焊接工艺问答之熔焊原理

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1、1        什么是焊接？常用的焊接方法分为哪几类？通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件达到结合的一种加工工艺方法称为焊接。工件可以用各种同类或不同类的金属、非金属材料（塑料、石墨、陶瓷、玻璃等），也可以用一种金属与一种非金属材料。金属的焊接在现代工业中具有广泛的应用，因此狭义地讲，焊接通常就是指金属材料的焊接。按照焊接过程中金属材料所处的状态不同，目前把焊接方法分为以下三类：⑴熔焊焊接过程中，将焊件接芳尤戎寥刍刺患友沽ν瓿珊附拥姆椒ǔ莆酆浮３Ｓ玫娜酆阜椒ㄓ械缁『浮⑵浮⒌缭傅取?/span

2、>⑵压焊焊接过程中，必须对焊件施加压力（加热或不加热），以完成焊接的方法称为压焊。常用的压焊方法有电阻焊（对焊、点焊、缝焊）、摩擦焊、旋转电弧焊、超声波焊等。⑶钎焊焊接过程中，采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点、低于母材熔点的温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法称为钎焊。常用的钎焊方法有火焰钎焊、感应钎焊、炉中钎焊、盐浴钎焊和真空钎焊等。2        焊接区内有哪些气体？其来源如何？焊接过程中，焊接区内充满大量气体。用酸性焊条焊接时，主要气体成分是CO、

3、H2、H2O；用碱性焊条焊接时，主要气体成分是CO、CO2；埋弧焊时，主要气体成分是CO、H2。焊接区内的气体主要来源于以下几方面：一是为了保护焊接区域不受空气的侵入，人为地在焊接区域添加一层保护气体，如药皮中的造气剂（淀粉、木粉、大理石等）受热分解产生的气体、气体保护焊所采用的保护气体（CO2气体、Ar气）等；其次是用潮湿的焊条或焊剂焊接时，析出的气体、保护不严而侵入的空气、焊丝和母材表面上的杂质（油污、铁锈、油漆等）受热产生的气体，以及金属和熔渣高温蒸发所产生的气体等。3        试述氮、氢、氧对焊缝金属的作用和影

4、响⑴氮氮主要来自焊接区域周围的空气。手弧焊时，堆焊金属中约含有0.025%的氮。氮是提高焊缝金属强度、降低塑性和韧性的元素，也是在焊缝中产生气孔的主要原因之一。⑵氢氢主要来源于焊条药皮、焊剂中的水分、药皮中的有机物，焊件和焊丝表面上的污物（铁锈、油污）和空气中的水分等。各种焊接方法均使焊缝增氢，只是增氢的程度不同：手弧焊时用纤维素药皮焊条焊得的焊缝含氢量比母材高出70倍；只有采用低氢型焊条施焊时，焊缝的含氢量才比较低；而用CO2气体保护焊时，含氢量最低。氢使焊缝金属的塑性性严重下降，促使在焊接接头中产生气孔和延时裂纹，并且还

5、会在拉伸试样的断面上形成白点。⑶氧氧主要来源于空气、药皮和焊剂中的氧化物、水分及焊接材料表面的氧化物。随着焊缝中含氧量的增加，其强度、硬度和塑性会明显下降，还能引起金属的热脆、冷脆和时效硬化，并且也是焊缝中形成气孔（CO气孔）的主要原因之一。总之，进入焊缝金属中的氮、氢、氧都是属于有害的元素。4        为什么对焊接区域要进行保护？如何保护？对焊接区域进行保护的目的是防止空气侵入熔滴和熔池，减少焊缝金属中的氮、氧含量。保护的方式有下列三种：⑴气体保护例如，气体保护焊时采用保护气体（CO2、H2、Ar）将焊接区域与空气隔

6、离起来。⑵渣保护在熔池金属表面覆盖一层熔渣使其与空气分开隔离，如电渣焊、埋弧焊。⑶气—渣联合保护利用保护气体和熔渣同时对熔化金属进行保护，如手弧焊。5        如何减少焊缝金属中的含氧量？对焊接区域进行保护、防止空气与熔化金属进行接触是控制焊缝金属中含氧量的重要措施，但是不能根本解决问题，因为氧还可以通过许多其它渠道进入焊缝中，要彻底堵塞这些渠道事实上是不可能的，因此目前只能采取措施，对已进入熔化金属中的氧进行脱氧处理。6        焊缝金属常用的脱氧方法有哪些？利用熔渣或焊芯（丝）金属与熔化金属相互作用进行脱氧，

7、是焊缝金属常用的脱氧办法。⑴扩散脱氧当温度下降时，原先熔解于熔池中的FeO会不断地向熔渣进行扩散，从而使焊缝中的含氧量下降，这种脱氧方法称为扩散脱氧。如果熔渣中有强酸性氧化物SiO2、TiO2等，它们会与FeO生成复合物，其反应式为（SiO2+FeO）=FeO·SiO2（TiO2+FeO）=FeO·TiO2反应的结果使熔渣中的自由FeO减少，这就使熔池金属中的[FeO]不断地向渣中扩散，焊缝金属中的含量因此得以减少。酸性熔渣（如焊条J422、焊剂HJK431熔化所成的熔渣）中含有较多量的SiO2、TiO，所以其脱氧方法主要是

8、扩散脱氧。但是在焊接条件下，由于熔池冷却速度快，熔渣和液体金属相互作用的时间短，扩散脱氧进行得很不充分，因此用酸性焊条（剂）焊成的焊缝，其含氧量还比较高，焊缝金属的塑性和韧性也比较低。⑵用脱氧剂脱氧在焊芯、药皮或焊丝中加入某种元素，使它本身在焊接过程中被氧化，从而保证被焊金属及其合金元素不