熔渣的结构理论.ppt

熔渣的性质 焊接组——梁金发 教学目标 一、熔渣的碱度 二、熔渣的粘度 三、熔渣的表面张力及界面张力 四、熔渣的熔点 五、熔渣的导电性 一、熔渣的碱度 （一）熔渣碱度的分子理论 （二）熔渣碱度的离子理论 （一）熔渣碱度的分子理论 熔渣的碱度就是熔渣中的碱性氧化物与酸性氧化物浓度的比值。 碱性氧化物：K2O、Na2O、CaO、MgO、MnO、FeO ， 酸性氧化物：SiO2、TiO2、P2O5等。 碱度表达式修正为： B1 = 0.018CaO+0.015MgO+0.006CaF2+0.014(K2O+Na2O)+0.007(MnO+FeO) ————————————————————————————————— 0.017SiO2 + 0.005(Al2O3 + TiO2 + ZrO2） （二）熔渣碱度的离子理论 把液态熔渣中自由氧离子的浓度（或氧离子的活度）定义为碱度。渣中自由氧离子的浓度越大，其碱度越大。计算式为： Mi 是渣中第 I 种氧化物的摩尔分数，ai 是该氧化物的碱度系数。 当B2＞0时为碱性渣，B2＜0为酸性渣，B2= 0为中性渣。 碱性渣的ai为正值，这是因为碱性氧化物在液态渣中产生O2－，例如： CaO = Ca2＋ + O2－ 而酸性氧化物消耗渣中的O2—： SiO2 + 2 O2－ = SiO44－ 因此，碱性渣中O2－多，碱度高； 酸性渣中O2－少，碱度低。 二、熔渣的粘度 熔渣的粘度是一个较为重要的性能，过大与过小都不理想。 粘度过大的熔渣会降低金属与熔渣之间的冶金反应速度。 粘度过小的熔渣容易流失，影响对熔池（或焊缝）在全位置焊接时的成形和保护效果。 药皮焊条电弧焊时，根据熔渣粘度随温度变化的速率，将熔渣分为“长渣”和“短渣”两类。 随温度增高粘度急剧下降的渣称为短渣，而随温度增高粘度下降缓慢的渣称为长渣。 短渣在焊缝凝固后迅速凝固，可保证全位置焊缝外观成型，长渣只能用于平焊位置焊接。 焊缝的空间位置有：平焊、横焊、立焊、和仰焊 管子对接水平固定全位置焊接 三、熔渣的表面张力及界面张力 熔渣的表面张力及熔渣与液态金属间的界面张力对于冶金过程动力学及液态金属中熔渣等杂质相的排出有重要影响。它还影响到熔渣对液态金属的覆盖性能，并由此影响隔离保护效果及焊缝外观成形。 化学键与表面张力 表面张力的影响因素 碱性氧化物（如MgO、CaO、Al2O3、MnO、FeO等）一般为离子键化合物，表面张力较大。 酸性氧化物（如SiO2、TiO2等）一般为极性键化合物，表面张力较小。 碱度高的渣表面张力大。 在碱性渣中加入酸性氧化物TiO2、SiO2、B2O3等能降低碱性渣的表面张力。 CaF2对降低熔渣表面张力也有显著作用。 熔渣与液态金属间的界面张力 界面张力小时，熔渣对金属的覆盖保护效果较好；反之则有利于熔渣从液态金属中分离。 酸性渣与液态金属间的界面张力较小，对液态金属的润湿性较好，熔渣在钢液表面易铺展，对钢液的保护效果较好。形成夹杂的倾向较小。 四、熔渣的熔点 熔渣是一个多元体系，它的液固转变是在一定温度区间进行的。一般构成熔渣的各组元独立相的熔点较高，而以一定比例构成复合渣时可使凝固温度大大降低。 金属熔炼或熔焊中，要求熔渣的熔点略低于熔炼（或母材）金属。过高（或过低）的熔渣熔点，都会影响对液态金属的保护效果和焊缝外观成形。 密度也是熔渣的基本性质之一，它影响熔渣与液态金属间的相对位置与相对运动速度。密度大的熔渣易滞留于金属内部形成夹杂。选用焊材时，首先要保证所形成的熔渣具有合适的凝固温度范围和较低的密度。 几种常见化合物的熔点和密度 五、熔渣的导电性 熔渣的导电性直接影响焊接电弧的引弧性和稳定性。 一般碱性氧化物可增加导电性；酸性氧化物可降低导电性。 T升高，熔渣的导电率增大。 总结与练习 1、总结：本节课的知识要点有 （1）：熔渣的粘碱度。 （2）：熔渣的表面张力及界面张力 （3）：熔渣的熔点及导电性 2、练习： （1）：焊缝的空间位置有 、 、 、 。 （2）：熔渣的粘度对焊缝质量有何影响？ 再见 * * 当B1＞1为碱性渣 B1＜1为酸性渣， B1=1为中性渣 O2－越多，是否意味着氧化性越强？ 长渣 ?? ? ?T1 ?T2 T 短渣 熔渣粘度与温度的关系 含 SiO2 多的熔渣 Si-O 阴离子聚合程度大，复杂阴