解决夹杂对焊缝质量的影响

焊缝和母材中有夹杂物存在时，不仅降低焊缝金属的韧性，增加低温脆性，同时也增加了热裂纹和层状撕裂的倾向。

1.焊缝中夹杂物的种类及其危害性

焊缝中常遇到的夹杂物有以下三种：

1）氧化物。焊接金属材料时，氧化物夹杂是普遍存在的，在焊条电弧焊和埋弧焊时，氧化物夹杂主要是SiO₂，其次是MnO、TiO₂和Al₂O₃等，一般多以硅酸盐的形式存在。这种夹杂物如果密集的以块状或片状分布时，在焊缝中会引起热裂纹，在母材中也易引起层状撕裂。

焊接过程中熔池的脱氧越完全，焊缝中氧化物夹杂物越少。实践证明，这些氧化物夹杂主要是在熔池进行冶金反应时产生的，如SiO₂、MnO等，只有少量夹杂物是由于操作不当而混入焊缝中的。

2）氮化物。焊接管线钢时，氮化物夹杂主要是Fe₄N。Fe₄N是在焊缝时效过程中由过饱和固溶体析出的，并以针状分布在晶粒上或贯穿晶界。

由于Fe₄N是一种脆硬的化合物，会使焊缝的硬度增高，塑性、韧性急剧下降。一般焊接条件下焊缝很少存在氮化物夹杂，只有在保护条件不好时才可能发生。

应当指出，由于氮化物具有强化作用，从20世纪40年代开始已把氮作为合金元素加入钢中。例如，钢中含有Mo、V、Nb、Ti和Al等合金元素时，若能与氮形成弥散氮化物，从而在不过多损失韧性的条件下，可大幅度提高强度。经过热处理（如正火），可使钢具有良好的力学性能。

3）硫化物。硫化物夹杂主要来源于焊条药皮和焊剂，经冶金反应转入熔池。但也有时会由于母材或焊丝中含硫量偏高而形成硫化物夹杂。

硫在铁中的溶解度随温度变化而有较大的变化。高温时，硫在δ铁中的溶解度为0.18%（质量分数），而在γ铁中的溶解度只有0.05%（质量分数），所以在冷却过程中，硫便从过饱和固溶体中析出而成为硫化物夹杂。(www.xing528.com)

焊缝中的硫化物夹杂，主要有两种，即MnS和FeS。MnS的影响较小，而FeS的影响较大。因FeS是沿晶界析出，并与Fe或FeO形成低熔共晶（988℃），它是引起热裂纹的主要原因之一。

2.防止焊缝中夹杂物的措施

防止焊缝中产生夹杂物最重要的方面就是正确选择焊条、焊剂，使之更好地脱氧、脱硫等。其次是注意工艺操作：

1）选择合适的焊接参数，以利于熔渣的浮出。

2）层焊时，应注意清除前层焊缝的焊渣。

3）焊条要适当地摆动，以便于熔渣浮出。

4）操作时注意保护熔池，防止空气侵入。

应注意，如果原材料中的夹杂物较多（包括母材和焊丝中），势必造成焊缝中产生夹杂物。