方向性强的组织，导致有害物质偏析，促进形成晶间液膜3.合金组成复杂，一些合金也容易形成易溶共晶. 为了防止热裂纹，采用小焊接热输入快速焊，不预热，降低层间温度，降低焊接电流5.铁素体不锈钢线膨胀系数小，所以热裂纹冷裂纹不严重，但是焊接接头容易塑性强度低和脆化，所以焊接性不如奥氏体不锈钢，普通铁素体不如高纯铁素体焊接性1.晶间腐蚀，2.接头脆化包括1.高温脆化加热到950到1000，再极速冷却到室温，可以减少C.N含量或者缓冷或者重新加热到750到850度防止性能变差.2. 再520到820度长时间加热析出铁素体3.475脆化再400到500度加热出现的脆性随着铬的含量增加脆化增加。
焊接冶金原理03焊接化学冶金4
镍基镍合金焊丝 ERNi HS
2）选用 TIG和MIG： 一般选用与母材成分基本相同的焊丝进行焊接即可； MAG：要适当考虑焊接过程的冶金反应特点。焊接过程中将有部分合 金元素烧损，因此焊接时应考虑选用Si和Mn含量比母材略高的焊丝。 CO2焊：常采用C-Mn-Si系焊丝，这些焊丝中都含有Si、Mn、Ti 、Al等 脱氧剂，如H08MnSiA、H08Mn2SiA、H04Mn2SiTiA、H10MnSiMo等。 埋弧焊：需考虑与焊剂的搭配问题。对于低碳钢和低合金钢，常用的焊 丝有低锰焊丝、中锰焊丝和高锰焊丝三类：低锰焊通常与高锰高硅焊剂 配合用于焊接低碳钢和强度级别较低的低合金钢；中锰焊丝配合低锰焊 剂用于焊接低碳钢，配合中锰或高锰焊剂用于焊接低合金钢；高锰焊丝 配合低锰或中锰焊剂用于焊接低合金钢。
2CaF2 + 3SiO2 = 2CaSiO3 + SiF4 ↑ SiF4 + 2H2O = SiO2 + 4HF ↑
而在低氢型碱性熔渣中，CaF2的脱氢反应为： CaF2 + H2O = CaO + 2HF ↑
3.3.5 熔渣的脱硫和脱磷反应 1、熔渣的脱硫 ➢ 硫的危害
1）硫化物可以与基体金属形成低熔点的共晶组织，增加热裂纹敏感性。 2）少量硫化物即能显著降低焊缝金属韧性，增大冷裂纹的敏感性。
➢ 提高焊接气氛的氧化性可以降低 液体金属中的氢含量（如CO2焊）；
➢ 增加焊接熔渣的氧化性（如添加 Fe2O3）可以抑制熔渣渗氢反应的 进行，减少液体金属中的含氢量；
➢ 增加脱氧剂（如Fe-Ti合金）的数 量将促进熔渣渗氢反应，增加焊 缝金属含氢量
2、熔渣的脱氢反应 熔渣的脱氢反应与熔渣的渗氢反应是一对逆反应，抑制熔渣渗氢反 应的一切措施都可以促进熔渣的脱氢反应。渣保护电弧焊的降氢措 施主要是在焊条药皮或焊剂中加入氟化物。 ➢ 熔渣内部脱氢反应 按照焊接熔渣的离子结构理论模型，CaF2在熔渣以氟离子（F-）存在， 水在熔渣中以氧氢离子（OH-）存在，两者在熔渣内发生化学反应：
焊接冶金学习题(附答案)
第一章焊接化学冶金1、什么是焊接化学冶金？它的主要研究内容和学习的目的是什么?答：焊接化学冶金指在熔焊过程中，焊接区内各种物质之间在高温下的相互作用反应。
它主要研究各种焊接工艺条件下，冶金反应与焊缝金属成分、性能之间的关系及变化规律。
研究目的在于运用这些规律合理地选择焊接材料，控制焊缝金属的成分和性能使之符合使用要求，设计创造新的焊接材料。
2、调控焊缝化学成分有哪两种手段？它们怎样影响焊缝化学成分？答：调控焊缝化学成分的两种手段：1）、对熔化金属进行冶金处理；2）、改变熔合比。
怎样影响焊缝化学成分：1）、对熔化金属进行冶金处理，也就是说，通过调整焊接材料的成分和性能，控制冶金反应的发展，来获得预期要求的焊接成分；2）、在焊缝金属中局部熔化的母材所占比例称为熔合比，改变熔合比可以改变焊缝金属的化学成分。
3、焊接区内气体的主要来源是什么？它们是怎样产生的？答：焊接区内气体的主要来源是焊接材料，同时还有热源周围的空气，焊丝表面上和母材坡口附近的铁皮、铁锈、油污、油漆和吸附水等，在焊接时也会析出气体。
产生：①、直接输送和侵入焊接区内的气体。
②、有机物的分解和燃烧。
③、碳酸盐和高价氧化物的分解。
④、材料的蒸发。
⑤、气体（包括简单气体和复杂气体）的分解。
4、氮对焊缝质量有哪些影响？控制焊缝含氮量的主要措施是什么？答：氮对焊接质量的影响：a在碳钢焊缝中氮是有害的杂质，是促使焊缝产生气孔的主要原因之一。
b氮是提高低碳钢和低合金钢焊缝金属强度、降低塑性和韧性的元素。
c氮是促进焊缝金属时效脆化的元素。
控制焊缝含氮量的主要措施：a、控制氮的主要措施是加强保护，防止空气与金属作用；b、在药皮中加入造气剂（如碳酸盐、有机物等），形成气渣联合保护，可使焊缝含氮量下降到0.02%以下；c、采用短弧焊（即减小电弧电压）、增大焊接电流、采用直流反接均可降低焊缝含氮量；d、增加焊丝或药皮中的含碳量，可降低焊缝中的含氮量。
5、综合分析各种因素对手工电弧焊时焊缝含氢量的影响？答：（1）焊接工艺参数对焊缝含氢量有一定的影响：手工电弧焊时，增大焊接电流使熔滴吸收的氢量增加；增大电弧电压使焊缝含氢量有某些减少。
第讲 焊接冶金学
5
（FeO） ↑ （MnO)＋[Fe ] ＜===＞ [Mn]＋FeO ↓ [FeO] 反应结果焊缝增加硅和锰，同时铁被氧化，生成的FeO 大部分进入熔渣，小部分溶于液态钢中，使焊缝增氧。
上述反应的方向和程度取决于温度及反应物的活度和
含量，以及焊接工艺参数等。通常升高温度，反应向右
进行，说明置换氧化主要发生在熔滴阶段和熔池前部高
为了减少焊缝含氢量，改进电流的特性，获得 必要的熔渣物理化学性能，有时在焊接材料中 故意加入一定量的氧化剂；
铸铁冷焊时，为了烧去多余的碳，常在焊条药 皮中加入氧化剂。
26
12
4.氧的控制
⑴ 控制焊接材料的含氧量
在焊接活泼金属及其合金时，或焊接某些含有
对氧亲和力较大合金元素的金属材料时，应尽量采
温区。在熔池后部，因温度下降，上述反应向左进行， 已还原的硅和锰有一部分又被氧化，生成的SiO2和MnO
往往在焊缝金属中形成非金属夹杂物。
26
6
在焊丝或药皮中对O亲和力比Fe大的元素，如Al、Ti、
Cr等时，将与SiO2、MnO发生更为激烈的置换反应。
以Al的置换反应为例：
4[Al] ＋3(SiO2) ＜===＞ 2(Al2O3) ＋ 3[Si]
26 阶段和熔池的头部（高温区）进行。 2
在同样温度下，FeO在碱性渣中比在酸性渣中更容易向
焊缝金属中分配，也即在熔渣中含FeO量相同时，用碱
性渣的焊缝金属含氧量比用酸性渣时多。因此，在碱性 焊条药皮中一般不加入含FeO的物质，并要求焊前消除 焊件表面上的氧化皮和铁锈，否则会使焊缝金属增氧， 并且可能产生气孔等缺陷，这是碱性焊条对铁锈和氧化
26
4
焊接冶金学(基本原理)
焊接冶金学(基本原理)编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（焊接冶金学(基本原理)）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。
本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为焊接冶金学(基本原理)的全部内容。
绪论一、焊接过程的物理本质1.焊接：被焊工件的材质(同种或异种），通过加热或加压或二者并用,并且用或不用填充材料,使工件的材质达到原子问的结合而形成永久性连接的工艺过程称为焊接。
物理本质：1）宏观:焊接接头破坏需要外加能量和焊接的的不可拆卸性（永久性)2）微观:焊接是在焊件之间实现原子间结合.2.怎样才能实现焊接,应有什么外界条件？从理论来讲，就是当两个被焊好的固体金属表面接近到相距原子平衡距离时，就可以在接触表面上进行扩散、再结晶等物理化学过程，从而形成金属键,达到焊接的目的。
然而,这只是理论上的条件，事实上即使是经过精细加工的表面，在微观上也会存在凹凸不平之处，更何况在一般金属的表面上还常常带有氮化膜、油污和水分等吸附层.这样，就会阻碍金属表面的紧密接触.为了克服阻碍金属表面紧密接触的各种因素，在焊接工艺上采取以下两种措施:1）对被焊接的材质施加压力目的是破坏接触表面的氧化膜,使结合处增加有效的接触面积，从而达到紧密接触.2）对被焊材料加热（局部或整体）对金属来讲,使结合处达到塑性或熔化状态，此时接触面的氧化膜迅速破坏，降低金属变形的阻力，加热也会增加原于的振动能，促进扩散、再结晶、化学反应和结晶过程的进行。
二、焊接热源的种类及其特征1）电弧热：利用气体介质放电过程所产生的热能作为焊接热源.2）化学热：利用可燃和助燃气体或铝、镁热剂进行化学反应时所产生的热能作为热源.3) 电阻热：利用电流通过导体时产生的电阻热作为热源。
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第三章 焊接冶金学
第11讲
25
1
上讲回顾
气体的来源与产生 气体分解 氮在金属中的溶解 氮对焊接质量的影响 氮的控制
25
2
3.3.2氢对金属的作用
1. 氢在金属中的溶解
氢几乎可与所有金属发生作用，按其作用特点可将金 属划分为两类：
⑴ 能形成稳定氢化物的金属
如Zr、Ti、V、Ta、Nb等。这些金属吸收氢的特点是
一般含有机物的焊条其烘干温度为150~200℃；
低氢型焊条为350~450℃。烘干时间不小于2h； 烘干后应立即使用，或放在保温筒内随用随取。
25
24
② 清除气体介质中的水分 气体保护电弧焊时，保护气体Ar、CO2中常含水分，
用前应有去水或干燥等措施。
③ 清除焊件及焊丝表面上的油污、杂质
25
5
氢在Fe中的溶解度随温度升高而增大
当温度约2400℃时，溶解度达最大值（43mL／ 100g）。熔滴阶段吸收的氢比熔池阶段多。 继续增加温度，金属的蒸气压急剧增加，使氢溶解 度迅速下降。 在金属沸点温度时，氢的溶解度为零。
25
6
从图中注意到，在钢的相变点氢的溶解度发生突变，
因为氢在固态钢中的溶解度和组织结构有关。氢在 面心立方晶格（fcc）的奥氏体中溶解度大，而在体 心立方晶格（bcc）的珠光体中溶解度小。发生相变
从上表中看出： 所有焊接方法都使熔敷金属增氢。 焊条电弧焊时只有用低氢型焊条的扩散氢含量最少。 埋弧焊和氧乙炔气焊扩散氢含量较低 CO2保护焊的扩散氢含量极少，是一种超低氢的焊接 方法。
25
14
氢在焊接接头中的扩散和分布很复杂。从图中氢在 接头横断面上的分布特点看出，它与母材成分，组 织和焊缝金属的类型等因素有关。
时，出现溶解度的突变，这是引起气孔、裂纹等焊
接缺陷的重要原因。
25
7
氢可通过气相和熔渣向金属中溶解 当氢通过气相向金属中溶解时，分子状态的氢必 须分解为原子或离子状态（主要是H+）才能向金 属中溶解； 当通过熔渣向金属中溶解时，氢或水蒸气首先溶 于熔渣中，主要以OH－离子形式存在，其溶解度 取决于气相中水蒸气的分压、熔渣的碱度、氟化 物的含量和金属中的含氧量等因素。
焊后放置时间越长，扩散氢越少，残余氢越多，
而焊缝中总氢量在下降。这是因为氢的扩散运动， 使一部分扩散氢从焊缝中逸出，而另一部分转变为 残余氢。 熔敷金属的扩散氢可以用甘油法、气相色谱法、 水银法测定。
25 12
不同焊接方法熔敷金属的含氢量并不相同。下表为 焊接碳钢时熔敷金属中的含氢量。
表 焊接碳钢时熔敷金属中的含氢量 扩散氢 残余氢 总氢量 焊接方法 （㎝3/100g） （㎝3/100g） （㎝3/100g） 35.8 6.3 42.1 纤维素型 39.1 7.1 46.2 手 钛型 30.1 6.7 36.8 弧 钛铁矿型 32.3 6.5 38.8 焊 氧化铁型 4.2 2.6 6.8 低氢型 4.40 1~1.5 5.90 埋弧焊 0.04 1~1.5 1.54 CO2保护焊 25 13 5.00 1~1.5 6.50 氧乙炔焊
放热反应，随温度的升高吸氢量减少。当吸氢量较多
时，形成稳定氢化物。
25 3
当温度超过氢化物保持稳定的临界温度 时，氢化物发生分解，氢则扩散逸出； 当吸氢量少时，这些金属可与氢形成固 溶体。 焊接这类金属时，要注意防止在固态时 吸入大量的氢，否则将严重影响焊接质
量。
25 4
⑵ 不能形成稳定氢化物的金属
25 20
碳钢及用Cr、Ni、Mo合金化的焊缝，较容易出现 白点。这些合金元素含量较高时，对白点很敏感。
试件含氢量越多，出现白点的可能性越大。
预先经过去氢处理，则可以消除白点。
25
21
4. 氢的控制
氢对焊缝金属有不利影响，必须加以消除和控制。 ⑴首先要减少氢的来源； ⑵其次在焊接过程中利用冶金手段加以去除； ⑶根据需要作焊后消氢处理。
值得注意的是，氢向近缝区扩散，并且扩散深度较 大，这是热影响区产生延迟裂纹的主要原因。
25
15
3. 氢对焊接质量的影响
氢对许多金属及其合金的焊接质量是有害的。对结 构钢焊接的有害作用有：
⑴ 形成气孔
熔池高温时吸收了大量的氢，结晶时氢的溶解度突
然下降，使氢在焊缝中处于过饱和状态，并发生
2[H]→H2的反应。当氢来不及逸出时，残留在焊缝
这一部分氢被称为扩散氢。
25
10
如果氢扩散到金属的晶格缺陷、显微裂纹 或非金属夹杂物边缘的微小空隙中时，可以 结合成氢分子，由于氢分子的半径大而不能 自由扩散，故称这部分氢为残余氢。 因铁与氢不形成稳定氢化物，所以铁内
扩散氢约占总氢量的80~90%，它对接头性
能的影响比残余氢大。
25 11
焊缝金属的含氢量是随焊后放置时间而变化的：
为白点，其直径约0.1~ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ㎜。
白点中心含有微细气孔或夹杂物。碳钢及用Cr、Ni、
Mo合金化的焊缝，较容易出现白点。
25
19
形成原因
白点产生于金属塑性变形过程，其成因：
是氢的存在及其扩散运动。当外力作用下金
属产生塑性变形时，促使氢扩散并聚集于小气孔
或小夹杂物等缺陷处。 对焊缝质量影响 白点对焊缝强度影响不大，但对塑性、韧性有较 大的影响。
25
22
⑴ 限制氢的来源
主要措施有：
① 限制焊接材料中的含氢量
在制造焊条、焊剂及药芯焊丝中使用的各种原材料 都在不同程度上含有吸附水、结晶水、化合水或溶 解氢等，设计配方时应尽量选用不含或少含氢的原 材料。制造焊接材料时，应按技术要求进行烘焙以
降低成品的含水量。
25 23
焊条、焊剂成品长期存放会吸潮。因此，用前应 进行烘干：
25 17
在较高温时，氢扩散速度大，可以迅速逸出；在 很低温度时，氢的扩散速度小，氢聚集不起来， 这两种情况下都不会引起氢脆。 只有在室温或稍低于室温的情况下才发生氢脆， 金属中晶格缺陷越多，氢脆倾向越大。
25
18
⑷ 形成白点
碳钢和低合金钢焊缝中，如含氢量高，则常常在其
拉伸或弯曲断口上出现银白色圆形局部脆断点，称
如Al、Fe、Ni、Cu、Cr、Mo等。但它能溶于这类金属 及其合金中，其溶解反应属吸热反应，故溶解量随温度 的升高而增大。下图为氢在金属（Fe 、A1、Cu、Ni 等） 中的溶解度与温度的关系，它们的溶解曲线具有相类似 的特征：随着温度是升高，溶解度增加，并在一定的温 度下达到最大值，后迅速下降，并在接近金属沸点时溶 解度为零。
焊件待焊面和焊丝表面的铁锈、油污、吸附水分及
其他含氢物质都是使焊缝增氢的主要原因之一，焊
前应认真清除。
25
25
25 8
合金元素(Me)对原子氢在1600℃铁
水中的溶解度影响如图所示。
C和B会引起氢溶解度急剧下降；
O可减少金属对氢的吸附，降低氢
在液态铁中的溶解度； Ti、Zr、Nb及某些稀土元素可以 提高氢的溶解度； Mn、Ni、Cr和Mo等影响不大。
25 9
2. 焊缝金属中的氢及其扩散
焊接熔池处于液态时吸收的氢，因凝固结晶速度 很快，来不及逸出而被留在固态的焊缝金属中。 在钢焊缝中的氢是以H、H＋形式存在，它们与焊 缝金属形成间隙固溶体。由于氢原子及离子的半 径很小，它们可以在焊缝金属的晶格中自由扩散，
金属中而形成气孔。
25 16
⑵ 产生冷裂纹
冷裂纹是焊接接头冷却到较低温度下产生的一种裂
纹，氢是促使这种裂纹形成原因之一。
⑶ 形成氢脆
在室温附近使钢的塑性发生严重下降的现象。
产生原因：
一般认为是原子氢扩散聚集在金属晶格缺陷内（如 位错、空位等），结合成分子氢，造成局部高压区， 阻碍塑性变形而造成氢脆。
第11讲
25
1
上讲回顾
气体的来源与产生 气体分解 氮在金属中的溶解 氮对焊接质量的影响 氮的控制
25
2
3.3.2氢对金属的作用
1. 氢在金属中的溶解
氢几乎可与所有金属发生作用，按其作用特点可将金 属划分为两类：
⑴ 能形成稳定氢化物的金属
如Zr、Ti、V、Ta、Nb等。这些金属吸收氢的特点是
一般含有机物的焊条其烘干温度为150~200℃；
低氢型焊条为350~450℃。烘干时间不小于2h； 烘干后应立即使用，或放在保温筒内随用随取。
25
24
② 清除气体介质中的水分 气体保护电弧焊时，保护气体Ar、CO2中常含水分，
用前应有去水或干燥等措施。
③ 清除焊件及焊丝表面上的油污、杂质
25
5
氢在Fe中的溶解度随温度升高而增大
当温度约2400℃时，溶解度达最大值（43mL／ 100g）。熔滴阶段吸收的氢比熔池阶段多。 继续增加温度，金属的蒸气压急剧增加，使氢溶解 度迅速下降。 在金属沸点温度时，氢的溶解度为零。
25
6
从图中注意到，在钢的相变点氢的溶解度发生突变，
因为氢在固态钢中的溶解度和组织结构有关。氢在 面心立方晶格（fcc）的奥氏体中溶解度大，而在体 心立方晶格（bcc）的珠光体中溶解度小。发生相变
从上表中看出： 所有焊接方法都使熔敷金属增氢。 焊条电弧焊时只有用低氢型焊条的扩散氢含量最少。 埋弧焊和氧乙炔气焊扩散氢含量较低 CO2保护焊的扩散氢含量极少，是一种超低氢的焊接 方法。
25
14
氢在焊接接头中的扩散和分布很复杂。从图中氢在 接头横断面上的分布特点看出，它与母材成分，组 织和焊缝金属的类型等因素有关。
时，出现溶解度的突变，这是引起气孔、裂纹等焊
接缺陷的重要原因。
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氢可通过气相和熔渣向金属中溶解 当氢通过气相向金属中溶解时，分子状态的氢必 须分解为原子或离子状态（主要是H+）才能向金 属中溶解； 当通过熔渣向金属中溶解时，氢或水蒸气首先溶 于熔渣中，主要以OH－离子形式存在，其溶解度 取决于气相中水蒸气的分压、熔渣的碱度、氟化 物的含量和金属中的含氧量等因素。
焊后放置时间越长，扩散氢越少，残余氢越多，
而焊缝中总氢量在下降。这是因为氢的扩散运动， 使一部分扩散氢从焊缝中逸出，而另一部分转变为 残余氢。 熔敷金属的扩散氢可以用甘油法、气相色谱法、 水银法测定。
25 12
不同焊接方法熔敷金属的含氢量并不相同。下表为 焊接碳钢时熔敷金属中的含氢量。
表 焊接碳钢时熔敷金属中的含氢量 扩散氢 残余氢 总氢量 焊接方法 （㎝3/100g） （㎝3/100g） （㎝3/100g） 35.8 6.3 42.1 纤维素型 39.1 7.1 46.2 手 钛型 30.1 6.7 36.8 弧 钛铁矿型 32.3 6.5 38.8 焊 氧化铁型 4.2 2.6 6.8 低氢型 4.40 1~1.5 5.90 埋弧焊 0.04 1~1.5 1.54 CO2保护焊 25 13 5.00 1~1.5 6.50 氧乙炔焊
放热反应，随温度的升高吸氢量减少。当吸氢量较多
时，形成稳定氢化物。
25 3
当温度超过氢化物保持稳定的临界温度 时，氢化物发生分解，氢则扩散逸出； 当吸氢量少时，这些金属可与氢形成固 溶体。 焊接这类金属时，要注意防止在固态时 吸入大量的氢，否则将严重影响焊接质
量。
25 4
⑵ 不能形成稳定氢化物的金属
25 20
碳钢及用Cr、Ni、Mo合金化的焊缝，较容易出现 白点。这些合金元素含量较高时，对白点很敏感。
试件含氢量越多，出现白点的可能性越大。
预先经过去氢处理，则可以消除白点。
25
21
4. 氢的控制
氢对焊缝金属有不利影响，必须加以消除和控制。 ⑴首先要减少氢的来源； ⑵其次在焊接过程中利用冶金手段加以去除； ⑶根据需要作焊后消氢处理。
值得注意的是，氢向近缝区扩散，并且扩散深度较 大，这是热影响区产生延迟裂纹的主要原因。
25
15
3. 氢对焊接质量的影响
氢对许多金属及其合金的焊接质量是有害的。对结 构钢焊接的有害作用有：
⑴ 形成气孔
熔池高温时吸收了大量的氢，结晶时氢的溶解度突
然下降，使氢在焊缝中处于过饱和状态，并发生
2[H]→H2的反应。当氢来不及逸出时，残留在焊缝
这一部分氢被称为扩散氢。
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如果氢扩散到金属的晶格缺陷、显微裂纹 或非金属夹杂物边缘的微小空隙中时，可以 结合成氢分子，由于氢分子的半径大而不能 自由扩散，故称这部分氢为残余氢。 因铁与氢不形成稳定氢化物，所以铁内
扩散氢约占总氢量的80~90%，它对接头性
能的影响比残余氢大。
25 11
焊缝金属的含氢量是随焊后放置时间而变化的：
为白点，其直径约0.1~ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ㎜。
白点中心含有微细气孔或夹杂物。碳钢及用Cr、Ni、
Mo合金化的焊缝，较容易出现白点。
25
19
形成原因
白点产生于金属塑性变形过程，其成因：
是氢的存在及其扩散运动。当外力作用下金
属产生塑性变形时，促使氢扩散并聚集于小气孔
或小夹杂物等缺陷处。 对焊缝质量影响 白点对焊缝强度影响不大，但对塑性、韧性有较 大的影响。
25
22
⑴ 限制氢的来源
主要措施有：
① 限制焊接材料中的含氢量
在制造焊条、焊剂及药芯焊丝中使用的各种原材料 都在不同程度上含有吸附水、结晶水、化合水或溶 解氢等，设计配方时应尽量选用不含或少含氢的原 材料。制造焊接材料时，应按技术要求进行烘焙以
降低成品的含水量。
25 23
焊条、焊剂成品长期存放会吸潮。因此，用前应 进行烘干：
25 17
在较高温时，氢扩散速度大，可以迅速逸出；在 很低温度时，氢的扩散速度小，氢聚集不起来， 这两种情况下都不会引起氢脆。 只有在室温或稍低于室温的情况下才发生氢脆， 金属中晶格缺陷越多，氢脆倾向越大。
25
18
⑷ 形成白点
碳钢和低合金钢焊缝中，如含氢量高，则常常在其
拉伸或弯曲断口上出现银白色圆形局部脆断点，称
如Al、Fe、Ni、Cu、Cr、Mo等。但它能溶于这类金属 及其合金中，其溶解反应属吸热反应，故溶解量随温度 的升高而增大。下图为氢在金属（Fe 、A1、Cu、Ni 等） 中的溶解度与温度的关系，它们的溶解曲线具有相类似 的特征：随着温度是升高，溶解度增加，并在一定的温 度下达到最大值，后迅速下降，并在接近金属沸点时溶 解度为零。
焊件待焊面和焊丝表面的铁锈、油污、吸附水分及
其他含氢物质都是使焊缝增氢的主要原因之一，焊
前应认真清除。
25
25
25 8
合金元素(Me)对原子氢在1600℃铁
水中的溶解度影响如图所示。
C和B会引起氢溶解度急剧下降；
O可减少金属对氢的吸附，降低氢
在液态铁中的溶解度； Ti、Zr、Nb及某些稀土元素可以 提高氢的溶解度； Mn、Ni、Cr和Mo等影响不大。
25 9
2. 焊缝金属中的氢及其扩散
焊接熔池处于液态时吸收的氢，因凝固结晶速度 很快，来不及逸出而被留在固态的焊缝金属中。 在钢焊缝中的氢是以H、H＋形式存在，它们与焊 缝金属形成间隙固溶体。由于氢原子及离子的半 径很小，它们可以在焊缝金属的晶格中自由扩散，
金属中而形成气孔。
25 16
⑵ 产生冷裂纹
冷裂纹是焊接接头冷却到较低温度下产生的一种裂
纹，氢是促使这种裂纹形成原因之一。
⑶ 形成氢脆
在室温附近使钢的塑性发生严重下降的现象。
产生原因：
一般认为是原子氢扩散聚集在金属晶格缺陷内（如 位错、空位等），结合成分子氢，造成局部高压区， 阻碍塑性变形而造成氢脆。