所组成的具有一定几何形状的液体金属叫熔池。如焊接时不填充金属，则熔池仅由局部熔化的母材组成。
图7-3熔池简图
熔池的温度：在熔池内的温度分布是不均匀的，在熔池的前部，输入的热量大于散失的热量，所以随热源的移动，母材不断熔化。处于电弧下面的熔池表而（熔池中部）温度最高。熔池后部的温度逐渐下降，因为此处输入的热量小于散失的热量，所以不断发生金属的凝固。熔池的平均温度主要取决于母材的性质和散热的条件。随着热源的移动，熔池沿焊接方向作同步移动
1-熔池中部 2-熔池前部 3-熔池尾部
图7-4熔池温度分布
焊缝的冶金过程与一般冶金过程比较，具有以下特点： 1）金属熔池体积小，熔池处于液态时间短，冶金反应不充分；
2）熔池温度高，使金属元素强烈的烧损和蒸发，冷却速度快，易产生应力和变形，甚至开裂。
焊接过程中为保证焊缝质量，可从两方面采取措施：
1）减少有害元素进入熔池，主要采用机械保护，如焊条药皮、埋弧焊焊剂和气体保护焊的保护气体（CO2，Ar）等。
2）清除已进入熔池的有害元素，增加合金元素。如焊条药皮里加合金元素进行脱氧、去氢、去硫、渗合金等。
7.2气相对金属的作用
焊接区内的气体主要来源于焊接材料。气电焊时，焊接区内的气体主要来自所采用的保护气体及其杂质（氧、氮、水气等）。热源周围的空气也是一种难以避免的气源。
焊接时，焊接区内气相成分重要有CO、 CO2、H2O、N2、H2、O2、金属和熔渣的蒸气以及它们的分解物和电离物等。其中对焊接质量影响最大的是N2、H2、O2、 CO2和H2O等，必须加以控制。 氮对金属的作用
空气是氮的主要来源，空气一旦侵入焊接区，便会发生氮与金属作用。与氮不发生作用的金属；如铜、镍、银等，即使在高温熔化状态也不溶解氮或与氮生成氮化物。因此焊接这类金属时，可用氮作保护气体。既能溶解氮，又能与氮形成稳定的氮化物的金属如铁、锰、钛、铬等，焊接这类金属及其合金，必须防止焊缝金属的氮化。
图7-5氮在纯铁中的溶解度与温度的关系
氮在纯铁中的溶解度与温度的关系如图所示，从图中看出，除γ铁外，氮在铁中的溶解度随温度升高而增大，因这种溶解属吸热反应。 （一）氮对焊接质量的影响
在碳钢焊缝中，氮是有害杂质，其不利影响有：形成气孔，使焊缝金属时效脆化。 （二）氮的控制 ①加强焊接区的保护
氮来自空气，故控制氮的主要措施是加强对焊接区的保护，防止空气与液态金属发生接触。目前生产上对焊接区的保护措施主要有：气体保护、熔渣保护、气渣联合保护和抽真空等。
②控制焊接工艺参数电弧电压（U）、焊接电流（I）、极性、焊丝直径（φ）、焊接速度（v）
③冶金处理对已侵入焊缝中的氮，若能使其转化为稳定的氮化物，就可以降低其有害作用。
氢对金属的作用
对许多金属及合金，氢对焊接质量是有害的，因此，关于焊接时氢的行为是国际上的重点研究课题之一。焊接时，氢主要来源于焊接材料中的水分、含氢物质及电弧周围空气中的水蒸气等。 （一）氢在金属中的溶解
氢在金属（Fe 、Al、Cu、Ni 等）中的溶解度与温度的关系，它们的溶解曲线具有相类似的特征：随着温度是升高，溶解度增加，并在一定的温度下达到最大值，后迅速下降，并在接近金属沸点时溶解度为零。
图7-6氢在金属中的溶解度与温度的关系
氢在Fe中的溶解度随温度升高而增大，当温度约2400℃时，溶解度达最大值（43mL/100g）。熔滴阶段吸收的氢比熔池阶段多。继续增加温度，金属的蒸气压急剧增加，使氢溶解度迅速下降。在金属沸点温度时，氢的溶解度为零。
从图中注意到，在钢的相变点氢的溶解度发生突变，因为氢在固
态钢中的溶解度和组织结构有关。氢在面心立方晶格（fcc）的奥氏体中溶解度大，而在体心立方晶格（bcc）的珠光体中溶解度小。发生相变时，出现溶解度的突变，这是引起气孔、裂纹等焊接缺陷的重要原因。
氢可通过气相和熔渣向金属中溶解当氢通过气相向金属中溶解时，分子状态的氢必须分解为原子或离子状态（主要是H+）才能向金属中溶解；当通过熔渣向金属中溶解时，氢或水蒸气首先溶于熔渣中，主要以OH－离子形式存在，其溶解度取决于气相中水蒸气的分压、熔渣的碱度、氟化物的含量和金属中的含氧量等因素。 （二）焊缝金属中的氢及其扩散
1）扩散氢
焊接熔池处于液态时吸收的氢，因凝固结晶速度很快，来不及逸出而被留在固态的焊缝金属中。在钢焊缝中的氢是以H、H＋形式存在，它们与焊缝金属形成间隙固溶体。由于氢原子及离子的半径很小，它们可以在焊缝金属的晶格中自由扩散，这一部分氢被称为扩散氢。
图7-7焊缝中的含氢量与焊后放置时间关系图7-8含氢量对低碳钢塑性的影响 1-总氢量 2-扩散氢 3-残余氢
焊缝中的含氢量，因扩散的缘故而是随时间变化的。如上图所示，