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《山大 Part II 焊接冶金―4 液态金属的净化与合金化ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、材料成型基础PartII焊接化学冶金焊缝金属的净化与合金化1、脱氧2、脱碳3、脱硫4、脱磷5、合金化§4.1脱氧1、概念脱氧:对于钢液来说，脱氧就是用脱氧剂除去钢液中残留氧化亚铁中的氧而将铁还原的工艺措施。脱氧剂:用于脱氧的元素或铁合金2、脱氧目的—尽量减少金属及合金中的含氧量(1)防止液态金属的氧化，减少在液态金属中溶解的氧；(2)排除脱氧后的产物——脱氧产物是金属及合金中非金属夹杂物的主要来源之一，而这些夹杂物会使金属舍氧量增加。§4.1脱氧3、主要措施在焊丝、焊剂或药皮中加入合适的元素或铁合金(脱氧剂),使之在焊接过程中夺
2、取氧。4、衡量标准脱氧剂的脱氧能力可以用加入等量的脱氧元素后，钢液中氧化亚铁的平衡含量来衡量。不同的元素具有不同的脱氧能力。与某种元素相平衡的氧化铁含量越低时，表明这种元素的脱氧能力越强。§4.1脱氧5、选择脱氧剂的原则(1)脱氧剂在焊接温度下对氧亲和力比被焊金属大1800℃时,各种元素对氧亲和力从小到大的次序排列为:Ni、Cu、W、Mo、Fe、Cr、Nb、Mn、V、Si、B、Ti、Mg、C、Al、Ce。(2)脱氧物不应溶于液态金属而应溶于熔渣,且熔点低、密度小,上浮至熔渣中,以减少夹杂物的数量。Mn、Si、Ti和Al(铁合金或
3、金属粉)常用于脱氧剂。(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,满足技术要求的条件下考虑成本。§4.1脱氧6、脱氧方式脱氧反应同焊接化学冶金反应一样都是分区域连续进行的，按其进行的方式和特点主要可分为:(1)先期脱氧(2)沉淀脱氧(3)扩散脱氧(4)真空脱氧§4.1脱氧(1)先期脱氧在药皮加热阶段,固态药皮中进行的脱氧反应。(2)特点a.是焊条药皮反应阶段重要的脱氧方式之一。b.效果取决于脱氧剂对氧的亲和力、粒度、氧化剂与脱氧剂的比例、焊接电流密度等因素。c.脱氧过程和脱氧产物与高温的液态金属不发生直接关系，脱
4、氧产物直接参与造渣。7、先期脱氧§4.1脱氧(3)主要反应含有脱氧剂的药皮被加热时,其中的高价氧化物或碳酸盐分解出的氧和二氧化碳便和脱氧剂反应:CaCO3=CaO+CO2MgCO3=MgO+CO22Fe2O3=4FeO+O22MnO2=2MnO+O2Ti+2CO2=TiO2+2CO2Al+3CO2=Al2O3+3COSi+2CO2=SiO2+2COMn+CO2=MnO+CO§4.1脱氧(4)反应结果使气相的氧化性减弱,起到先期脱氧的作用。由于Al和Ti对氧的亲和力很强，它们在先期脱氧过程中大部分被烧损，故保护了Si、Mn等其他脱
5、氧元素进入熔池进行脱氧。(5)存在问题由于药皮加热阶段温度相对低，传质条件差，先期脱氧是不完全的，需进一步脱氧。§4.1脱氧(6)C的先期脱氧问题1)C易被氧化[C]+[O]=CO[C]+[CO2]=2CO2)加入Mn后[Mn]+[CO2]=MnO+COCO+Mn=C+MnO3)C的先期脱氧效果取决于Mn/C的比及碳酸盐当量§4.1脱氧(1)沉淀脱氧溶解于液态金属中的脱氧剂直接和熔池中的FeO起作用，使其转化为不溶于液态金属的氧化物，并析出转入熔渣中的一种脱氧方式。(2)特点a.优点是脱氧速度快，脱氧彻底。b.若脱氧产物不能清除
6、将增加金属液中杂质的含量。c.减少焊缝含氧量具有决定意义的一环。8、沉淀脱氧§4.1脱氧(3)沉淀脱氧总反应考虑熔渣碱度B、脱氧元素种类及数量等影响,则有:脱氧效果不仅与脱氧元素[Me]数量和脱氧产物(MexOy)数量有关,和熔渣碱度B有关。[Me]↑、(MexOy)↓，脱氧效果越好。§4.1脱氧(4)沉淀脱氧条件①必须向熔池中加入对氧亲和力大的元素；②脱氧产物应不溶于金属而成为独立液相转入熔渣；③熔渣的酸碱性质应与脱氧产物的性质相反，以利于熔渣吸收脱氧产物。(5)生产中常用的脱氧反应1)Mn的脱氧反应2)Si的脱氧反应3)Si
7、-Mn联合脱氧反应1)Mn的脱氧反应§4.1脱氧在药皮中加入适量的锰铁或焊丝中加入适量锰,脱氧反应为：K为平衡常数,是温度的函数,T↓,K↑,有利于脱氧。1)Mn的脱氧反应§4.1脱氧增加焊缝中含Mn量，减少渣中的MnO，有利于脱氧。酸性渣中的SiO2和TiO2与MnO反应生成复合物MnO·SiO2(或MnO·TiO2)，降低了MnO的活度，脱氧效果较好。在碱性渣中MnO的活度系数较大，不利于锰脱氧，且碱度越大，锰的脱氧效果越差。一般酸性焊条用锰铁作为脱氧剂，而碱性焊条不单独用锰铁作为脱氧剂。1)Mn的脱氧反应§4.1脱氧根据钢
8、液中锰的浓度不同,其脱氧产物MnO和FeO可形成液态或固态产物:其临界含锰量既取决于钢液的温度,也与钢液中加入的锰铁量有关。温度下降使锰的脱氧能力提高,在焊接熔池尾部有利于Mn脱氧。一定温度下,加入过多的锰会形成固态产物,易造成夹杂。相对其他常用的脱氧剂Al、T
