固定管焊接(焊接金属脱氧脱氮脱磷)

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1、【组织教学】1、点名检查学生出勤情况2、强调课堂纪律【作业点评】1、上次作业质量情况2、对出现问题较多的进行课堂纠正【复习提问】1、焊接冶金过程道特点是什么?2、简述焊接区氧、氢、氮的来源及其对焊缝的影响。【相关工艺】焊接金属脱氧脱氮脱磷1．焊缝金属的脱氧焊缝金属脱氧的目的是要尽量减少熔池金属的含氧量(对低碳钢和低合金钢来说，危害性最大的主要是FeO，使焊缝金属中氧化夹杂物减少到最低限度。焊缝金属的脱氧主要有两个途径：脱氧剂脱氧(按脱氧的时间可分为先期脱氧、沉淀脱氧)及扩散脱氧。选择脱氧剂的原则如下：(1)脱氧剂在焊接温度下对氧的亲和力应比被焊金属对氧的亲

2、和力大。元素对氧的亲和力大小顺序为：Al、Ti、C、Si、Mn、Fe(强一弱)。在实际生产中，常用它们的铁合金或金属粉，如锰铁、硅铁、钛铁、铝粉等作为脱氧剂。元素对氧的亲和力越大，脱氧能力越强。(2)脱氧后的产物应不溶于金属，且熔点较低，密度比金属小，容易从熔池中上浮人渣。酸性焊条和碱性焊条的药皮类型不同，它们采用的脱氧途径及脱氧剂选用的元素也有所区别，现分别叙述如下：(1)酸性焊条(以E4303型为例)1)先期脱氧焊接开始后，在焊条药皮加热过程中，药皮中的碳酸盐受热分解，其化学反应式如下：MnO+Si02=MnO·SiO2(入渣)这种尽可能早期把氧去除，

3、以免氧与熔化金属发生作用后使金属氧化的脱氧方式称为“先期脱氧”。它主要发生在焊条端部反应区，脱氧过程和脱氧产物一般不和熔滴金属发生直接关系。MnO是碱性氧化物。E4303型熔渣中酸性氧化物SiO2和Ti02很多。酸性氧化物与碱性氧化物可以形成稳定的熔渣，因此上述反应容易向右进行，也就是说脱氧效果好。如果E4303型焊条的药皮主要采取硅铁(Si—Fe)和钛铁(Ti—Fe)作脱氧剂，则：由于E4303型熔渣中Si02及Ti02已经很多，因此上述反应不容易向右进行，从而不易脱氧。2)沉淀脱氧(熔池脱氧)也就是利用熔池中的合金元素进行脱氧，并使脱氧后的产物不溶于熔

4、池而排人熔渣，脱氧对象主要是溶解于熔池的FeOc，在E4303型焊条药皮中用Mn脱氧效果很好。Si、Ti对氧的亲和力比Mn和氧的亲和力大得多，但E4303型焊条的熔渣中含有大量的Si()2和Ti02，而Si和Ti脱氧后的生成物也是SiO2和Ti02，均系酸性氧化物，无法与熔渣中存在的大量酸性氧化物结合成稳定的熔渣。因此以下脱氧反应难以向右进行而无法脱氧：2FeO+Si=SiO2+2Fe2FeO+Ti=Ti02+2Fe而Mn的脱氧反应是：FeO+Mn=MnO+FeMnO系碱性氧化物，很容易与酸性氧化物(SiO2、Ti02)结合成稳定的熔渣，所以Mn是E430

5、3型焊条中较好的脱氧剂。3)扩散脱氧FeO既可溶解于Fe中，也可以从熔池扩散到熔渣中。熔池中FeO不断扩散到熔渣，使熔池的含氧量降低，称为扩散脱氧。由于FeO系碱性氧化物，而在E4303型焊条的熔渣中有大量SiO2和Ti02(酸性氧化物)，因此可结合成稳定的熔渣。FeO+SiO2=FeO·SiO2FeO+TiO2=FeO·Ti02这有利于熔池中FeO不断地向熔渣中扩散，但焊接过程中的冶金时间很短，而扩散脱氧需要较长时间，所以扩散脱氧效果是有限的。熔池的搅拌作用有利于扩散脱氧。(2)碱性焊条(以E5015型为例)1)先期脱氧E5015型焊条药皮中含有大量的大

6、理石原料，在加热时放出C02气体：药皮中主要依靠硅铁和钛铁来脱氧，脱氧反应是：2C02+Si=Si02+2COE5015型焊条熔渣碱性氧化物很多，约占熔渣的2／3以上，熔渣的碱度很大，这样酸性脱氧产物SiO2和Ti02很容易和熔渣中的碱性氧化物结合，生成复合化合物：Si02+CaO=CaO.SiO2(入渣)Ti02+CaO=Ca0.Ti02(入渣)如果E5015型焊条采用锰铁作脱氧剂，则脱氧产物MnO是碱性的，则不易形成稳定的熔渣。因此锰铁在E5015型焊条中只起渗合金作用。2)沉淀脱氧E5015型焊条药皮中用Ti、Si对熔池中的FeO脱氧效果较好，脱氧反

7、应是：2FeO+Ti=TiO2+2Fe2FeO+Si=SiO十2Fe脱氧后的产物人渣固定：脱硫没有影响，其原因是酸性焊条的熔渣碱度很小，而酸性氧化物的数量很大，增加一点CaO并不能发挥脱硫的作用。2)碱性焊条(以E5015型为例)E5015型焊条药皮中含有大量的大理石、氟石和铁合金，脱氧能力强，熔渣中有大量的碱性氧化物，这使CaO和CaF2的脱硫效果显著。虽然药皮中锰铁含量小，其元素脱硫作用不大，但总的来说，E5015型焊条脱硫能力是强的。可是由于焊接冶金时间短，脱硫反应不能完全，加上其他条件的限制，因此焊接冶金脱硫比炼钢冶金脱硫效果差，所以必须严格控制焊

8、接材料(包括焊芯及药皮)中的含硫量。2．焊缝金属的脱磷磷以铁的磷化