影响焊缝金属的杂质和气体

1. 硫

硫是焊缝中有害元素之一，它与铁生成低熔点的硫化铁（FeS）。焊接时FeS会导致焊缝热裂和热影响区出现液化裂纹，使焊接性能变坏，降低冲击韧性和耐蚀性，促使产生偏析。同时，硫以薄膜形式存在于晶界，使钢的塑性和韧性下降。

熔液中的Mn、MnO、CaO具有一定的脱硫作用，与硫反应后，生成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。所以碱性熔渣脱硫能力比酸性熔渣强。因此，焊接含硫偏高的钢材，采用碱性焊条具有抗裂作用。

2．磷

磷也是焊缝中尚存的有害元素之一，它会增加钢的冷脆性，恶化钢的焊接性能，大幅度降低焊缝金属的冲击韧性。焊接奥氏体类钢或焊缝中含碳量较高时，磷会促使焊缝金属产生热裂纹。由于碱性熔渣中含有CaO，所以脱磷效果比酸性熔渣好，当然最好的办法是在母材及焊接材料中限制硫、磷的含量。

3．焊接区内的气体

（1）气体的来源

焊接过程中，焊接区内充满大量气体，主要有CO、CO₂、H₂等。由于焊条、焊丝、工件潮湿，有油污、铁锈，受热后产生气体以及空气侵入熔池。采用低氢型焊条施焊时，焊缝含氢量比较低，用CO₂气体保护焊时，含氢量最低。氢使焊缝塑性严重下降，是产生气孔的根源，也会导致延迟裂纹的产生，还会在拉伸试样断面上出现白点。

减少焊缝金属含氢量常用的措施有：

① 消除焊件和焊丝表面上的铁锈、杂质和油污；

② 对焊丝、焊剂、焊条进行烘焙，保持干燥；

③ 在焊条药皮和焊剂中加入适量的氟石（CaF₂）、硅砂（SiO₂），具有较好的去氢效果；

④ 采用低氢型焊条、超低氢型焊条和碱性焊剂；

⑤ 在焊接低合金钢对接焊缝时，为防止焊接时吸入空气及潮湿，可在背面先用手工焊封底，正面用碳刨刨槽焊接，再反身将原先的封底焊刨去，正式封底焊，这样可防止底部吸入空气，效果很好。

（2）氧气

氧气主要来源于空气、药皮和焊剂中的氧化物、水分及焊接材料表面的氧化物。焊缝金属中含氧量增加，焊缝强度、硬度和塑性会明显下降，出现热脆、冷脆和时效硬化，并在焊缝中形成气孔。

在焊接材料中加入脱氧剂，以铁合金的形式加入到药皮中去，如锰铁、硅铁等。埋弧焊常采用合金焊丝，如H08MnA、H10MnSi等，脱氧效果较好。所以用碱性焊条施焊，其含氧量较低，塑性、韧性相应提高。因此，碱性焊条常用来焊接低合金钢及重要结构。

（3）氮气

氮气主要来自焊接区周围的空气。氮是提高焊缝金属强度、降度塑性和韧性的元素，也是导致焊缝中产生气孔的原因之一。