夹渣

焊接中残留在焊缝中的熔渣

焊缝中存在块状或弥散状非金属夹渣物，铸件中内部或表面上存在和集体金属成分不同的质点。浇注前金属液上面的浮渣没有扒干净，浇注时挡渣不好，浮渣随着金属液进入铸型；浇注系统设计不合理，挡渣效果差，进入浇注系统的渣子直接进入型腔而没有被排出。

名词介绍

焊后残留在焊缝中的熔渣称为夹渣。夹渣属于固体夹杂缺陷的一种，是残留在焊缝中的熔渣，根据其成形的情况，可分为线状的、孤立的以及其他形式。夹渣会降低焊缝的塑性和韧性；其尖角往往造成应力集中，特别是在空淬倾向大的焊缝中，尖角顶点常形成裂缝。往往铸件在受应力作用下，焊缝中夹渣处会先出现裂纹并沿展，导致强度下降、焊缝开裂。

夹渣的成因

焊接电流太小，以致液态金属和熔渣分不清。焊接速度过快，使熔渣来不及浮起。多层焊时。层间清理不干净。焊缝成形系数过小以及焊条电弧焊时焊条角度不正确等。

另外，操作技术不熟练、选用焊条不当、坡口设计加工不合适、焊条直径较粗、焊接区域没打磨干净、焊条药皮渗入焊缝金属、在多层施焊时熔渣没有清除干净、焊接材料与母材化学成分匹配不当等，均易造成夹渣。

(1)焊件边缘、焊层和焊道之间的熔渣未清除干净。特别是使用碱性焊条，若熔渣未除净，就更容易产生夹渣。

(2)焊接电流太小，熔化金属和熔渣所得到的热量不足，使其流动性降低，而且熔化金属凝固速度快，熔渣来不及浮出。

(3)焊接时，焊条角度和运条方法不恰当，熔渣和铁水分辨不清，把熔渣和熔化金属混杂在一起，阻碍了熔渣的上浮。

(4)基本金属和焊接材料的化学成分不当。例如当熔池内含氧、氮、硫等成分较多时，其产物(氧化物、氮化物、硫化物等)在熔化金属凝固较快的情况下，来不及浮出，就会残留在焊缝中形成夹渣。

防治措施

焊前应将焊接区域120mm范围内铁锈和油污清除干净。采用具有良好工艺性能的焊条，禁止使用过期、变质和药皮开裂的焊条。坡口角度不宜过小，坡口内及两侧、层间的熔渣必须清理干净。选择焊接参数时，电流不可太小，焊接速度不能太快。焊接时随时调整焊条角度及摆动角度。

铸件时浇注系统要使金属液体流动平稳，设置集渣包装置；尽量降低金属液中的硫含量；尽量提高金属液的出炉温度；浇包要保持清洁，应用茶壶式浇包；浇注前可以加入除渣剂，如稻草灰、冰晶石等。

焊件应选择脱渣性好的焊条；认真地清理层间熔渣；合理地选择焊接工艺参数；调整焊条角度和运条方法。控制电流大小及通电时间，采用适宜直径的焊条；更换焊剂或加入一定比例的萤石，以增加熔渣的流动性；同时适当增加顶压力。

(1)认真清除锈皮和焊层间的熔渣，将凸凹处铲平，然后才能焊接。

(2)选用具有良好工艺性能的焊条，选择合适的焊接电流，减慢焊接速度。增加焊接电流，能改善熔渣浮出条件，有利于防止夹渣的产生。

(3)注意熔渣流动的方向，随时调整焊条角度和运条方法，使熔渣能顺利地浮到熔池表面。

(4)调整焊条药皮或焊剂的化学成分，降低熔渣的熔点和黏度，以利于防止夹渣的产生。

表面夹渣

成因

在采用保护浇注时，夹渣的根本原因是由于结晶器液面不稳定所致。因此，水口插人深度不合适，以及拉速突然变化，均会引起结晶器液面的波动，严重时导致夹渣。就其夹渣的内容来看，有未熔的粉状保护渣，也有上浮未来得及被液渣吸收的Al203夹杂物，还有吸收溶解了过量Al的高黏度保护渣等。

解决办法

(1)保证液面的稳定性。液面波动尽可能小(≤±5mm)。为此炼钢厂采用了铯源型(Cs137)结晶器液面自动控制系统，使结晶器液面波动控制在±2mm以内，保证了结晶器液面的稳定性。同时采用了自动加保护渣系统，定时定量加入保护渣，并保证保护渣加入的均匀性。

(2)保证浸入式水口合适的浸入深度。浸入深度以100～150mm为宜。炼钢厂多数中间包因使用时间过长，包体产生了一定程度的变形。同时中间包车经过改造后，高度增加，导致原来使用的580mm长浸入式水口不能满足浸入深度100～150mm的要求，实际浸入深度只有50～80mm，在使用中经常发生结晶器液面翻腾的现象，增加了铸坯表面夹渣的发生几率。经过实际测量中间包包底到结晶器的距离，将浸人式水口长度增加到640mm，保证了水口浸入深度在合理范围内，结晶器液面不再有翻腾现象。

(3)保护渣的黏度是决定消耗量和均匀渗入的重要性能之一。为改善高拉速条件下均匀传热和良好的润滑，保持足够的液渣层厚度和保护渣耗量，应采取降低黏度的措施。但过低的保护渣黏度又会降低保护渣抗钢水卷混能力，增加卷渣几率。所以应在保证保护渣能顺利流人结晶器与铸坯之间形成连续渣膜的情况下，适当增加保护渣的黏度，保证液渣层厚度在8～12mm，可避免未熔化渣卷入坯壳。

立角焊夹渣

1)立角焊焊接引弧后如果长弧进人始焊点预热，熔接形成外扩困难，则此时应适当增大电流。基点熔池形成后，在一侧电弧停留时应使熔渣在电弧的吹扫下从另一侧浮出，形成闪光金属液的熔池外扩。然后稍微横向带弧(见图2-91)，使金属液面从A侧延伸至B侧。当电弧到B侧后，应使熔渣迅速从A侧浮出。如果电弧从一侧电弧停留，则熔渣不能从另一侧大部分浮出，是因为焊接电流过小，熔池温度较低，电弧停留时间较短。这样会导致熔池形成面较薄，焊缝成形过宽。

2)在图2-91所示的A、B两侧横向带弧时，如果熔渣浮动缓慢，则应将电弧从A侧迅速带至B侧，利用电弧吹扫使熔渣与金属液相混合。如果不能使闪光金属液露出，熔池形成后必然存有大块夹含渣。

3)如果第一层焊接时表面成形焊缝两侧呈深沟状，则立角焊第二层焊接的熔池形成时电弧吹扫应使熔池迅速形成外扩，并使熔池与内层表面稍有咬合痕迹。这样可使第二层焊接熔池根部熔解点的熔渣迅速浮出。如果第二层焊接熔池推出后外扩面较小，熔池同底层焊缝没有熔合痕迹，则必然会使熔池两侧出现条状或局部点状夹渣。

4)为了避免立角焊时出现夹渣缺欠，要适当增大电流，延长电弧在熔池两侧停留的时间，使熔池形成闪光金属液的清晰面后再作横向快速带弧动作。

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