要有生核所需要的能量。

焊接时，在电弧高温的作用下，熔池与熔滴吸收的气体大大超过了其在熔点的

溶解度。随着焊接过程中熔池温度的降低，气体在熔池中的溶解度也相应减小，使

气体在金属中的溶解度达到过饱和状态。以铁为例，在采用直流正接时，熔池中氢

的含量可以达到它在铁的熔点时溶解度的

倍，而

在液态中是不溶解的。因

此，焊接时，熔池中获得了形成气泡所必需的物质条件。同时，熔池中过饱和程度

越大，气体从溶解状态析出所需要的能量越小。

在极纯的液体金属中形成气泡核心是很困难的，所需形核功很大。而在焊接

熔池中，由于半熔化晶粒及悬浮质点等现成表面的存在，使气泡形核所需能量大大

降低。因此，焊接熔池中气泡的形核率较高。

气泡的长大

气泡核形成后要继续长大需要两个条件：

气泡的内压大于其所受的外压；

气泡长大要有足够的速度，以保证在熔池凝固前达到一定的宏观尺寸。

作用于气泡的外压，包括大气压力、液体金属与熔渣的静压力及表面张力所形

成的附加压力等，其中影响较大的是附加压力。附加压力的作用使气泡表面积缩

小，阻碍气泡长大，它的大小与气泡半径

成反比，即气泡半径

越小，附加压力就

越大。例如，当

时，附加压力可达大气压力的

倍左右。在这样大的

外压作用下，气泡长大很困难。但当气泡依附于某些现成表面形核时，呈椭圆形，

半径比较大，因而，附加压力大大减小。同时，形核的现成表面对气体有吸附作用，

使局部的气体浓度大大提高，缩短了气泡长大所需的时间，为气泡长大提供了条

件。

气泡的上浮

熔池中的气泡长大到一定尺寸后，开始脱离吸附表面上浮。此时，焊缝中是否

会形成气孔，取决于气泡能否从熔池中浮出，它由气泡上浮速度与熔池在液态停留

的时间两个因素而定。

气泡的上浮由两个过程组成，首先气泡必须脱离所依附的现成表面，其难易程

度与气泡和表面的接触情况有关。图

所示为气泡与表面两种不同的接触情

况，显然图

（

）中的气泡更容易脱离所依附的表面。决定接触情况的因素是

第七章焊接缺陷的产生及防止