焊接冶金學(考試要點)

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1、(二)焊接接頭的形成:熔焊時焊接接頭的形成,一般都要經(jīng)歷加熱、熔化、冶金反應、凝固結(jié)晶、固態(tài)相變,直至形成焊接接頭。(-)氮對焊接質(zhì)量的影響:1)在碳鋼焊縫屮氮是有害的雜質(zhì)。氮是促使焊縫產(chǎn)生氣孔的主要原因z—。2)氮是提高低碳鋼和低合金鋼焊縫金屈強度、降低塑性和韌性的元素。3)氮是促使焊縫金屬時效脆化的元素。(三)影響焊縫含氮量的因素及控制措施:1?焊接區(qū)保護的影響:液態(tài)金屬脫氮比較困難,所以控制氮的主要措施是加強保護,防止空氣與金屬作用。2?焊接工藝參數(shù)的影響:3.合金元素的影響:。(三)氫對焊接質(zhì)量的影響:1?氫脆氫在

2、室溫附近使鋼的塑性嚴重下降的現(xiàn)象稱為氫脆。氫脆現(xiàn)象是由溶解在金屬晶格中的氫引起的。2?白點碳鋼或低合金鋼焊縫,如含氫量高,則常常在其拉伸或彎曲斷面上出現(xiàn)銀口色圓形局部脆斷點,稱之為口點。3.形成氣孔如果熔池吸收了大量的氫,那么在它凝I古I時由于溶解度的突然下降,使氫處于過飽和狀態(tài),會產(chǎn)生氫氣且不溶于液態(tài)金屬,于是在液態(tài)金屬中形成氣泡。當氣泡外逸速度小于凝固速度時,就在焊縫中形成氣孔。4?產(chǎn)生冷裂紋冷裂紋是焊接接頭冷卻到較低溫度產(chǎn)生的一種裂紋,其危害很大。氫是促使產(chǎn)生這種裂紋的主要原因么一。(四)控制氫的措施:1?限制焊接材

3、料中的含氫量2.清除焊絲和焊件表面上的雜質(zhì)3.冶金處理冶金處理具體措施如下:1)在藥皮和焊劑中加入氟化物2)控制焊接材料的氧化還原勢3)在藥皮或焊芯中加入微量的稀土或稀散元素4?控制焊接工藝參數(shù)。5.焊后脫氫處理(三)氧對焊接質(zhì)量的影響1)氧在焊縫中無論以何種形式存在,對焊縫的性能都有很大的影響。隨著焊縫含氧量的增其強度、塑性、韌性都明顯下降,尤其是低溫沖擊韌度急劇下降。此外,它還引起熱脆、冷脆和時效硬化。2)氧燒損鋼屮的有益合金元素使焊縫性能變壞。熔滴中含氧和碳多時,它們相互作用生成的CO受熱膨脹,使熔滴爆炸,造成飛戮,

4、影響焊接過程的穩(wěn)定性。必須指岀,焊接材料具有氧化性并不是在所有情況下都是有害的。相反,為了減少焊縫含氮量,改進電弧的特性,獲得必要的熔渣物理化學性能,在焊接材料中有時要敵意加入一定量的氧化劑。(四)控制氧的措施1.純化焊接材料2.控制焊接工藝參數(shù)3.脫氧1.熔渣在焊接過程中的作用:1)機械保護作用2)改善焊接工藝性能的作用3)冶金處理作用(三)熔渣的性質(zhì)與其結(jié)構(gòu)的關系1?熔渣的堿度堿度是熔渣的重要化學性質(zhì)。熔渣的其它物化性質(zhì),如熔渣的活性、粘度和表面張力等都與熔渣的堿度有密切關系。不同的熔渣結(jié)構(gòu)理論,對堿度的定義和計算方法

5、是不同的。分子理論認為熔渣中的氧化物按其性質(zhì)可分為三類:1)酸性氧化物2)堿性氧化物3)中性氧化物。這些氧化物在不同性質(zhì)的渣中可呈酸性,也可呈堿性。二、活性熔渣對焊縫金屈的氧化活性熔渣對焊縫金屬的氧化可分為兩種基本形式:擴散氧化和置換氧化。(一)擴散氧化在溫度不變的情況下,當增加熔渣中Feo的濃度時,它將向熔池中擴散,使焊縫屮的含氧量增加。焊縫屮的含氧量隨著熔渣屮FeO含量的增加成直線增加FeO的分配常數(shù)與溫度和熔渣的性質(zhì)有關()置換氧化如果熔渣中含有較多的易分解的氧化物,則可能與液態(tài)鐵發(fā)牛置換反應,使鐵氧化。因此,置換氧

6、化反應主要發(fā)生在熔滴階段和熔池前部的高溫區(qū)。在焊絲或藥皮屮含有對氧親和力比鐵大的元素時,它們將與SiO2、MnO發(fā)生更激烈的置換反應三、焊縫金屬的脫氧:(-)脫氧的目的和選擇脫氧劑的原則脫氧的目的是盡量減少焊縫中的含氧量,這一方面就要防止被焊金屬的氧化,減少在液態(tài)金屬屮溶解的氧,另一方面要排除脫氧后的產(chǎn)物,因為它們是焊縫屮非金屬夾雜物的主要來源,而這些夾雜物會使焊縫含氧量增加。脫氧的主耍措施是在焊絲、焊劑或藥皮中加入合適的元素或鐵合金,使之在焊接過程中奪取氧。用于脫氧的元素或鐵合金叫脫氧劑為了達到脫氧的目的,選擇脫氧劑應遵

7、循以下原則:1)脫氧劑在焊接溫度下對氧的親和力應比被焊金屬對氧的親和力大.1)脫氧的產(chǎn)物應不溶于液態(tài)金展,其密度也應小于液態(tài)金屈的密度。同時應盡量使脫氧產(chǎn)物處于液態(tài)。2)必須考慮脫氧劑對焊縫成分、性能以及焊接工藝性能的影響。(-)先期脫氧在藥皮加熱階段,固態(tài)藥皮中進行的脫氧反應叫先期脫氧。先期脫氧的效果取決于脫氧劑對氧的親和力、它的粒度、氧化劑與脫氧劑的比例、焊接電流密度等因素。(三)沉淀脫氧沉淀脫氧是在熔滴和烙池內(nèi)進行的。其原理是溶解在液態(tài)金屬中的脫氧劑和FeO直接反應,把鐵還原,脫氧產(chǎn)物浮出液態(tài)金屬。1?鐳的脫氧反應在

8、藥皮中加入適量的猛鐵或焊絲中含有較多的猛,可進行如下脫氧反應增加金屬中的含猛量,減少渣中的MnO,可以提高脫氧效果。熔渣的性質(zhì)對錨的脫氧效果也有很大的影響。在酸性渣中含有較多的Si02和TiO2,它們與脫氧產(chǎn)物MnO生成復合物MnO?SiO2和MnO?TiO2。從而使YMnO減小,因此脫氧效果較好.相反

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