3.1.4焊縫性能的控制

控制焊縫性能是控制焊接質量主要任務之一，主要通過焊縫的固溶強化、變質處理和調整焊接工藝。

焊縫金屬的固溶強化和變質處理

改善焊縫金屬凝固組織有效方法之一，向焊縫中添加某些合金元素，起固溶強化和變質處理（Modification）的作用。研究表明，通過焊接材料向熔池加入細化晶粒合金元素，如Mo、V、Ti、Nb、B、Zr、Al和稀土等，可改變結晶形態，使焊縫金屬的晶粒細化，即可提高焊縫的強度和韌性，又可改善抗裂性能。

錳和硅對焊縫性能的影響

錳和硅使焊縫金屬充分脫氧；提高焊縫的抗拉強度；對韌性的影響比較復雜。

改變Mn、Si含量對焊縫組織和沖擊吸收功的影響

鈮和釩對焊縫韌性的影響

適量的Nb、V可以提高焊縫的沖擊韌性，因為Nb、V在低合金鋼焊縫金屬可固溶，從而推遲冷卻中奧氏體向鐵素體的轉變，能抑制焊縫中先析鐵素體的產生，而激發形成細小的AF組織。另外，形成氮化物，固定可溶性氮，提高焊縫韌性。但采用Nb、V來韌化焊縫，焊后不進行熱處理，Nb、V的氮化物，以微細共格沉淀相存在，導致焊縫強度大幅度提高，焊縫韌性下降。

鈦、硼對焊縫韌性的影響①Ti與O親和力很大，在焊縫中以微小顆粒氧化物彌散分布，促進焊縫金屬晶粒細化和針狀鐵素體形成。②在低合金鋼焊縫中隨O、N含量不同，Ti、B的最佳含量也發生變化。③Ti在焊縫中保護B不被氧化，B以原子態偏聚于奧氏體晶界，降低晶界能，抑制焊縫先析鐵素體的形核與生長，促使生產針狀鐵素體，改善焊縫組織的韌性。

鉬對焊縫韌形的影響

低合金鋼焊縫中加入少量的Mo可提高強度，也能改善韌性。少量Mo，A→F固態相變溫度上升，形成粗大鐵素體（PF）；Mo>0.5%，轉變溫度降低，形成上貝氏體，韌性顯著下降。加入微量Ti，更能發揮Mo的有益作用。

稀土元素對焊縫金屬性能的影響

稀土在鋼中的作用十分復雜，它可以與鋼中有害雜質O、N、S等發生激烈作用，減輕和消除這種微量雜質的有害影響；改善組織和提高韌性。稀土在降低擴散氫、改善焊縫的抗熱裂傾向、改善焊縫金屬的韌性進行許多研究。初步認為是夾雜物的分布和形態不同所致。

碲在焊縫中的作用

碲（Te）和硒（Se）是屬于同族元素。向焊縫過渡微量碲，可使焊縫金屬中的擴散氫含量顯著降低，從而使抗裂能力大為提高，并使焊條的抗潮性改善。起降氫韌化作用的根本原因是碲具有使鐵水表面活化的作用，降低表面張力，使吸附和溶解于液態金屬的氫量大大減少。

綜上所述，采用微合金元素改善焊縫金屬的組織和韌性是十分復雜的問題。增加焊縫金屬中的AF，抑制先析鐵素體的形成和長大，是重要韌化機制。

焊縫硬度與AF韌化的關系

焊縫在一定硬度范圍內，AF增加，有利于提高焊縫韌性。

調整焊接工藝改善焊縫的性能振動結晶采用振動方法來破壞正在成長的晶粒，從而獲得細晶組織。低頻機械振動＜10000Hz振幅2mm高頻超聲振動20000Hz振幅10-4mm電磁振動改善組織性能，還能降低殘余應力

焊后熱處理

熱處理可改善整個焊接接頭組織，因此，重要結構一般都要進行焊后熱處理。有整體熱處理、局部熱處理等。

多層焊接

相同厚度鋼板，采用多層焊接可有效提高焊縫性能。由于焊縫斷面減小改善凝固條件；后道焊縫對前道焊縫附加熱處理。

錘擊焊道表面

可改善后層焊縫的凝固組織，也能改善前層焊縫的固態相變組織；可產生塑性變形降低殘余應力，提高韌性和疲勞性能。

跟蹤回火處理

跟蹤回火：當每焊完一道焊縫立即用火焰加熱焊道表面，溫度控制在900～1000℃左右。如手工電弧焊焊道平均厚度為3m