《金属焊接》2013-5-焊接冶金

1、焊接焊接焊接焊接焊接焊接冶金冶金冶金冶金冶金冶金 熔焊过程中，焊接区内各种物质之间在高温下相互作用的过程，主要研究在各种焊接工艺条件下，冶金反应和焊缝金属成分、性能之间的关系及其变化规律。分区分区连续连续进行进行药皮反应区药皮反应区熔滴反应区熔滴反应区熔池反应区熔池反应区分区分区连续连续进行进行熔滴反应区熔滴反应区熔池反应区熔池反应区药皮反应区药皮反应区水分的蒸发水分的蒸发物质的分解物质的分解合金的氧化合金的氧化气体高度分解气体高度分解氮氢激烈溶解去氢反应增氧与渗合金金属的蒸发平均温度低比表面积小温度分布极不均匀反应时间稍长搅拌不太激烈温度高温度高反应时间极短反应物接触面积大搅拌强烈冶金反应剧

2、烈一、作用一、作用二、组成二、组成 氟化物氟化物冶金反应冶金反应造渣造渣作作用用中性氧化物：中性氧化物：碱性氧化物：碱性氧化物：、酸性氧化物：酸性氧化物：氧化物氧化物盐类盐类熔渣熔渣Al2O3、Fe2O3、Cr2O3K2O、Na2O、CaOB2O3TiO2SiO2三、碱度三、碱度酸性氧化物的摩尔分数碱性氧化物的摩尔分数B酸性氧化物碱性氧化物BB1大于大于1时为碱性渣，小于时为碱性渣，小于1时为酸性渣，等于时为酸性渣，等于1时为中性渣时为中性渣 三、碱度三、碱度)(005. 0017. 0)(007. 0)(014. 0006. 0015. 0018. 0322222221OAlZrOTiOSi

3、OFeOMnOOKONaCaFMgOCaOBB11.3时为碱性渣，时为碱性渣，1.0时为酸性渣，时为酸性渣，11.3时为中性渣时为中性渣 四、其他性质四、其他性质小小熔渣不均匀熔渣不均匀失去应有保护作用失去应有保护作用冶金反应充分冶金反应充分大大焊缝成形差焊缝成形差气孔气孔冶金反应不充分冶金反应不充分飞溅飞溅正常正常 图图3-3 熔渣粘度与温度的关系熔渣粘度与温度的关系 1碱性渣碱性渣; 2含含SiO2多的酸性渣多的酸性渣 影响熔渣在熔池金属中的影响熔渣在熔池金属中的浮出速度浮出速度。密度越小，渣轻越容易浮出，不易产生夹渣。密度越小，渣轻越容易浮出，不易产生夹渣。影响影响脱渣性脱渣性。熔渣熔渣

4、的线膨胀系数与焊缝金属的相差越大的线膨胀系数与焊缝金属的相差越大，越越容易脱渣。容易脱渣。熔渣熔渣气气气气气气 体体体体体体气体来源气体来源气体成分气体成分气气气气气气 体体体体体体气体成分气体成分高温下溶解大量高温下溶解大量H低温下低温下H突降突降H/H+过饱和过饱和2H=H2（不溶于金属）（不溶于金属）形成气泡形成气泡当当V气泡逸出气泡逸出V结晶结晶焊接氢气孔焊接氢气孔（溶解度突变引起的气孔）（溶解度突变引起的气孔）存在形式存在形式存在形式存在形式存在形式存在形式扩散氢扩散氢残余氢残余氢总氢量总氢量总氢量总氢量扩散氢扩散氢残余氢残余氢现现 象象机机 理理拉伸位错运动、堆积空腔H扩散聚集空腔

5、H+HH2压力变脆危害危害形貌形貌氮的来源氮的来源氮在金属中的存在形式氮在金属中的存在形式氧的溶解及存在形式氧的溶解及存在形式氧的溶解及存在形式氧的溶解及存在形式氧的溶解及存在形式氧的溶解及存在形式原子氧原子氧FeO总氧量总氧量L = (FeO) /FeO扩散定律扩散定律增加焊缝的冷脆与热脆敏感性降低焊缝导电性、导磁性、耐蚀性等使合金元素烧损，造成飞溅和气孔形貌形貌COCOCO气孔气孔气孔气孔气孔气孔脱脱脱脱脱脱 氧氧氧氧氧氧脱氧措施脱氧措施-脱氧剂脱氧剂脱氧方式脱氧方式脱氧方式脱氧方式沉淀脱氧沉淀脱氧扩散脱氧扩散脱氧先期脱氧先期脱氧药皮反应区药皮反应区固态药皮中的脱氧剂与药皮组成物分解的O2和CO2之间的反应脱氧过程和脱氧产物与熔滴不发生直接关系部位部位过程过程特点特点扩散脱氧扩散脱氧液态金属与熔渣界面以分配定律为理论基础不会因脱氧而造成夹杂不是脱氧主要途径置换脱氧置换脱氧熔滴和熔池内溶 于 液 态