焊接冶金原理 黄继华03焊接化学冶金4.pptx

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材料焊接冶金原理与工艺;第3章 焊接化学冶金;3.3.4熔渣的渗氢与脱氢反应;随碱度增加熔渣中的水蒸气溶解度显著增大;;2)熔渣的渗氢反应;提高焊接气氛的氧化性可以降低液体金属中的氢含量(如CO2焊); 增加焊接熔渣的氧化性(如添加Fe2O3)可以抑制熔渣渗氢反应的进行,减少液体金属中的含氢量; 增加脱氧剂(如Fe-Ti合金)的数量将促进熔渣渗氢反应,增加焊缝金属含氢量;2、熔渣的脱氢反应; 熔渣中的CaF2还可以与焊接气相中氢(水蒸气)发生冶金反应,将不稳定的氧化氢转化成稳定的HF。在SiO2含量高的酸性渣中,CaF2的脱氢反应为:;3.3.5 熔渣的脱硫和脱磷反应;脱硫反应与脱氧反应的机理相同,即利用与硫亲和力大的合金元素与硫结合生成稳定的硫化物,并使硫化物与液体金属分离而进入熔渣。由于硫、氧两种元素的化学性质相似,与氧亲和性大的合金元素通常与硫的亲和力也大,因此脱氧剂也可以用于脱硫,钢铁材料焊接时最常用的脱硫剂是锰铁及稀土合金。;1、熔渣的脱磷;与脱氧、脱硫的产物不同、钢铁材料中的脱磷产物不是金属磷化物,而是磷酸盐,即氧化磷与金属氧化物的复合物。因此,脱磷反应可以视作两步:用FeO将磷氧化生成氧化磷,用强碱性氧化物(CaO)与氧化磷生成稳定的复合化合物(磷酸盐)。;3.3.6 焊缝金属的合金化;合金化的方式;合金元素过渡系数及其影响因素;过渡系数的影响因素;3. 4 典型焊接方法的化学冶金;焊条的分类;焊条型号;2、焊丝;实芯焊丝;2)选用;药芯焊丝;型号与牌号;2、焊剂;1)按焊剂适用的焊接方法或材料分类 按适用焊接方法可以分为埋弧焊焊剂、电渣焊焊剂和堆焊焊剂;按适用材料可分为钢用焊剂和有色金属焊剂,其中钢用焊剂又可进一步分为碳碳素钢焊剂、低合金钢焊剂和不锈钢焊剂。 2)按焊剂制造方法分类 按制造方法可以将焊剂分为熔炼焊剂和烧结焊剂,其中烧结焊接又分为低温(300℃-500℃)烧结焊剂和高温(700℃-1000℃)烧结焊剂。 3)按焊剂化学性质分类 按焊剂的氧化性可以将焊剂分为氧化性焊剂、弱氧化性焊剂和非氧化性焊剂。 4)按焊剂熔渣的碱度分类 按焊接时形成的熔渣的碱度可以??焊剂分为酸性焊剂、中性焊剂和碱性焊剂。 5)按焊剂的化学成分分类 按SiO2的含量、按MnO的含量、 按CaF2的含量、按SiO2、MnO和CaF2的相对含量、按焊剂的主要成分;型号与牌号;焊剂的应用 1)硅和锰的过渡 高硅(高SiO2含量)或高锰(高MnO含量)的硅锰型焊剂对焊缝金属有强烈的硅或锰过渡倾向,该类焊剂通常用于焊接低碳钢或低合金钢,一般焊剂与焊丝中的硅和锰含量应高低互补,即高硅(锰)焊剂配低硅(锰)焊丝。如高硅无锰或低锰焊剂应配合高锰焊丝,高硅中锰焊剂应配合低锰焊丝,而高硅高锰焊剂应配合低碳钢焊丝或低锰焊丝等。 2)焊剂的氧化性 氧化性焊剂中因含有大量的SiO2和MnO,对被焊金属有较强的氧化性,因此,一般只能用于焊接低碳钢或低合金钢;弱氧化性焊剂含SiO2、MnO和FeO等活性氧化物含量较少,对被焊金属氧化性较弱,可用于焊接合金钢;非氧化性焊剂(惰性焊剂焊剂)主要由Al2O3、CaO、MgO等惰性氧化物及CaF组成,对焊缝金属基本没有氧化性,可用于焊接高合金钢。 3)焊剂的工艺性能与熔敷金属的力学性能 一般而言酸性焊剂具有良好的工艺性能,焊缝成形好,但焊缝含氧量高,冲击韧性较低;碱性焊剂焊缝含氧量低、冲击韧性好、抗裂性好,但焊接工艺性???较差;中性焊剂工艺性能和焊缝金属性能总体上介于酸性焊剂和碱性焊接之间。 ;3.4.2焊条电弧焊化学冶金;氧化反应;2)熔渣对焊接区金属的氧化;脱氧反应;脱硫反应;2、低氢型碱性焊条焊接化学冶金;3)氟石与水玻璃作用而脱氢;脱硫磷反应;3.4.3埋弧焊化学冶金;碳的氧化烧损 埋弧焊时焊剂中一般不含碳,焊缝的碳来源于焊丝和母材。焊接过程中将会有一定的碳被氧化烧损: 脱氢反应 采用高锰高硅焊剂埋弧焊时,其氢的控制主要是通过反应生成HF和OH来完成的。;3.4.4CO2气体保护电弧焊化学冶金; 1)合金元素烧损:焊缝机械性能下降 2)CO气孔:熔池内部FeO与液态金属内的C反应 3)飞溅:CO在高温液态金属中聚集后体积膨胀,在熔滴内部或熔池表面层下产生爆破,从而形成液态金属的飞溅,其中以熔滴中产生的比较剧烈 。;脱氧剂:Al、Ti强脱氧剂,但Al会降低焊缝金属的抗热裂纹能力;Ti可以对金属起到细化晶粒的作用,以及与N结合成氮化物,防止钢的时效,减少偏析,但较贵。;2.焊缝金属的增碳与减碳

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