焊接冶金学(考试要点).doc

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1、（二）焊接接头的形成：熔焊时焊接接头的形成，一般都要经历加热、熔化、冶金反应、凝固结晶、固态相变，直至形成焊接接头。（二）氮对焊接质量的影响：1）在碳钢焊缝中氮是有害的杂质。氮是促使焊缝产生气孔的主要原因之一。2）氮是提高低碳钢和低合金钢焊缝金属强度、降低塑性和韧性的元素。3）氮是促使焊缝金属时效脆化的元素。（三）影响焊缝含氮量的因素及控制措施：1.焊接区保护的影响：液态金属脱氮比较困难，所以控制氮的主要措施是加强保护，防止空气与金属作用。2.焊接工艺参数的影响：3.合金元素的影响:。（三）氢对焊接质量的影响：1.氢脆氢在室温附近使钢的塑性严重下降的现象称为氢脆

2、。氢脆现象是由溶解在金属晶格中的氢引起的。2.白点碳钢或低合金钢焊缝，如含氢量高，则常常在其拉伸或弯曲断面上出现银白色圆形局部脆断点，称之为白点。3.形成气孔如果熔池吸收了大量的氢，那么在它凝固时由于溶解度的突然下降，使氢处于过饱和状态，会产生氢气且不溶于液态金属，于是在液态金属中形成气泡。当气泡外逸速度小于凝固速度时，就在焊缝中形成气孔。4.产生冷裂纹冷裂纹是焊接接头冷却到较低温度产生的一种裂纹，其危害很大。氢是促使产生这种裂纹的主要原因之一。（四）控制氢的措施：1.限制焊接材料中的含氢量2.清除焊丝和焊件表面上的杂质3.冶金处理冶金处理具体措施如下:l）在药

3、皮和焊剂中加入氟化物2）控制焊接材料的氧化还原势3）在药皮或焊芯中加入微量的稀土或稀散元素4.控制焊接工艺参数。5.焊后脱氢处理（三）氧对焊接质量的影响1）氧在焊缝中无论以何种形式存在，对焊缝的性能都有很大的影响。随着焊缝含氧量的增其强度、塑性、韧性都明显下降，尤其是低温冲击韧度急剧下降。此外，它还引起热脆、冷脆和时效硬化。2）氧烧损钢中的有益合金元素使焊缝性能变坏。熔滴中含氧和碳多时，它们相互作用生成的CO受热膨胀，使熔滴爆炸，造成飞戮，影响焊接过程的稳定性。必须指出，焊接材料具有氧化性并不是在所有情况下都是有害的。相反，为了减少焊缝含氮量，改进电弧的特性，获

4、得必要的熔渣物理化学性能，在焊接材料中有时要敌意加入一定量的氧化剂。（四）控制氧的措施1.纯化焊接材料2.控制焊接工艺参数3.脱氧1.熔渣在焊接过程中的作用:1）机械保护作用2）改善焊接工艺性能的作用3）冶金处理作用（三）熔渣的性质与其结构的关系1.熔渣的碱度碱度是熔渣的重要化学性质。熔渣的其它物化性质，如熔渣的活性、粘度和表面张力等都与熔渣的碱度有密切关系。不同的熔渣结构理论，对碱度的定义和计算方法是不同的。分子理论认为熔渣中的氧化物按其性质可分为三类：l）酸性氧化物2）碱性氧化物3）中性氧化物。这些氧化物在不同性质的渣中可呈酸性，也可呈碱性。二、活性熔渣对焊

5、缝金属的氧化活性熔渣对焊缝金属的氧化可分为两种基本形式：扩散氧化和置换氧化。（一）扩散氧化在温度不变的情况下，当增加熔渣中Feo的浓度时，它将向熔池中扩散，使焊缝中的含氧量增加。焊缝中的含氧量随着熔渣中FeO含量的增加成直线增加FeO的分配常数与温度和熔渣的性质有关（二）置换氧化如果熔渣中含有较多的易分解的氧化物，则可能与液态铁发生置换反应，使铁氧化。因此，置换氧化反应主要发生在熔滴阶段和熔池前部的高温区。在焊丝或药皮中含有对氧亲和力比铁大的元素时，它们将与SiO2、MnO发生更激烈的置换反应三、焊缝金属的脱氧：（一）脱氧的目的和选择脱氧剂的原则脱氧的目的是尽量

6、减少焊缝中的含氧量，这一方面就要防止被焊金属的氧化，减少在液态金属中溶解的氧，另一方面要排除脱氧后的产物，因为它们是焊缝中非金属夹杂物的主要来源，而这些夹杂物会使焊缝含氧量增加。脱氧的主要措施是在焊丝、焊剂或药皮中加入合适的元素或铁合金，使之在焊接过程中夺取氧。用于脱氧的元素或铁合金叫脱氧剂为了达到脱氧的目的，选择脱氧剂应遵循以下原则：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和力大．2）脱氧的产物应不溶于液态金属，其密度也应小于液态金属的密度。同时应尽量使脱氧产物处于液态。3）必须考虑脱氧剂对焊缝成分、性能以及焊接工艺性能的影响。（二）先期脱氧在药

7、皮加热阶段，固态药皮中进行的脱氧反应叫先期脱氧。先期脱氧的效果取决于脱氧剂对氧的亲和力、它的粒度、氧化剂与脱氧剂的比例、焊接电流密度等因素。（三）沉淀脱氧沉淀脱氧是在熔滴和烙池内进行的。其原理是溶解在液态金属中的脱氧剂和FeO直接反应，把铁还原，脱氧产物浮出液态金属。1.锰的脱氧反应在药皮中加入适量的锰铁或焊丝中含有较多的锰，可进行如下脱氧反应增加金属中的含锰量，减少渣中的MnO，可以提高脱氧效果。熔渣的性质对锰的脱氧效果也有很大的影响。在酸性渣中含有较多的SiO2和TiO2，它们与脱氧产物MnO生成复合物MnO·SiO2和MnO·TiO2。从而使γMnO减小，

8、因此脱氧效果较好．相反，