1焊接化学冶金

焊接冶金与金属焊接性,第一章焊接化学冶金,概述第一节：焊接化学冶金过程的特点第二节：气相对金属的作用第三节：熔渣及其对金属的作用,第一章焊接化学冶金,第一章焊接化学冶金,在焊接过程中，焊接区内各种物质之间在高温下相互作用的过程，称为焊接化学冶金过程。,主要内容：在各种焊接工艺条件下，冶金反应与焊缝金属成分、性能之间的关系及其变化规律。对焊接质量作用重大。,主要目的：运用上述规律合理地选择焊接材料，控制焊缝金属的成分和性能使之满足使用要求，设计创新新的焊接材料。,第一章焊接化学冶金,第一节焊接化学冶金过程的特点,与炼钢过程相比，基本原理相同，只是更复杂动态过程。,一、焊条熔化及熔池形成,（一）焊条的加热及熔化,1、焊条的加热,电源电阻加热,焊接时，电流通过焊芯时产生电阻热，从而使焊条的温度升高，同时，电弧产生的热量使焊条熔化。,第一章焊接化学冶金,2、焊接金属熔滴及其过渡特性,焊条端部熔化形成的滴状液态金属称为熔滴,重点研究,熔滴过渡的分类,MAG焊的熔滴过渡形式,Rotaryarc,Shortarc,Pulsedarc,Sprayarc,第一章焊接化学冶金,（1）熔滴过渡的形式,自由过渡（FreeFlight），是指熔滴脱离焊丝末端前不与熔池接触，脱离焊丝后经电弧空间自由飞行进入熔池的一种过渡形式。包括：颗粒过渡（包括大颗粒过渡、排斥过渡和细滴过渡）、喷射过渡（包括射滴过渡、亚射流过渡、射流过渡和旋转射流过渡）和爆炸过渡。,SprayARC,接触过渡（BridgingTransfer），是通过焊丝末端的熔滴与熔池表面接触成桥而过渡的。包括：短路过渡和搭桥过渡。,渣壁过渡（SlagGuidingTransfer），包括：沿渣壳过渡和沿药皮筒过渡。,熔滴的过渡形式、尺寸和过渡频率取决于药皮的成分与厚度、焊芯直径、焊接电流与极性等因素。,第一章焊接化学冶金,第一章焊接化学冶金,（2）熔滴的温度,化学冶金反应温度函数,实测手工电弧焊低碳钢时，熔滴温度平均为21002700oC。,理论计算困难,试验与数值模拟,熔滴温度随电流增加而升高，随焊条直径增加而降低,第一章焊接化学冶金,（二）熔池的形成,熔化的焊条和母材组成的有一定几何形状的液体金属,第一章焊接化学冶金,1、熔池的形状、质量和尺寸,熔池的深度和宽度是沿X轴连续变化的。椭球,手弧焊时熔池的质量通常在0.616g范围之内，多数情况下小于5g。,2、熔池的存在时间,熔池存在时间很短,化学冶金反应很不充分,成分不均匀，偏析，气孔,第一章焊接化学冶金,3、熔池的温度,熔池的温度不均匀。前端底部最高，后端低。,熔化,凝固,低碳钢，熔池的平均温度取决于母材的性质和散热条件。一般平均1770100oC,第一章焊接化学冶金,3、熔池的温度,第一章焊接化学冶金,4、熔池中流体的运动状态,熔池内金属的剧烈运动，是焊缝形成的重要条件,极短的时间内，如果没有这样的剧烈运动，要实现反应是不可能的。在熔合区，由于受到母材未熔化金属的作用，金属的运动受阻，这一部分的反应是不均匀的。,第一章焊接化学冶金,二、焊接过程中对金属的保护,（一）保护的必要性,第一章焊接化学冶金,（二）保护的方式和效果,注意：单纯依靠保护并不能得到很好的焊缝金属成分，要研究化学冶金过程，通过调整焊条成分，改善焊缝成分和性能。,第一章焊接化学冶金,（二）保护的方式和效果,表1-6熔焊方法的保护方式,第一章焊接化学冶金,三、焊接化学冶金反应区及其反应条件,分区域（阶段）连续进行：,焊条熔滴熔池,第一章焊接化学冶金,第一章焊接化学冶金,（一）药皮反应区,温度100oC焊条熔化温度（钢焊条1500oC）,准备阶段。对熔滴和熔池反应有一定的作用。不是主要反应区,主要反应：脱水、造气,吸附水蒸发，结晶水排除，白泥、白云母中的结晶水，温度与成分有关。,有机物，木粉、纤维素、淀粉分解和燃烧，形成CO、CO2、H2等,碳酸盐分解：大理石CaCO3，菱苦土MgCO3和高价氧化物Fe2O3、MnO2分解，形成CO2、O2等,第一章焊接化学冶金,（二）熔滴反应区,熔滴形成、长大过渡到熔池，整个过程,特点：,1、温度高,电弧焊，钢，活性斑点处温度接近焊芯的沸点，约2800oC。,根据焊接工艺参数，平均温度在21002700oC之间变化。,过热度很大，300900oC。,第一章焊接化学冶金,2、与气体和熔渣的接触面积大,正常情况下，熔滴的比表面积可达103104cm2/kg，约比炼钢时大1000倍。,3、各相之间的反应时间（接触时间）短,熔滴在焊条末端停留时间仅仅0.010.1s。向熔池过渡速度高达2.510m/s。,经过弧柱区的时间极短，只有0.00010.001s。,各相接触时间平均为0.010.1s。,反应主要在焊条末端进行。反应进行很剧烈。,第一章焊接化学冶金,4、与熔渣发生强烈混合,熔滴的形成、长大过程中，表面形状不断变化，表面不断破坏，表面渣层破坏，渣与熔滴交流。熔滴中有渣，渣被熔滴金属包围。,（1）增加了熔滴相的接触面积（2）有利于反应物和产物进入和退出反应表面加快反应速度。,熔渣参与熔滴的反应,第一章焊接化学冶金,总之：熔滴反应时间短，温度高，相接触面积大，有强烈的混合作用反应最激烈，许多冶金反应可以达到接近终了的程度对焊缝成分影响最大。,熔滴主要反应：气体的溶解和分解，金属的蒸发，金属及其合金成分的氧化和还原，焊缝金属的合金化等。,第一章焊接化学冶金,（三）熔池反应区,熔滴和熔渣落入熔池后，各相之间进一步发生物化反应，直至金属凝固，形成焊缝金属。,1、熔池反应区的物理条件,与熔滴相比，熔池的平均温度较低，约为16001900oC。（熔滴平均温度是21002700oC）,比表面积较小，约为3-130cm2/kg，（熔滴的比表面积可达103-104cm2/kg）。,第一章焊接化学冶金,反应时间略长，但也不过几十秒，手工电弧焊38s，埋弧焊625s。（熔滴是0.010.1s）。,突出特点：温度分布极不均匀，在熔池的前部和后部反应可以朝两个不同的方向进行。,前部：金属熔化，气体吸收，利于吸热反应的进行；后部：金属凝固，气体逸出，利于放热反应的进行。截然相反。,熔池剧烈运动，有利于反应进行（提高反应速度）和气体的逸出。,第一章焊接化学冶金,焊接化学冶金过程是分区域连续进行的。分区域熔滴、熔池，但是连续。熔滴过程没有进行完的反应继续在熔池阶段进行。所以要连续的、整体的考虑问题。,第一章焊接化学冶金,四、焊接工艺条件与化学冶金反应的关系,密切相关,改变焊接工艺条件,焊接冶金反应条件变化,影响焊接冶金反应的过程,两个方面,（一）熔合比的影响,（二）熔滴过度特性的影响,第一章焊接化学冶金,（一）熔合比的影响,焊缝金属=填充金属+局部熔化的母材金属,焊缝金属中局部熔化的母材所占的比例熔合比,熔合比取决于：焊接方法、焊接规范、接头形式和板厚、坡口角度和形式、母材性质、焊接材料种类以及焊条（焊丝）的倾角等因素。,*当母材与填充金属的成分不同时，熔合比对焊缝金属的成分的影响尤其显著。如不锈钢的焊接,第一章焊接化学冶金,假设焊接时没有合金元素损失，则焊缝中的合金元素浓度称为原始浓度，与熔合比的关系为：,C0=Cb+（1-）Ce,实际中的合金元素是有损失的，则焊缝中合金元素的实际浓度为,CW=Cb+（1-）Cd,熔合比影响焊缝中合金元素成分,第一章焊接化学冶金,（二）熔滴过渡特性的影响,焊接工艺参数,熔滴过渡特性,冶金化学反应,焊接电流增加电压减小,熔滴反应时间缩短,焊接电流减小电压增大,熔滴反应时间延长,第一章焊接化学冶金,第二节气相对金属的作用,一、焊接区内的气体,（一）气体的来源和产生,主要来源于焊接材料,焊接药皮、焊剂和药芯中的造气剂;高价氧化物和水分,焊丝表面和坡口附近的铁皮、铁锈、油污、油漆和吸附水,物化反应产生气体,第一章焊接化学冶金,物化反应产生气体：,1、有机物的分解和燃烧,制造焊条时用的淀粉、纤维素、糊精、藻酸盐等有机物作为造气剂和涂料增塑剂,纤维素的热分解反应：,(C6H10O5)m+（7/2）mO2=6mCO2+5mH2,220250oC开始分解,焊条烘干应控制在150oC，不要超过200oC,第一章焊接化学冶金,2、碳酸盐和高价氧化物的分解,常用碳酸盐有CaCO3、MgCO3、BaCO3、白云石CaMg(CO2)2。在一定温度下发生分解反应。,*焊条烘干时注意：,含CaCO3焊条450oC，含MgCO3焊条300oC。,焊接材料中的高价氧化物主要是Fe2O3和MnO2。主要反应生成氧气。,3、材料的蒸发,第一章焊接化学冶金,（二）气体分解,1、简单气体的分解,N2、H2、O2等受热分解为单原子或离子或电子,2、复杂气体的分解,CO2、H2O常见的复杂气体，高温下分解,（三）气相的成分及其分布,对焊接质量影响极大,进一步讨论各类气体的作用,第一章焊接化学冶金,二、氮的作用,两种情况，即两类金属,一类是不与氮发生反应也不溶解氮的金属，如Cu、Ni等，可以用氮气作为焊接时的保护气氛,一类是溶解氮或形成氮化物的金属，如Fe、Ti等，焊接时要注意防止焊缝氮化,第一章焊接化学冶金,（一）氮对焊接质量的影响,氮在碳钢焊缝中是有害杂质,1、形成气孔的主要原因之一,2、提高低碳钢和低合金钢焊缝金属强度、降低塑性和韧性,3、促进焊缝金属时效脆化,加入氮化物形成元素，如Ti、Al、Zr等，可抑制或消除时效现象。,第一章焊接化学冶金,（一）氮对焊接质量的影响,图1-18氮对焊缝金属常温力学性能的影响,第一章焊接化学冶金,（二）控制措施,1、焊接区保护,一旦溶解，难以脱出。重点是保护！,表1-13用不同方法焊接低碳钢时焊缝的含氮量,第一章焊接化学冶金,焊条药皮、药芯焊丝的保护效果与成分有关,图1-20造渣型焊条药皮重量系数与焊缝含氮量的关系,图1-21气渣联合保护型焊条药皮中造气剂数量与焊缝含氮量的关系-碱性焊条；-氧化铁型焊条,第一章焊接化学冶金,2、焊接工艺参数的影响,工艺参数有明显的影响。增加电压，熔滴反应时间延长，电弧长度增加含氮量增加。,电弧长度影响很大，要格外注意。在其他保护不是很好的情况下，尽量采用短弧焊。,图1-22手弧焊时电弧电压对焊缝含氧和氮量的影响,第一章焊接化学冶金,3、合金元素的影响,碳可抑制氮的溶解；形成稳定氮化物的元素Ti、Al、Zr和RE，都可以减少气相中NO的含量。焊条成分设计的依据。,图1-23焊丝中合金元素浓度CMe对焊缝含氮量的影响在101kPa空气中焊接，25V，250A焊速10cm/min，直流反极性,*要充分注意：重点是保护，其他作用是有限的。,第一章焊接化学冶金,三、氢对金属的作用,非常有害的。研究重点之一。,两类金属,另一类是不形成稳定氢化物的金属，主要有Al、Fe、Ni、Cu、Cr、Mo等，同时氢可以溶入这类金属及合金，溶解反应是吸热反应，高温下吸氢量大。重点,一类是形成稳定氢化物的金属，主要有Zr、Ti、V、Ta、Nb等，与氢反应为放热反应，故在较低温度下吸氢量大，高温时吸氢量小。焊接时要注意在固态吸收大量的氢；,第一章焊接化学冶金,（一）氢对焊接质量的影响,1、氢脆在室温附近使钢的塑性严重下降的现象。溶解在金属晶格中的氢引起。对强度影响不大。脱氢后塑性可恢复。,铁素体钢氢脆断口形貌,第一章焊接化学冶金,（一）氢对焊接质量的影响,2、白点在断口上有0.53mm的白点（脆性断裂点），塑性大大下降。塑性材料的脆性断裂。,钢对白点的敏感性不同，与合金成分有关，如碳钢、Cr、Ni、Mo合金化的钢，很敏感。,3、形成气孔4、产生冷裂纹延迟裂纹，主要危害，危害极大。,第一章焊接化学冶金,（二）抑制氢的措施,1、限制焊接材料中的含氢量,尽量采用低含氢、结晶水材料，防止吸潮。,使用再烘干，实际上的最主要措施。,2、清除焊丝和焊件表面的杂质,铁锈、油污、吸附水等*,焊接铝、铝镁合金、钛及其合金时，必须用机械方法或化学方法清除含水的氧化膜。,第一章焊接化学冶金,3、冶金处理,调整焊接材料的成分，使之形成比较稳定的不溶于液态金属的氢化物，如HF、OH及其他稳定氢化物,具体措施,（1）在药皮和焊剂中加入氟化物CaF2、MgF2、BF2、Na3AlF6等,（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有元素,脱氢效果好，但对焊接性和材料成形性影响较大，研究的问题,第一章焊接化学冶金,4、控制焊接工艺参数,有一定的作用，但效果不大，严格按工艺规程操作即可,5、焊后脱氢处理,焊后加热进行扩散退火,有淬火倾向的钢，要求焊后退火处理,对奥氏体钢意义不大，不必要,第一章焊接化学冶金,四、氧的作用,两类金属，一类是不溶解氧，但焊接时发生激烈氧化，如Mg、Al等；另一类是有限溶解氧，焊接过程中也发生氧化，如Fe、Ni、Cu、Ti等。,第一章焊接化学冶金,（一）氧对焊接质量的影响,焊缝含氧量与焊接方法、焊接材料、工艺参数有关,表1-17用各种方法焊接时焊缝的含氧量,第一章焊接化学冶金,*氧对焊缝性能影响很大。,*强度、塑性、韧性明显下降，尤其是低温冲击韧性急剧下降。,*热脆、冷脆和时效硬化。,*生成CO气孔。,*烧损合金中的有益元素，使焊缝性能下降。,*相对来说，作用小于氢。有时候为了减少氢，有意加入一定量的氧化剂。,（一）氧对焊接质量的影响,第一章焊接化学冶金,（二）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,第一章焊接化学冶金,第三节熔渣及其对金属的作用,一、焊接熔渣,（一）熔渣的作用、成分及分类,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,（3）冶金处理作用,第一章焊接化学冶金,（1）机械保护作用,覆盖在熔滴和熔池表面，隔绝空气，减少和避免金属与空气发生反应，减少有害作用。,（2）改善焊接工艺性能,在熔渣中加入一定的物质电弧引燃容易、燃烧稳定、飞溅减少保证良好的操作性、脱渣性和焊缝成形等。,（3）冶金处理作用,熔渣和液体金属能够发生一系列反应影响焊缝成分去除焊缝中的有害杂质，如脱氧、脱硫、脱磷、去氢等，合金化控制焊缝成分和性能。,第一章焊接化学冶金,2、熔渣的成分和分类,第一类：盐型熔渣,*主要由金属氟酸盐、氯酸盐和不含氧的化合物组成,*渣系有：CaF2-NaF、CaF2-BaCl2-NaF、KCl-NaCl-Na3AlF6、BaF2-MgF2-CaF2-LiF等,*氧化性很小，主要用于焊接铝、钛和其他化学活性金属及其合金。某些含活性元素的高合金钢,第一章焊接化学冶金,第二类：盐-氧化物型熔渣,主要由氟化物和强金属氧化物组成。,渣系有：CaF2-CaO-Al2O3、CaF2-CaO-SiO2、CaF2-CaO-Al2O3-SiO2等,氧化性较小，适宜于焊接合金钢及合金。,第一章焊接化学冶金,第三类：氧化物型熔渣,主要是由金属氧化物组成。,渣系有：MnO-SiO2、FeO-MnO-SiO2、CaO-TiO-SiO2等,MnO、SiO2具有一定的氧化性，因此渣系氧化性较强，用于焊接低碳钢和低合金。应用广泛。,*实际渣系多是几种简易渣系构成的复杂渣系，成分多的为主，成分少的可以不计。但这些次要成分对焊缝的性能有较大影响，要在使用时注意,第一章焊接化学冶金,表1-19焊接熔渣化学成分举例,第一章焊接化学冶金,（二）熔渣的结构理论,对掌握熔渣对焊接质量的作用有很大帮助,1、分子理论,以对凝固熔渣的相分析和化学成分分析结果为依据,要点：,（1）液态熔渣是由化合物的分子组成的,（2）氧化物及其复合物处于平衡状态,（3）只有自由氧化物才能参与和金属的反应,第一章焊接化学冶金,2、离子理论,熔渣的电化学性质,要点：,（1）液态熔渣是由阴阳离子组成的电中性溶液,（2）离子的分布和相互作用取决于它的综合矩,（3）熔渣与金属的作用过程是原子与离子交换电荷的过程,分子理论形成早，直观的解释一些现象和问题，但对许多现象不能解释。离子理论尚缺乏足够的热力学数据，在实际焊接冶金分析时仍在使用分子理论。焊条成分设计时要特别注意。,第一章焊接化学冶金,（三）熔渣的性质与其结构的关系,1、熔渣的碱度重要性质,熔渣的其他物化性质，如活性、黏度、表面张力，都与熔渣的碱度密切相关。,分子理论认为熔渣的氧化物可分为三类：,（1）酸性氧化物SiO2、TiO2、P2O3等,（2）碱性氧化物K2O、Na2O、CaO、MgO、BaO、MnO、FeO,（3）中性氧化物Al2O3、Fe2O3、Cr2O3等,强,弱,第一章焊接化学冶金,分子理论定义碱度:,碱度的倒数酸度,按照计算的B大小来确定酸碱性：,B1：碱性渣；B1：酸性渣；B=1：中性渣。,离子理论定义液态熔渣中自由氧离子的浓度为碱度,渣中自由氧离子浓度越大，渣的碱度越大。计算B2，以0为标准。,第一章焊接化学冶金,表1-19焊接熔渣化学成分举例,第一章焊接化学冶金,2、熔渣的黏度,重要性质。对熔渣的保护效果、焊接工艺性能和化学冶金有重要影响,取决于熔渣的成分和温度，实质上取决于熔渣的结构。,结构越复杂、阴离子尺寸越大熔渣质点移动越困难黏度越大,第一章焊接化学冶金,（2）成分的影响复杂,酸性渣中加入SiO2，黏度迅速上升；减少SiO2，增加TiO2，黏度下降；,碱性渣中加入高熔点的碱性氧化物（如CaO），黏度上升；加入SiO2，黏度下降；,钢焊接时，熔渣的黏度在1500oC左右时，0.10.2Pa.S比较合适。,第一章焊接化学冶金,3、熔渣的表面张力,对熔滴过渡、焊缝成形、脱渣性以及许多冶金反应都有重要影响。,4、熔渣的熔点,影响焊接工艺质量和性能的重要因素之一,熔渣的熔点（或药皮的熔点）要与焊丝和母材的熔点相匹配,熔渣的熔点取决于组成物的种类、数量和颗粒度。,一般，参考渣系相图，调整组成物的种类和配比，形成低熔点共晶或化合物，可以降低熔点。,第一章焊接化学冶金,二、活性熔渣对焊缝金属的氧化,扩散氧化和置换氧化,（一）扩散氧化,主要在熔滴阶段和熔池高温区进行,FeO在液-渣中的浓度符合分配定律：,熔渣中的氧向焊缝扩散，呈直线关系,FeO的分配在渣和钢液中平衡时，与温度有关,第一章焊接化学冶金,（二）置换氧化,铁氧化,易分解的氧化物与液态铁发生置换反应,另一元素还原,主要发生在熔滴阶段和熔池前部的高温区,反应的方向和限度取决于温度、渣中的成分（MnO、SiO2、FeO）的活度和元素（Si、Mn）浓度、焊接工艺参数等。,焊剂的活度：,第一章焊接化学冶金,三、焊缝金属的脱氧,（一）脱氧的目的和选择脱氧剂的原则,防止被焊金属的氧化，减少液态金属中的溶解氧；排除脱氧后的产物（夹杂物）。,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）在焊接过程中夺取氧,目的：尽量减少焊缝中的氧,第一章焊接化学冶金,选择脱氧剂应遵循的原则：,（1）脱氧剂在焊接温度下对氧的亲和力比被焊金属对氧的亲和力大。,越大越强。常用锰铁、硅铁、钛铁、铝粉等。,（2）脱氧的产物不应溶于液态金属，其密度要小于液态金属的密度。便于聚集上浮形成渣易于排除。,（3）脱氧剂对焊缝成分、性能以及焊接工艺性能的影响。,（4）成本合适。,第一章焊接化学冶金,*脱氧在不同的焊接区进行：先期脱氧、沉淀脱氧、扩散脱氧。,（二）先期脱氧,在药皮加热阶段，固态药皮中进行的脱氧。,特点：脱氧过程和脱氧产物与熔滴不发生直接关系,含有脱氧剂的药皮加热时，高价氧化物或碳酸盐分解出的氧和CO2与脱氧剂发生反应，形成难溶的氧化物,发生置换反应,第一章焊接化学冶金,Al、Ti、Si、Mn的先期脱氧反应：,Fe2O3+Mn=MnO+2FeO,FeO+Mn=MnO+Fe,MnO2+Mn=2MnO,2CaCO3+Ti=2CaO+TiO2+2CO,3CaCO3+Al=3CaO+Al2O3+3CO,2CaCO3+Si=2CaO+SiO2+2CO,CaCO3+Mn=CaO+CO+MnO,先期脱氧的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。,第一章焊接化学冶金,（三）沉淀脱氧,先期脱氧过程温度低，传质条件差，脱氧不彻底，需要进一步脱氧。,在熔滴和熔池内进行,温度比先期脱氧高,反应进行地更完全,溶解在液态金属中的脱氧剂和FeO直接反应。还原铁，脱氧产物浮出液态金属。具有决定意义的脱氧过程。,第一章焊接化学冶金,1、Mn的脱氧反应,适量Mn，增加Mn含量提高脱氧效果,Mn+FeO=Fe+（MnO）,常在酸性焊条用锰铁作为脱氧剂；碱性焊条中不单独作脱氧剂,第一章焊接化学冶金,2、Si的脱氧反应,Si+2FeO=2Fe+（SiO2）,提高Si含量提高脱氧效果,Si的脱氧能力比Mn大。,生成的SiO2熔点高，通常处于固态，不易聚集为大的质点；SiO2与钢液的界面张力小，润湿性好SiO2不易从钢液中分离，易造成夹杂。,一般不单独使用Si脱氧,第一章焊接化学冶金,3、Si-Mn联合脱氧,最常用的,Si/Mn按适当比例，效果最佳,Mn/Si=37硅酸盐MnO.SiO2，密度小，熔点低，处于液态易于聚合为大的质点浮出进入熔渣减少焊缝中的夹杂降低焊缝含氧量,图1-60脱氧产物形态与Mn/Si的关系A、B固体+液态硅酸盐区，1600oC,第一章焊接化学冶金,（四）扩散脱氧,在液态金属与熔渣界面上进行,以分配定律为理论基础,温度下降，FeO的分配系数增大，发生扩散过程:,FeO(FeO),Note具体焊接条件下的脱氧效果。取决于脱氧剂的种类和数量，氧化剂的种类和数量，熔渣的成分、碱度和物理性质，焊丝和母材的成分，焊接工艺参数等多种因素。,第一章焊接化学冶金,四、焊缝金属中S和P的控制,（一）焊缝S的危害及控制,1、S的危害,FeS夹杂,Fe+FeS低熔点共晶，985oC,FeO+FeS，940oC,热裂纹,合金钢或合金，危害更大。Ni+NiS共晶，644oC。,偏析,2、控制S的措施,（1）限制焊接材料中的S含量,（2）冶金方法脱硫,主要有Ce、Ca、Mg等元素,第一章焊接化学冶金,（二）焊缝P的危害及控制,1、P的危害,Fe3P夹杂,Fe+Fe3P低熔点共晶，1050oC,冷脆性,奥氏体钢或低合金钢，含C量高，P也促使形成结晶裂纹,偏析,2、控制P的措施,（1）限制焊接材料中的P含量,（2）冶金方法脱P,第一章焊接化学冶金,第四节合金过渡,一、合金过渡的目的及方式,研究所需要的合金元素通过焊接材料过渡到焊缝金属（或堆焊金属）中去的过程。,（一）合金过渡的目的,补偿由于蒸发、氧化等造成的合金元素的损失；,消除焊接缺陷，改善焊缝金属组织与性能；,获得具有特殊性能的堆焊合金。,第一章焊接化学冶金,（二）合金过渡的方式主要有5种,1、应用合金焊丝或带极,所需合金元素加入焊丝、带极或板极内，配合碱性药皮或低氧、无氧焊剂进行焊接或堆焊合金元素过渡到焊缝或堆焊层。,优点：可靠，焊缝成分均匀、稳定，合金损失少。,缺点：制造工艺复杂，成本高。对于脆性材料，难以成形。,第一章焊接化学冶金,第一章焊接化学冶金,2、应用药芯焊丝或药芯焊条,低碳钢卷制成各种截面形状