第3讲焊接熔渣对金属的作用.doc

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1、上次课复习：氢对金属的作用，控制措施。本次课题（或教材章节题目）：第一章焊接化学冶金第三节焊接熔渣对金属的作用教学要求：了解熔渣碱度、粘度的相关知识；掌握熔渣对焊缝金属的氧化及焊缝脱氧方式；重点：熔渣对焊缝金属的氧化及焊缝脱氧方式；难点：熔渣的结构理论教学手段及教具：讲授、PowerPoint课件、动画、板书讲授内容及时间分配：第三节熔渣对金属的作用（90mins）1、复习上次课内容（5mins）2、焊接熔渣的作用（5mins）3、熔渣的种类和成分（15mins）4、熔渣的微观结构（3mins）5、熔渣的性质（15mins）6、熔渣对金属的氧化（20mins）

2、7、焊缝金属的脱氧（20mins）小结，布置作业（7mins）课后作业1、什么是长渣和短渣？2、论述焊接熔渣对金属的氧化途径及影响因素3、焊缝金属脱氧的途径有哪些？脱氧效果如何？参考资料见附录1第3次课2学时第三节焊接熔渣对金属的作用一、焊接熔渣及其性质1、作用1）机械保护作用；2）冶金处理作用；3）改善焊接工艺性能的作用；2、熔渣的种类和成分1）盐型熔渣：组成＝金属卤化物＋不含氧的化合物；特点：氧化性小；用途：焊接铝、钛和其他化学活性金属及其合金；2）盐――氧化物型熔渣：组成＝氟化物+强金属氧化物；特点：氧化性较小；用途：焊接合金钢及低碳钢重要件；3）氧化物

3、型熔渣：组成＝金属氧化物；特点：氧化性较强；用途：焊接低碳钢和低合金钢；3、熔渣的微观结构1）熔渣结构的分子理论液态熔渣是由化合物分子组成的理想溶液，氧化物与复合物在一定温度下处于平衡状态；只有自由氧化物才能参与冶金反应。如：（FeO）+[C]=[Fe]+CO而(FeO)2·SiO2中的FeO不能参与上面的反应。2）熔渣的离子理论液态熔渣是由阳离子和阴离子组成的电中性溶液。离子的分布、聚集和相互作用取决于它的综合矩（离子电荷/离子半径）。液体熔渣与金属之间相互作用，是原子与离子交换电荷的过程。如：Si4＋+2[Fe]=2Fe2＋+[Si]3）分子－离子共存理论

4、4、熔渣的性质1）酸碱度――评价熔渣碱性强弱的指标；酸度是碱度的倒数；酸性氧化物：强－SiO2－TiO2－P2O5－弱；碱性氧化物：强－K2O－Na2O－CaO－MgO－BaO－MnO－FeO－弱；中性氧化物：Al2O3、Fe2O3、Cr2O3等；补充：科学上把含有6.02×1023个微粒的集体作为一个单位，称为摩尔，1摩任何物质的质量都是以克为单位，数值上等于该种原子的相对原子质量。　　通常把1mol物质的质量，叫做该物质的摩尔质量（符号是M），摩尔质量的单位是克／摩（符号是“g／mol”），例如，水的摩尔质量为18g／mol，写成M（H2O）=18g／mo

5、l。混和物或溶液中的一种物质的摩尔数与各组分的总摩尔数之比,即为该组分的摩尔分数。a）碱度的分子理论熔渣的碱度就是熔渣中的碱性氧化物与酸性氧化物含量的比值。碱性氧化物：K2O、Na2O、CaO、MgO、MnO、FeO，酸性氧化物：SiO2、TiO2、P2O5等。B1＞1为碱性渣，B1＜1为酸性渣，B1=1为中性渣。b）碱度的离子理论把液态熔渣中自由氧离子的浓度（或氧离子的活度）定义为碱度。渣中自由氧离子的浓度越大，其碱度越大。计算式为：Mk是渣中第k种氧化物的摩尔分数，ak是其碱度系数当B2＞0时为碱性渣，B2＜0为酸性渣，B2=0为中性渣。2）粘度――指熔渣

6、内部各层之间相对运动时的内摩擦力；一般，粘度越大，保护效果差，冶金作用小；粘度过小，保护作用也差，对成形不利。影响因素：a）熔渣成分焊钢用熔渣的粘度：1500℃左右，0.1～0.2Pa·S；酸性渣――加入SiO2――阴离子的尺寸↑――粘度↑；――加入碱性氧化物或TiO2――阴离子的尺寸↓――粘度↓；碱性渣――加入碱性氧化物――未熔固体颗粒增多――粘度↑；――加入SiO2――未熔固体颗粒减少――粘度↓；碱性或酸性渣――加入CaF2――粘度↓。b）温度↑，粘度↓；酸性渣：长渣，凝固时间长，不适于仰焊；碱性渣：短渣，凝固时间短，适于全位置焊接；图2-18，粘度与温度

7、的关系。3）熔渣的表面张力：指气相与熔渣之间的界面张力或相互接触的比表面能。补：多相体系中相之间存在着界面。习惯上人们仅将气-液，气-固界面称为表面。表面张力即界面张力，通常，由于环境不同，处于界面的分子与处于相本体内的分子所受力是不同的。如：在水内部的一个水分子受到周围水分子的作用力的合力为0，但在表面的一个水分子却不如此。因上层空间气相分子对它的吸引力小于内部液相分子对它的吸引力，所以该分子所受合力不等于零，其合力方向垂直指向液体内部，结果导致液体表面具有自动缩小的趋势，这种收缩力称为表面张力。影响因素：a）化学键能――质点间的作用力。酸性氧化物――化学键

8、能小――表面张力小；碱性氧化物――化学