焊接理論基礎焊接化學冶金

1、焊接理論基礎焊接化學冶金第1頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五2相關問題1、何謂焊接？2、為什么要實施材料的焊接？3、材料焊接時發(fā)生了什么變化？3、焊接理論基礎解決什么問題?4、如何學習焊接理論基礎課程？第2頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五3第一章 焊接化學冶金對象：焊接區(qū)內各物質之間在高溫下的相互作用過程主要內容：冶金反應與焊縫金屬成分、性能之間的變化規(guī)律。包括：1）焊接化學冶金特點：焊條與熔池、金屬與氣體、冶金反應及其與焊接工藝的關系2）氣相對金屬的作用3）熔渣與金屬的作用4）合金化第3頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星

2、期五4第一章 焊接化學冶金第一節(jié)：焊接化學冶金過程特點一、焊條熔化及熔池形成(一） 焊條的加熱熔化 1、焊條的加熱 熱能： 電阻熱：預熱焊條。 不銹鋼焊條：控制焊條長度 電阻熱：焊接電流通過焊芯時產生的電阻熱電弧熱：焊接電弧傳給焊條端部的熱量化學反應熱：藥皮部分化學物質化學反應時產生的熱量有利：提高焊條熔化速率不利：焊條與藥皮溫度過高：飛濺、藥皮開裂或脫落 冶金作用能力第4頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五5第一章 焊接化學冶金第一節(jié)：焊接化學冶金過程特點一、焊條熔化及熔池形成(一） 焊條的加熱熔化 1、焊條的加熱 熱能： 電弧熱：加熱焊條的主要能源 qe: 用于加熱和

3、熔化焊條的功率 e: 焊條加熱有效系數（ 0.20.27） U：電弧電壓 I： 電弧電流電阻熱電弧熱化學反應熱焊條端部藥皮表面溫度：600第5頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五6第一章 焊接化學冶金第一節(jié)：焊接化學冶金過程特點一、焊條熔化及熔池形成(一） 焊條的加熱熔化 1、焊條的加熱 2、焊條金屬的熔化速度（2）焊條金屬的熔化速度 焊條金屬的平均熔化速度： gM=G/t =pI gM -焊條金屬的平均熔化速度（g/h) p -焊條的熔化系數 g/(Ah) G-熔化的焊芯質量(g) t-電弧燃燒的時間(h) （1）焊條熔化速度不均 高速攝影：焊芯熔化具滴狀、周期性特征

4、大電流焊接：焊接終了時的熔化速度提高30%左右第6頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五7第一章 焊接化學冶金第一節(jié)：焊接化學冶金過程特點一、焊條熔化及熔池形成(一） 焊條的加熱熔化 1、焊條的加熱 2、焊條金屬的熔化速度 焊條金屬的平均熔敷速度： gD=GD/t=HI gD -焊條的平均熔敷速度 GD -熔敷到焊縫金屬中的金屬質量 H -焊條的熔敷系數 gM gD第7頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五8第8頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五9第一章 焊接化學冶金第一節(jié)：焊接化學冶金過程特點一、焊條熔化及熔池形成(一） 焊條的

5、加熱熔化 1、焊條的加熱 2、焊條金屬的熔化速度gM gD損失（飛濺、氧化、蒸發(fā)等）系數： =(G-GD)/G=(gM-gD)/gD=1-H/P H=(1-) P H -焊條的熔敷系數 p -焊條的熔化系數第9頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五10第一章 焊接化學冶金第一節(jié)：焊接化學冶金過程特點一、焊條熔化及熔池形成(一） 焊條的加熱熔化 1、焊條的加熱 2、焊條金屬的熔化速度 光焊絲：熔化速度不均熔滴較大時，傳熱條件惡化，固態(tài)焊絲得到的熱量減少 焊條：熔化速度近似不變熔化速度:增加電弧在焊條端部析出的熱功率極性獲得具有高過渡頻率的細熔滴過渡活性位置：液滴與固態(tài)焊絲面處

6、藥皮中加入鐵粉電阻熱 提高焊條熔化速度:第10頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五11第一章 焊接化學冶金第一節(jié)：焊接化學冶金過程特點一、焊條熔化及熔池形成(一） 焊條的加熱熔化 1、焊條的加熱 2、焊條金屬的熔化速度 3、焊條金屬熔滴及過渡特性 焊接過程穩(wěn)定性、飛濺、焊縫成型 金屬熔渣氣體相互作用過程動力學 調節(jié)焊接熱輸入，控制焊縫金屬的結晶過程，改變性能 提高焊條熔化速度需考慮的問題： 過渡的熔滴質量 熔滴脫落后焊條端部剩下的液態(tài)金屬的質量 熔滴過渡頻率 過渡周期將近終了時熔滴的質量第11頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五12第一章 焊接化學冶

7、金第一節(jié)：焊接化學冶金過程特點一、焊條熔化及熔池形成(一） 焊條的加熱熔化 1、焊條的加熱 2、焊條金屬的熔化速度 3、焊條金屬熔滴及過渡特性短路過渡、顆粒過渡、附壁過渡、射流過渡、旋轉射流過渡。堿性焊條：短路過渡和大顆粒過渡；酸性焊條：細顆粒過渡和附壁過渡。熔滴過渡形式 第12頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五13第一章 焊接化學冶金第一節(jié)：焊接化學冶金過程特點3、焊條金屬熔滴及過渡特性短路過渡：短弧焊時，熔滴尺寸較大， 與熔池接觸、短路 過程：熔滴長大 短路 縮頸 縮頸暴斷，熔滴進入熔池 重燃電弧顆粒過渡：電弧較長時，熔滴尺寸較大時自行脫落，不與熔池接觸熔滴過渡形式

8、 第13頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五14第一章 焊接化學冶金第一節(jié)：焊接化學冶金過程特點3、焊條金屬熔滴及過渡特性附壁過渡：熔滴沿著焊條端部的藥皮套筒壁進入熔池射流過渡：熔滴細，f 大，熔滴沿焊絲軸向高速熔池運動，過渡穩(wěn)定，飛濺小，焊縫成型美觀，絲端變尖旋轉射流過渡： f 約300滴/s 熔滴尺寸？熔滴存在時間？熔滴過渡形式 第14頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五15第一章 焊接化學冶金第一節(jié)：焊接化學冶金過程特點3、焊條金屬熔滴及過渡特性 1) 熔滴過渡形式熔滴的比表面積S：熔滴的表面積與其質量之比。 S=Ag/Vg=4R2/(4/3R

9、3)=3/R R-熔滴的半徑 Ag-熔滴的表面積 Vg-熔滴的體積 2）熔滴的比表面積和作用時間I, R, S，利于冶金反應進行。R 增大焊接電流、藥皮中加入表面活性物質第15頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五16第一章 焊接化學冶金第一節(jié)：焊接化學冶金過程特點3、焊條金屬熔滴及過渡特性 1) 熔滴過渡形式 熔滴的比表面積S： 熔滴與周圍介質的平均相互作用時間： 定義：熔滴的平均質量與一個周期內焊芯的平均熔化速度之比。 2）熔滴的比表面積和作用時間-熔滴的存在時間m0-熔滴脫落后殘留在焊條端部的液態(tài)金屬質量mtr-過渡的熔滴質量cp-0.011s，取決于焊接方法、規(guī)范、

10、電流極性、焊接材料等第16頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五17電流極性正極性 ：工件接正極，2/3的能量位于陽極區(qū)（工件），熔深大反極性：工件接負極，有表面清理作用（焊接鋁、鎂時使用）交流：中間狀態(tài) 第17頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五18電流極性反極性的表面清理作用 第18頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五19第一章 焊接化學冶金第一節(jié)：焊接化學冶金過程特點3、焊條金屬熔滴及過渡特性 1) 熔滴過渡形式 2）熔滴的比表面積和作用時間藥皮熔化-熔渣：包裹在熔滴外面或以滴狀與熔滴 一起 直接流入熔池 熔渣平均溫度：19

11、00 K3) 熔滴的溫度 沿長度方向分布不均勻，與焊接電流、焊絲直徑等有關 焊接電流 ，熔滴溫度 焊絲直徑 ，熔滴溫度 實測手工電弧焊碳鋼焊條：2100-2700 KFig. 1-2第19頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五20第一章 焊接化學冶金第一節(jié)：焊接化學冶金過程特點一、焊條熔化及熔池形成 （一） 焊條的加熱熔化 （二）熔池的形成熱源作用 母材局部熔化 熔池熔池在母材上由熔化的焊條金屬和母材組成的具有一定的幾何形狀的液體金屬第20頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五21第一章 焊接化學冶金第一節(jié)：焊接化學冶金過程特點一、焊條熔化及熔池形成 （

12、一） 焊條的加熱熔化（二）熔池的形成 注意：熔池的形狀、尺寸、溫度、存在時間、金屬的流動狀態(tài)？第21頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五22第一章 焊接化學冶金第一節(jié)：焊接化學冶金過程特點一、焊條熔化及熔池形成 （一） 焊條的加熱熔化（二）熔池的形成 1、熔池的形狀和尺寸 熔池的形狀: 穩(wěn)定狀態(tài)下為 半橢球形對于點狀熱源，其幾何尺寸為 L=P2IU P2 -比例系數，取決于焊接方法和規(guī)范（表1-2） I -焊接電流 U -焊接電壓L第22頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五23第一章 焊接化學冶金第一節(jié)：焊接化學冶金過程特點一、焊條熔化及熔池形成 （

13、一） 焊條的加熱熔化（二）熔池的形成 1、熔池的形狀和尺寸 熔池的形狀: 穩(wěn)定狀態(tài)下為 半橢球形一般情況：熔池上表面形狀復雜，表面積取決于焊接方法 和工藝規(guī)范，約14cm2 ， 比表面積約為（0.313）10-3m2/kgL第23頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五24第一章 焊接化學冶金第一節(jié)：焊接化學冶金過程特點一、焊條熔化及熔池形成 （一） 焊條的加熱熔化 （二）熔池的形成 1、熔池的形狀和尺寸 2、熔池的質量和存在時間 熔池的存在時間 ： 按熔池的長度和焊接速度： tmax=L/v 按熔池的質量：tcp=mp/(vAw) tcp-熔池的平均存在時間 mp-熔池的質

14、量 AW-焊縫的橫截面積熔池的質量：手弧焊：0.616g埋弧焊：100gL第24頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五25第一章 焊接化學冶金第一節(jié)：焊接化學冶金過程特點（二）熔池的形成 1、熔池的形狀和尺寸 2、熔池的質量和存在時間 3、熔池溫度分布不均勻：熔池中部溫度最高，頭部次之，其次是尾部 平均溫度：與被焊材料性質、形狀和尺寸有關 第25頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五26第一章 焊接化學冶金第一節(jié)：焊接化學冶金過程特點 （二）熔池的形成 1、熔池的形狀和尺寸 2、熔池的質量和存在時間 3、熔池溫度 4、熔池運動狀態(tài) 熔池內部強烈運動 熱量

15、質量傳輸 熔池形狀、結晶、氣體和夾雜物的吸收、聚集和析出、化學成分的均勻性、化學反應動力學 流動形式： 自動對流運動：液體金屬的密度差別引起（溫度不均） 強迫對流運動：表面張力差別引起（溫度、表面張力） 攪拌運動：熱源的各種機械力引起：熔滴下落的沖擊力、電磁力、氣流的吹力、熔池金屬的蒸發(fā)產生的反作用力、離子的沖擊力第26頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五274、熔池運動狀態(tài)浮力： T ， ， a 處溫度較高，b 處溫度較低，重力引起b點較重金屬下沉2） 洛倫茲力： 鎢極氬弧焊正極性：電流向鎢極（熔池表面中心）收斂，產生向下、向內的洛倫茲力，液體金屬沿熔池軸向下推。3）表

16、面張力梯度引起的剪切應力： T ， a 處溫度較高， 小；b 處溫度較低， 大； b點金屬將a點金屬向外拉。4）等離子流產生的剪切應力： 等離子體沿著熔池表面高速向外移動，第27頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五284、熔池運動狀態(tài)第28頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五294、熔池運動狀態(tài)第29頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五304、熔池運動狀態(tài)第30頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五314、熔池運動狀態(tài) 有表面活性劑時，熔池表面邊緣的較冷液體金屬具有較低的表面張力，熔池表面中心的較熱液體金屬具

17、有較高的表面張力；外側金屬被拉向中心，有利于從熱源到熔池底部的對流傳熱，即更有效地將熱量從熱源帶到熔池底部，曾加了熔池深度。第31頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五324、熔池運動狀態(tài)表面張力引起第32頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五334、熔池運動狀態(tài)激光束在中心加熱， 表面張力降低，則液體表面向兩側流動。第33頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五344、熔池運動狀態(tài)加入C2H5COOK，表面張力降低；激光束在中心加熱， C2H5COOK分解導致中心處濃度降低，表面張力提高，則液體表面向內流動。第34頁，共142頁，20

18、22年，5月20日，2點42分，星期五354、熔池運動狀態(tài)1）液態(tài)金屬的流動速度： 熔池液態(tài)金屬的平均流速：3080m/h（鎢極氬弧焊焊鈦合金） 熔池底部液態(tài)金屬的流速：約為焊接速度的1020倍。2）影響熔池運動狀態(tài)的因素： 焊接工藝參數、焊接材料成分、電極直徑及傾斜角、饋電位置等3）熔池運動優(yōu)勢： 焊縫均勻性 氣體和非金屬夾雜的外逸第35頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五第36頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五37第一章 焊接化學冶金第一節(jié)：焊接化學冶金過程特點一、焊條熔化及熔池形成二、焊接過程中對金屬的保護（一） 保護的必要性光焊絲熔化焊：

19、焊縫中N2約0.1050.218% O2約0.1050.218% Mg、C減少低碳鋼無保護焊時焊縫的性能（表1-5） 第37頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五38第一章 焊接化學冶金 （一）保護的必要性（二）保護的方式和效果 1、 保護方式：氣體、熔渣 機械保護 （1） 氣渣聯合保護（2）渣保護（3）氣保護（4）真空保護（5）自保護：焊絲（芯）中含脫氧劑、脫氮劑等 第一節(jié)：焊接化學冶金過程特點一、焊條熔化及熔池形成二、焊接過程中對金屬的保護第38頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五39第一章 焊接化學冶金 （一）保護的必要性（二）保護的方式和效果

20、1、 保護方式：氣體、熔渣 機械保護 2、 保護效果：第一節(jié)：焊接化學冶金過程特點一、焊條熔化及熔池形成二、焊接過程中對金屬的保護（1） 埋弧焊：表1-7（2）氣體保護焊：（3）焊條手工電弧焊、藥芯含絲：圖16、17（4）真空保護第39頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五40第一章 焊接化學冶金第一節(jié)：焊接化學冶金過程特點一、焊條熔化及熔池形成二、焊接過程中對金屬的保護三、焊接化學冶金反應區(qū)及其反應條件焊接冶金過程是客觀存在的，是焊縫形成過程中的必然伴隨過程。焊接化學冶金是分區(qū)域連續(xù)進行的，焊接方法不同，冶金反應階段也不同。以手工電弧焊為例，加以討論 第40頁，共142頁

21、，2022年，5月20日，2點42分，星期五41第一章 焊接化學冶金（一）藥皮反應區(qū)：指焊條受熱后，直到焊條藥皮熔點前發(fā)生的一些反應。第一節(jié)：焊接化學冶金過程特點一、焊條熔化及熔池形成二、焊接過程中對金屬的保護三、焊接化學冶金反應區(qū)及其反應條件主要物理化學反應：1) 水分蒸發(fā)： 100，吸附水； 200400，白泥、白云母片中的結晶水被排除2) 某些物質分解：有機物（木粉、纖維素等）分解和燃燒， CO、 CO2H2等，碳酸鹽（CaCO3)、高價氧化物（Fe2O3) CO2 、O2 等 獲得氣體保獲效果 焊條烘干溫度控制：不應過高3) 鐵合金氧化 ： 600時 降低了藥皮成渣后對金屬的氧化性能先

22、期脫氧 第41頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五42第一章 焊接化學冶金（一）藥皮反應區(qū)：（二）熔滴反應區(qū) 指焊條受熱后，直到焊條藥皮熔化前發(fā)生的一些反應。含熔滴形成、長大、過渡到熔池整個階段，特點是：第一節(jié)：焊接化學冶金過程特點一、焊條熔化及熔池形成二、焊接過程中對金屬的保護三、焊接化學冶金反應區(qū)及其反應條件1、溫度高，過熱度大： 平均溫度 活性斑點處（電子或離子轟擊 區(qū)） 接近焊芯材料沸點（ 2800 ），過熱度達300600 2、比表面積大：液態(tài)金屬與氣體、熔渣接觸面積大（多相反應，反應界面大）:103104cm2/kg，約為煉鋼的1000倍3、各相之間的反應時間

23、短 焊條末端 s 弧柱區(qū)： 不利于平衡第一節(jié)：焊接化學冶金過程特點一、焊條熔化及熔池形成二、焊接過程中對金屬的保護三、焊接化學冶金反應區(qū)及其反應條件第42頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五43第一章 焊接化學冶金（一）藥皮反應區(qū)：（二）熔滴反應區(qū) 第一節(jié)：焊接化學冶金過程特點一、焊條熔化及熔池形成二、焊接過程中對金屬的保護三、焊接化學冶金反應區(qū)及其反應條件1、溫度高，過熱度大2、比表面積大3、各相之間的反應時間短4、熔滴金屬與熔渣混合程度高（電磁力、氣體吹力）反應激烈熔渣包裹熔滴、熔滴內部有熔渣質點 相互包裹，溫度高，反應劇烈，對焊縫成分影響大熔滴反應區(qū)主要反應：氣體的

24、分解與溶解、金屬的蒸發(fā)、金屬及其合金的氧化和還原、焊縫金屬的合金化等第一章 焊接化學冶金第一節(jié)：焊接化學冶金過程特點一、焊條熔化及熔池形成二、焊接過程中對金屬的保護三、焊接化學冶金反應區(qū)及其反應條件第43頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五44第一章 焊接化學冶金（一）藥皮反應區(qū)：（二）熔滴反應區(qū)（三） 熔池反應區(qū)：熔池金屬凝固前 第一節(jié)：焊接化學冶金過程特點一、焊條熔化及熔池形成二、焊接過程中對金屬的保護三、焊接化學冶金反應區(qū)及其反應條件1）熔池T 16001900低于熔滴T 比表面積2 ) 接觸面積小3130 3）時間長 手工焊38秒埋弧焊625s4）攪拌沒有熔滴階段

25、激烈5）熔池溫度不均勻的 突出特點 第44頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五45思考題1.焊接化學冶金與煉鋼相比，在原材料方面和反應條件方面主要有哪些不同？原材料不同：普冶材料：礦石、焦炭、廢鋼鐵等。焊冶材料：焊條，焊絲，焊劑等。反應條件：1) 焊條熔化和過渡特性以及熔池的物理參數，不僅對焊接工藝和生產率有很大影響，而且對焊接冶金也有顯著影響。2) 焊接過程中必須對焊接區(qū)內的金屬進行保護，這是焊接化學冶金的特點。3) 焊接化學冶金過程是分區(qū)域（或階段）連續(xù)進行的，且各區(qū)的反應條件也有較大的差異，因而也就影響到各區(qū)反應進行的可能性、方向、速度和限度。4) 焊接化學冶金過程

26、與焊接工藝條件有密切的關系。改變焊接工藝條件必然引起冶金反應條件的變化，因而就影響到冶金反應的過程。5) 焊接化學冶金系統(tǒng)是一個復雜的高溫多相反應系統(tǒng)。根據焊接方法不同，組成系統(tǒng)的相也不同。6) 焊接化學冶金系統(tǒng)的不平衡性是焊接化學冶金過程的又一特點。 第45頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五46第一章 焊接化學冶金第二節(jié)：氣相對金屬的作用一、焊接區(qū)內的氣體 氣體的來源氣體與金屬相互作用機制氣體與接頭質量的影響氣體的控制措施焊接過程中的氣體 在熔焊中，除了在真空條件下，液態(tài)金屬與氣體的相互作用難以避免，且具有形式多樣（物理、化學）、溫度高、時間短、非平衡等特點。第二節(jié)：

27、氣相對金屬的作用一、焊接區(qū)內的氣體 第一章 焊接化學冶金第二節(jié)：氣相對金屬的作用一、焊接區(qū)內的氣體 第一節(jié)：焊接化學冶金過程特點第46頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五第一章 焊接化學冶金第二節(jié)：氣相對金屬的作用一、焊接區(qū)內的氣體第一章 焊接化學冶金（一）氣體的來源直接進入焊接材料（焊條藥皮、焊劑、藥芯焊絲中的造氣劑、高價氧化物、水分）周圍的氣氛（保護氣體及其雜質、侵入的空氣）被焊材料表面污染（銹、氧化皮、油污、吸附水）1. 直接進入焊接材料的烘干及被焊材料的表面清理第47頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五第一章 焊接化學冶金第二節(jié)：氣相對金屬的

28、作用一、焊接區(qū)內的氣體第一章 焊接化學冶金（一）氣體的來源2. 反應進入 藥皮反應區(qū) 有機物（淀粉、纖維素等造氣劑和涂料增塑劑）的分解燃燒CO2、CO、H2、烴和H2O 碳酸鹽分解（金屬氧化物、CO2） 高價氧化物的的逐級分解（低價金屬氧化物、O2）含CaCO3的焊條烘干溫度不超過450 ，含CaCO3的不超過3000 。 含有機物的焊條烘干溫度控制在150左右，不超過200 。第48頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五第一章 焊接化學冶金第二節(jié)：氣相對金屬的作用一、焊接區(qū)內的氣體第一章 焊接化學冶金（一）氣體的來源3. 材料的蒸發(fā)焊接材料與被焊材料中低沸點物質（氟化物、

29、低熔點金屬組元）和Fe有益成分的損失：鎳基高溫合金中Al的燒損Zn，Mg，Pb，Mn高能束焊接：電子束焊焊縫中的氣孔形成原因？廢氣中的金屬蒸汽污染第49頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五第一章 焊接化學冶金第二節(jié)：氣相對金屬的作用一、焊接區(qū)內的氣體（一）氣體的來源第一章 焊接化學冶金（二）氣體分解 氣體存在的狀態(tài)1. 簡單氣體的分解電弧高溫是導致氣體分解的直接原因雙原子分子原子離子+電子H2、O2、N2分解反應的難易程度標準狀態(tài)下的熱效應定性推測參見p32表1-11吸熱原子鍵斷開第50頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五第一章 焊接化學冶金第二節(jié)：

30、氣相對金屬的作用一、焊接區(qū)內的氣體（一）氣體的來源第一章 焊接化學冶金（二）氣體分解雙原子氣體的分解度與溫度的關系（p0=101kPa）=Kp/(Kp+4p0)1/2分解度：分解的分子數與原有分子總數之比在焊接溫度（5000K），氫氣和氧氣的分解度很大，即以原子形式存在；氮氣以分子形式存在。第51頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五第一章 焊接化學冶金第二節(jié)：氣相對金屬的作用一、焊接區(qū)內的氣體（一）氣體的來源（二）氣體分解第一章 焊接化學冶金（三）氣相的成分及分布光譜法和色譜法測試焊接過程中氣體的成分氣體的成分和數量隨焊接方法、規(guī)范、焊條或焊劑的種類不同而變化。CO, C

31、O2, H2, H2O, N2，O2，金屬，熔渣蒸汽等的混合物。各種氣體分子、原子和離子在電弧中的分布不均勻。第52頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五第一章 焊接化學冶金第二節(jié)：氣相對金屬的作用一、焊接區(qū)內的氣體第一章 焊接化學冶金二、氮對金屬的作用氮的主要來源： 焊接區(qū)周圍的空氣不與氮發(fā)生作用的金屬： 銅、鎳等，可用氮氣保護；可與氮發(fā)生作用的金屬： 鐵、鈦等，形成穩(wěn)定的氮化物，需防氮化。氮在金屬中的溶解如何實現？第53頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五第一章 焊接化學冶金第二節(jié)：氣相對金屬的作用一、焊接區(qū)內的氣體二、氮對金屬的作用第一章 焊接化

32、學冶金（一）氮在金屬中的溶解氣體的溶解過程： 純化學溶解氣體分子向氣體-金屬界面運動氣體被金屬表面吸附氣體在金屬表面分解成原子原子穿過界面向金屬內部擴散雙原子氣體X2的溶解過程示意圖第54頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五第一章 焊接化學冶金第二節(jié)：氣相對金屬的作用一、焊接區(qū)內的氣體二、氮對金屬的作用第一章 焊接化學冶金（一）氮在金屬中的溶解焊接過程中氮的溶解電流極性對氮的質點運動和溶解的影響a）直流反接 b）直流正接雙原子分子的電離；電弧電場的作用，可使直流反接的接頭中溶入更多的N、H、O等元素過熱度大局部活性和熔滴吸收氣體氣體的活性高電流極性對氮的質點運動和溶解的影

33、響a）直流反接 b）直流正接第55頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五第一章 焊接化學冶金第二節(jié)：氣相對金屬的作用一、焊接區(qū)內的氣體二、氮對金屬的作用第一章 焊接化學冶金（一）氮在金屬中的溶解氣體的溶解度：在一定溫度和壓力條件下，氣體溶入金屬的飽和濃度，稱為該條件下氣體的溶解度。雙原子氣體溶解度S與溫度、壓力的關系：式中： K0為常數；p為氣體分壓；H為氣體溶解熱； R為氣體常數；T為絕對溫度第56頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五第一章 焊接化學冶金第二節(jié)：氣相對金屬的作用一、焊接區(qū)內的氣體二、氮對金屬的作用第一章 焊接化學冶金（一）氮在金屬中的

34、溶解溫度和壓力對溶解度的影響：壓力的影響溫度一定時，雙原子氣體溶解度與其分壓得平方根成正比（平方根定律）式中：K為氣體溶解反應的平衡常數溫度的影響氣體溶解為吸熱過程H為正T溶解度氣體溶解為放熱過程H為負T溶解度（氮氣）（減小分壓可減小溶解度）第57頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五第一章 焊接化學冶金第二節(jié)：氣相對金屬的作用一、焊接區(qū)內的氣體二、氮對金屬的作用第一章 焊接化學冶金（一）氮在金屬中的溶解相變的影響氮和氫在鐵中的溶解度與溫度的關系p（ N2 ）=0.1MPa；p（H2）= 0.1MPa第58頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五第一章 焊

35、接化學冶金第二節(jié)：氣相對金屬的作用一、焊接區(qū)內的氣體二、氮對金屬的作用第一章 焊接化學冶金（一）氮在金屬中的溶解合金成分對溶解度的影響一般而言，合金元素的增加可提高氣體的溶解度，但若能形成穩(wěn)定的（氮、氫、氧）化合物，則會減小氣體的溶解度。 氫、氮、氧在二元系鐵合金中的溶解度（1600）HNO第59頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五第一章 焊接化學冶金第二節(jié)：氣相對金屬的作用一、焊接區(qū)內的氣體二、氮對金屬的作用第一章 焊接化學冶金（一）氮在金屬中的溶解 其他因素的影響 電流極性的影響 氣體的交互作用O的存在提高電壓，促進N+在陰極的溶解，提供氧化性氛圍，減少N的溶解 NO

36、 降低N的分壓電流極性對氮的質點運動和溶解的影響a）直流反接 b）直流正接第60頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五第一章 焊接化學冶金第二節(jié)：氣相對金屬的作用一、焊接區(qū)內的氣體二、氮對金屬的作用（一）氮在金屬中的溶解第一章 焊接化學冶金（二）氮對焊接質量的影響氮在碳鋼焊縫中是有害元素！ 促使焊縫產生氣孔 高溫時溶解度大，冷卻時析出，形成氣孔 降低焊縫金屬的塑性和韌性 可提高強度、硬度，針狀氮化物 促使焊縫金屬時效脆化 過飽和的氮逐漸析出，形成針狀氮化物 焊接材料中添加適量的氮化物形成元素，鈦、鋁、鋯等。第61頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五第一

37、章 焊接化學冶金第二節(jié)：氣相對金屬的作用一、焊接區(qū)內的氣體二、氮對金屬的作用（一）氮在金屬中的溶解第一章 焊接化學冶金（二）氮對焊接質量的影響第62頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五第一章 焊接化學冶金第二節(jié)：氣相對金屬的作用一、焊接區(qū)內的氣體二、氮對金屬的作用（一）氮在金屬中的溶解（二）氮對焊接質量的影響第一章 焊接化學冶金1. 焊接區(qū)保護的影響 （三）影響焊縫含氮量的因素及控制措施氮的主要來源： 焊接區(qū)周圍的空氣各種焊接方法的保護效果不同！ P36 - 表1-13低氫型手工電弧焊、埋弧焊 焊條藥皮的保護作用取決于要皮的成分和數量。 在藥皮中加入造氣劑，形成氣渣聯合保

38、護。 藥芯焊絲的保護效果取決于保護成分的含量和形狀系數。 隨單位長度藥芯焊絲腔體內金屬帶的重量與外殼金屬帶重量之比的增加而改善。第63頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五第一章 焊接化學冶金第二節(jié)：氣相對金屬的作用一、焊接區(qū)內的氣體二、氮對金屬的作用（一）氮在金屬中的溶解（二）氮對焊接質量的影響第一章 焊接化學冶金2. 焊接工藝參數的影響 （三）影響焊縫含氮量的因素及控制措施 增加電壓，保護變壞 電弧長度增加，氮與熔滴的作用時間增加。 采用短弧焊。 增加電流，焊縫金屬含氮量減少 熔滴過渡頻率增加，氮與熔滴的作用時間縮短。 焊接速度對焊縫含氮量的影響不大 第64頁，共142

39、頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五第一章 焊接化學冶金第二節(jié)：氣相對金屬的作用一、焊接區(qū)內的氣體二、氮對金屬的作用（一）氮在金屬中的溶解（二）氮對焊接質量的影響第一章 焊接化學冶金3. 合金元素的影響 （三）影響焊縫含氮量的因素及控制措施 增加焊絲或藥皮中的含碳量可以降低焊縫中的含氮量 C能降低N在鐵中的溶解度； C氧化生成CO、CO2加強了保護； C氧化引起的熔液沸騰有利于N的逸出。 鈦、鋁、鋯和稀土元素對氮的親和力較大 形成穩(wěn)定的氮化物，進入熔渣。 自保護第65頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五第一章 焊接化學冶金第二節(jié)：氣相對金屬的作用一、焊接區(qū)內的氣

40、體二、氮對金屬的作用第一章 焊接化學冶金 焊接時氫主要來源于焊接材料中的水分、含氫物質及電弧周圍空氣中的水蒸氣。 三、氫對金屬的作用 溶解的途徑（一）氫在金屬中的溶解 溶解的機構 焊接區(qū)的氫可以處于分子、原子和離子狀態(tài) 以 氫原子 溶入液態(tài)金屬； 以 H+ 溶入液態(tài)金屬； 以 OH- 溶入液態(tài)金屬。 通過氣相與液態(tài)金屬的界面以原子或質子形式溶入（氣保焊）； 通過渣層溶入金屬（電渣焊）； 混合方式：以上兩種方式都有（手工電弧焊和埋弧焊）。第66頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五第一章 焊接化學冶金第二節(jié)：氣相對金屬的作用一、焊接區(qū)內的氣體二、氮對金屬的作用三、氫對金屬的作

41、用第一章 焊接化學冶金 焊接時氫主要來源于焊接材料中的水分、含氫物質及電弧周圍空氣中的水蒸氣。 氫與金屬的作用： 第一類能形成穩(wěn)定氫化物金屬： Zr，Ti，V，Ta，Nb等 放熱反應；較低溫度吸氫少，高溫吸氫多； 第二類不形成穩(wěn)定氫化物的金屬：Al，Fe，Ni，Cu，Cr，Mo等 吸熱反應，氫能溶與此類金屬中。 （一）氫在金屬中的溶解 第67頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五第一章 焊接化學冶金第二節(jié)：氣相對金屬的作用一、焊接區(qū)內的氣體二、氮對金屬的作用三、氫對金屬的作用第一章 焊接化學冶金氫通過熔渣向金屬擴散： 以OH-離子存在 （一）氫在金屬中的溶解 含自由氧離子的

42、渣：渣中含有氟化物時：當熔渣中自由氧離子O2-時，水的溶解度增大，H 水的溶解度較小，H 小水的溶解度減小，H 小第68頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五第一章 焊接化學冶金第二節(jié)：氣相對金屬的作用一、焊接區(qū)內的氣體二、氮對金屬的作用三、氫對金屬的作用第一章 焊接化學冶金氫通過熔渣向金屬過渡： （一）氫在金屬中的溶解 此時，氫的濃度取決于： 氣相中氫和水蒸氣的分壓 熔渣的堿度 氟化物的含量 金屬中的含氧量第69頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五第一章 焊接化學冶金第二節(jié)：氣相對金屬的作用一、焊接區(qū)內的氣體二、氮對金屬的作用三、氫對金屬的作用第一章

43、 焊接化學冶金氫通過氣相向金屬過渡： （一）氫在金屬中的溶解 氫的溶解度與其在氣相中的分壓成正比 式中 ： 為氫溶解的平衡常數；為給定溫度下氫的分解度 ； 為分子和原子氫的分壓分子氫的溶解度（平方根規(guī)律）分子及原子氫的溶解度式中 ： 為氫溶解的平衡常數； 為分子氫的分壓氫分子氫分子和原子第70頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五第一章 焊接化學冶金第二節(jié)：氣相對金屬的作用一、焊接區(qū)內的氣體二、氮對金屬的作用三、氫對金屬的作用第一章 焊接化學冶金氫在金屬中溶解度的影響因素： （一）氫在金屬中的溶解 1）溫度和在氣相中的分壓2）組織及相組成3）合金元素 提高氫含量的元素：Ti

44、, Zr, Nb 影響不大的元素：Mn, Ni, Cr, Mo 降低氫含量的元素：C，Si，Al4）氧含量：表面活性元素，可降低氫 在金屬表面的吸附。第71頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五第一章 焊接化學冶金第二節(jié)：氣相對金屬的作用一、焊接區(qū)內的氣體二、氮對金屬的作用三、氫對金屬的作用（一）氫在金屬中的溶解第一章 焊接化學冶金氫在金屬中的存在形式： （二）焊縫金屬中氫的擴散 1）擴散氫：H, H-, H+ 形式存在， 間隙固溶，自由擴散 8090%2）殘余氫：H2分子形式存在， 晶格缺陷、微裂紋、非金屬夾雜邊緣等陷阱， 不可擴散 總含氫量=擴散氫殘余氫溫度T01020

45、304050601020304050總氫量擴散氫殘余氫t/sH/mL(100g)-1焊縫中的含氫量與焊后放置時間的關系第72頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五第一章 焊接化學冶金第二節(jié)：氣相對金屬的作用一、焊接區(qū)內的氣體二、氮對金屬的作用三、氫對金屬的作用（一）氫在金屬中的溶解第一章 焊接化學冶金（二）焊縫金屬中氫的擴散 氫在焊縫中分布： （1）氫沿長度方向的分布 基本均勻但火口處含氫量較高。 （2）氫沿焊接接頭橫斷面的分布 與母材成分、組織及焊縫金屬的類型有關。 （擴散到近縫區(qū)及母材深處）（3）母材與焊縫的匹配 氫的溶解度： A M 第73頁，共142頁，2022年，

46、5月20日，2點42分，星期五第一章 焊接化學冶金第二節(jié)：氣相對金屬的作用三、氫對金屬的作用（一）氫在金屬中的溶解（二）焊縫金屬中氫的擴散第一章 焊接化學冶金（三）氫對焊接質量的影響 金屬和合金焊接時，氫是有害的！ （1）氫脆： 使室溫的鋼的塑形嚴重下降，強度幾乎不變 原因：氫原子擴散到金屬中位錯運動產生的顯微空腔中，以氫氣分子存在，造成空腔內很高的壓力，導致金屬變脆。（2）白點（魚眼）：氫含量高的碳鋼和低合金鋼拉伸、彎曲斷面上的銀白色圓形脆性斷點（0.35mm） 特征：白點周圍為塑性斷口，中心有小夾雜物或氣孔，材料塑性下降。 原因：白點是在塑性變形階段產生的?！罢T捕理論”解釋：焊縫中的氣孔及

47、非金屬夾雜物邊緣的空隙,好象“陷阱”一樣.捕捉氫原子，并在其中結合成氫分子,在拉伸試驗中“陷阱”中的氫分子被吸附.由于塑性變形新產生的微裂紋表面上,分解成原子氫,原子氫擴散到微裂紋金屬晶格內,引起金屬脆化。 第74頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五第一章 焊接化學冶金第二節(jié)：氣相對金屬的作用三、氫對金屬的作用（一）氫在金屬中的溶解（二）焊縫金屬中氫的擴散第一章 焊接化學冶金（三）氫對焊接質量的影響 （3）氣孔：當鋼中含過量的氫，凝固時由于溶解度的突然下降，過飽和氫發(fā)生反應形成氫氣分子， 形成氣泡，未及時逸出則形成氣孔。 2H = H2 (4) 冷裂紋：焊接接頭冷卻到較低

48、溫度產生的一種裂紋。 三大主要因素： 鋼種的淬硬傾向； 焊接接頭氫含量及分布； 接頭所承受的拘束應力狀態(tài)。擴散氫起決定作用氫致裂紋！第75頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五第一章 焊接化學冶金第二節(jié)：氣相對金屬的作用三、氫對金屬的作用（一）氫在金屬中的溶解（二）焊縫金屬中氫的擴散（三）氫對焊接質量的影響第一章 焊接化學冶金（四）控制氫的措施 1 限制焊接材料中的含氫量：降低制造焊條、焊劑和藥芯焊絲用的各種材料的含氫量；制造焊條、焊劑和藥芯焊絲時提高烘培溫度（不可過高）；焊條、焊劑的防潮處理（保存、制造）；焊接材料在使用前烘干處理。第76頁，共142頁，2022年，5月2

49、0日，2點42分，星期五第一章 焊接化學冶金第二節(jié)：氣相對金屬的作用三、氫對金屬的作用（一）氫在金屬中的溶解（二）焊縫金屬中氫的擴散（三）氫對焊接質量的影響第一章 焊接化學冶金（四）控制氫的措施 2 清除焊絲和焊件表面上的雜質： 鐵銹、油污、吸附水； 氧化膜（Al(OH)3，Mg(OH)2） 機械方法清除； 化學方法清除。第77頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五第一章 焊接化學冶金第二節(jié)：氣相對金屬的作用三、氫對金屬的作用（一）氫在金屬中的溶解（二）焊縫金屬中氫的擴散（三）氫對焊接質量的影響第一章 焊接化學冶金（四）控制氫的措施 3 冶金處理：降低氣相中氫的分壓可以減少

50、氫在液態(tài)金屬中的溶解度。形成穩(wěn)定的不溶于液態(tài)金屬的氫化物，如HF, OH和其他穩(wěn)定氫化物。（1）在要皮和焊劑中加入氟化物 CaF2渣中含有氟化物時：水的溶解度減小，H 小渣中含有CaF2和SiO2時：第78頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五第一章 焊接化學冶金第二節(jié)：氣相對金屬的作用三、氫對金屬的作用（一）氫在金屬中的溶解（二）焊縫金屬中氫的擴散（三）氫對焊接質量的影響（四）控制氫的措施第一章 焊接化學冶金3 冶金處理：（2）控制焊接材料的氧化還原勢熔池中的氫平衡濃度：增加熔池中的含氧量或氣相的氧化性可以減少熔池中氫的平衡濃度降低氣相中的氫分壓低氫型焊條要皮中含較多的碳

51、酸鹽；氬弧焊保護氣中加入5%左右的氧氣；藥皮中加入Fe2O3。第79頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五第一章 焊接化學冶金第二節(jié)：氣相對金屬的作用三、氫對金屬的作用（一）氫在金屬中的溶解（二）焊縫金屬中氫的擴散（三）氫對焊接質量的影響（四）控制氫的措施第一章 焊接化學冶金3 冶金處理：（3）在藥皮或焊芯中加入微量的稀土或稀散元素 藥皮中加入微量的碲或硒可大幅度降低擴散氫含量； 藥皮中加入微量的稀土元素釔，即可降低擴散氫含量， 又可提高焊縫韌性。稀散元素：鎵(Ga)、鍺(Ge)、硒(Se)、鎘(Cd)、銦(In)、碲(Te)、錸(Re)、鉈(Tl)。 稀土元素：化學元素周

52、期表中鑭系元素鑭(La）、鈰(Ce）、鐠(Pr）、釹(Nd）、钷(Pm）、釤(Sm）、銪(Eu）、釓(Gd）、鋱(Tb）、鏑(Dy）、鈥(Ho）、鉺(Er）、銩(Tm）、鐿(Yb）、镥(Lu），以及與鑭系的15個元素密切相關的兩個元素鈧(Sc）和釔(Y）共17種元素，稱為稀土元素 第80頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五第一章 焊接化學冶金第二節(jié)：氣相對金屬的作用三、氫對金屬的作用（一）氫在金屬中的溶解（二）焊縫金屬中氫的擴散（三）氫對焊接質量的影響（四）控制氫的措施第一章 焊接化學冶金4 控制焊接工藝參數：手工電弧焊時： 增大電流使熔滴吸收的氫量增加； 增加電弧電壓使

53、焊縫含氫量有某些減小。電流種類和極性：直流反接直流正接 (FeO）有氣保時， (FeO）鐵氧化第87頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五第一章 焊接化學冶金第一章 焊接化學冶金2、氧化性氣體對金屬的氧化第二節(jié)：氣相對金屬的作用四、氧對金屬的作用（一）氧在金屬中的溶解（二）氧化性氣體對金屬的氧化（2）CO2溫度/K1800200022002500300035004000氣相成分（體積分數）（%）CO299.3497.7493.9481.1044.2616.795.92CO0.441.514.0412.6037.1655.5462.72O20.220.762.026.3018

54、.5827.7731.36氣相中氧的分壓Po2/101.325kPa2.210-37.610-32.010-26.310-218.5810-227.7710-231.3610-2飽和時FeO分解壓Po2/101.325kPa3.810-91.010-71.310-65.310-5純CO2 分解得到的平衡氣相成分第88頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五第一章 焊接化學冶金第一章 焊接化學冶金2、氧化性氣體對金屬的氧化第二節(jié)：氣相對金屬的作用四、氧對金屬的作用（一）氧在金屬中的溶解（二）氧化性氣體對金屬的氧化（2）CO2CO2 與液態(tài)鐵的反應式及平衡常數導致導致Fe被氧化程

55、度CO2保護可防N，但不能去O采用含Si, Mn高的焊絲或藥芯焊絲，以利于脫氧。第89頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五第一章 焊接化學冶金第一章 焊接化學冶金2、氧化性氣體對金屬的氧化第二節(jié)：氣相對金屬的作用四、氧對金屬的作用（一）氧在金屬中的溶解（二）氧化性氣體對金屬的氧化（3）H2O 增氫增氧H2O 氣與液態(tài)鐵的反應式及平衡常數溫度增加H2O的氧化性也會增強；H2O的氧化性較CO2弱；H2O還會使金屬增氫；第90頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五第一章 焊接化學冶金第一章 焊接化學冶金2、氧化性氣體對金屬的氧化第二節(jié)：氣相對金屬的作用四、氧

56、對金屬的作用（一）氧在金屬中的溶解（二）氧化性氣體對金屬的氧化（4）混合氣體Ar+O2Ar+CO2CO2+O2Ar+O2CO2+O2Ar+CO210030405020Ar co2，o2 (100%)每100g焊縫金屬反應的總氧量0.10.20.30.40.50.6 CO2o2 (100%)O和焊縫含氧量O與保護氣體成分的關系實線O 虛線O 在CO2與O2體積分數相同的條件下，Ar+O2的氧化能力比Ar+CO2大； Ar+15%O2（體積分數）的氧化能力與純CO2相當。 在氧化性混合氣體焊接時，應根據其氧化能力的大小選擇含合適的脫氧劑的焊絲。第91頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42

57、分，星期五第一章 焊接化學冶金第一章 焊接化學冶金（三）氧對焊接質量的影響第二節(jié)：氣相對金屬的作用四、氧對金屬的作用（一）氧在金屬中的溶解（二）氧化性氣體對金屬的氧化隨著焊縫含氧量的增加，其強度、塑性、韌性都明顯下降。 溶解在熔池里的氧與碳發(fā)生反應，生成CO，可導致氣孔。 氧燒損鋼中的有益合金元素，使焊縫性能變壞。 CO受熱膨脹，熔滴易爆炸，造成飛濺。 減少焊縫含氫量，改進電弧特性第92頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五第一章 焊接化學冶金第一章 焊接化學冶金（四）控制氧的措施第二節(jié)：氣相對金屬的作用四、氧對金屬的作用（一）氧在金屬中的溶解（二）氧化性氣體對金屬的氧化（

58、三）氧對焊接質量的影響 純化焊接材料 高純度的惰性氣體保護； 低氧或無氧氣焊條、焊絲； 真空焊接。 控制焊接工藝參數 電弧電壓（短弧焊）；焊接方法；熔滴過渡特性；電流種類等 脫氧 冶金方法進行脫氧第93頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五第94頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五一、熔渣的作用與形成（一） 熔渣的作用與分類1、 熔渣的作用機械保護作用：密度小于液態(tài)金屬，浮于液態(tài)金屬上方 ，防止氣相中H、N、O和S進入液態(tài)金屬，避免合金元素的燒損，渣殼防止高溫固態(tài)焊縫受空氣的有害作用冶金處理：通過與液態(tài)金屬的一系列化學反應，去除金屬中的有害雜質（O、S

59、、P、H），吸附、溶解液態(tài)金屬中的氧化物夾雜，過渡有益的元素改善成形工藝性能作用：幫助引弧、穩(wěn)弧、減少飛濺、改善脫渣性能及焊縫外觀成形。重熔、精煉焊縫填充金屬（電渣焊）阻隔、保護吸毒、填養(yǎng)益弧、益形有利強氧化性渣可使液態(tài)金屬增氧；增加了焊接過程的工作量（烘干、除渣）不利第一章 焊接化學冶金第一節(jié)： 焊接化學冶金過程的特點第二節(jié)：氣相對金屬的作用第三節(jié) 熔渣及其對金屬的作用第95頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五2、熔渣的成分與分類鹽型熔渣：氟化物、氯化物和不含氧的化合物 CaF2-NaF、CaF2-BaCl-NaF、KCl-NaCl-Na3AlF6、 BaF2-MgF2

60、-CaF2-LiF。 氧化性很小，適用于鋁、鈦等化學活性金屬鹽-氧化物型熔渣：氟化物和金屬氧化物 CaF2-CaO-Al2O3、CaF2-CaO-SiO2、CaF2-MgO-Al2O3-SiO2 氧化性較少，適用于重要的低合金高強鋼、合金鋼及合金氧化物型熔渣：弱堿金屬氧化物，應用最普遍 MnO-SiO2、FeO-MnO-SiO2、CaO-TiO2-SiO2等。 較強的氧化性，適用于用于低碳鋼、低合金高強鋼的焊接 第一章 焊接化學冶金第三節(jié) 熔渣及其對金屬的作用一、熔渣的作用與形成（一） 熔渣的作用與分類第96頁，共142頁，2022年，5月20日，2點42分，星期五藥皮焊條電弧焊時的熔渣與藥皮