水下焊接的電弧實際上是在電弧泡中燃燒的。 水下焊接時電弧周圍能否形成一定大小、穩(wěn)定的電弧泡是水下焊接成功的首要條件。 電弧泡中的氣體主要由水蒸氣高溫解離形成的氫氣和氧氣、焊條藥皮中燃燒分解的CO和CO2組成。 將一般的酸性及堿性焊條用于水中焊接時形成的電弧泡成分如表1所示。 隨著水下焊縫水深的增加，形成的電弧泡體積隨壓縮而逐漸減小，過少的電弧泡增加焊縫金屬氣孔趨勢。 如果電弧泡足夠少，電弧就容易消失，焊接工藝就不順利了。 電弧泡形成后生長，在以下物理條件pgpaphps式中，pg為泡內(nèi)部壓力； pa為大氣壓； ph是氣泡周圍的靜水壓，ps是氣泡表面張力產(chǎn)生的附加壓力。 在陸地焊接中，ph接近零的水下焊接，ph隨水深的增加而增大，pa和ps不受水深的影響。 因此，要順利進行焊接，只能加大pg。 增大pg的方法之一是提高電弧溫度，因為在高電弧溫度下可以分離出足夠的氫氣和氧氣，調(diào)節(jié)焊接電流可以實現(xiàn)二是提高焊條藥皮的造氣功能，使焊條藥皮燃燒時生成更多的CO2、CO氣體但是，如果電弧泡中氫的比例過大，則會導(dǎo)致焊接中氣孔的傾向增加和焊接金屬和熱影響區(qū)的氫引起的裂紋敏感性增大這兩種氫相關(guān)缺陷的生成。 因此，在設(shè)計配方時，必須在確保電弧泡具有足夠壓力的同時，設(shè)法降低電弧泡中的氫氣比例。 在藥皮中加入適量的CaF2和SiO2就可以達到這個目的。 SiO2 2CaF2 3[H]=2CaO SiF 3HF或SiO2 2CaF2=2CaO SiF4 CaF2 H2O (氣體)=CaO 2HF化學(xué)冶金反應(yīng)產(chǎn)物CaO、SiF或SiF4和其他反應(yīng)產(chǎn)物MnO， 由于SiO2及作為稀熔渣的TiO2等上浮進入熔池，HIO水中焊接的氫致裂紋敏感性高于陸地焊接，這是因為水對工件的強冷卻作用使低碳鋼的焊接熱影響區(qū)全部相變，產(chǎn)生馬氏體。 鋼中碳當(dāng)量超過0. 4 %時，熱影響部的維氏硬度可以超過400。 另外，如果焊接中氫含量多，則焊接中吸收氫多，在焊接熱應(yīng)力和相變應(yīng)力的作用下容生氫引起的4裂紋。 可見有必要降低電弧泡中氫的比例。

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