【正文】 合金的質(zhì)量，保證得到健全合格的產(chǎn)品，具有十分重要的意義。 ? 氣體與液態(tài)金屬的作用： ? A 溶解。 N H O2 ? B 化學反應。與氧化性氣體 CO H2O、 O2等作用 → 金屬及合金元素燒損。 氣體溶解度和氣體的溶解 ? 在一定的溫度和壓力條件下，金屬吸收氣體的飽和濃度，叫作該條件下氣體的溶解度。 ? 氣體溶解度常用每 100克金屬含有的氣體在標準狀態(tài)下的體積來表示（即 cm3/100g），有時也用溶解氣體對金屬的重量百分數(shù)（ %）表示，它們之間的換算關系是： ? 氫： ? 氮： ? 氧： ? 氣體在金屬中的溶解，亦即金屬吸收氣體可由以下四個過程組成： ? ① 氣體分子撞擊到金屬表面 ? ② 在高溫金屬表面上氣體分子離解為原子狀態(tài) ? ③ 氣體原子被吸附在金屬表面 ? ④ 氣體原子擴散進入金屬內(nèi)部 ? 前三個過程是吸附過程，最后一個是擴散過程。金屬吸收氣體時，實際上這四個過程是同時存在的，而其中擴散是關鍵，因為它決定金屬的吸氣速度。完成上述吸氣過程也需要一定時間。在未達到飽和濃度以前，如果金屬溫度愈高，氣體與金屬接觸時間愈長，吸收氣體就愈多，一直達到該狀態(tài)下飽和濃度為止。 溶解反應方程 ?雙原子氣體 X2： ?X2=2[X] ?平衡時的溶解度 ?單原子氣體 X： ?X=[X] ?平衡時的溶解度 )p ( X)K ( XS ( X ) 22?)X(p)X(K)X(S ?氮對金屬作用 ? 來源： 主要是焊接區(qū)周圍的空氣。 氮與金屬作用有兩種情況： A 不與氮發(fā)生作用的金屬 ， 即不能熔解氮又不形成氮化物 ， 可用 N作為保護氣體 。 Cu、 Ni 用 N2作保護氣體 。 B 與氮發(fā)生作用的金屬 ， 即能溶解氮又能形成氮化物 ， 這種情況下就要防止焊縫金屬的氮化 。 1)氮在金屬中的溶解 ? （ 1）原子形式溶于液態(tài)金屬 ? （ 2）以 NO形式溶入 ? （ 3）以氮離子形式溶入 ? (4) 雙原子氣體的溶解滿足平方根定律 ? 2）氮對焊接質(zhì)量的影響 ? （ 1)時效脆化：包括相析出（ Fe4N）、應變時效脆化。 ? （ 2)氣孔： N2 ? （ 3)有利一面 ：可作為合金元素加入鋼中，一般指高合金鋼 。不銹鋼 N代鎳的奧氏體不銹鋼（節(jié)約 Ni、提高耐點蝕能力）； N代碳的馬氏體不銹鋼 3）影響焊縫含氮量的因素及控制措施 （ 1） 機械保護 ：氣一渣保護 、 渣保護 、 氣體保護 、 抽真空 。 各種焊法的保護效果： P72 12最好 ， 其次 CO2氣保焊 （ 2） 焊接工藝規(guī)范影響 ： ① 短弧 ② I↑ ， 熔滴過渡頻率增加 ， N與熔滴作用時間 ↓ ③ 直流反接 ， 減少 N溶解 ④ 其它 。 焊絲直徑 ， 直徑 ↑ ， 熔滴變粗 ， N↓ ；單層焊 、 多層焊問題 P72 （ 3） 脫 N劑 。 Al、 Ti、 Zr、 Re：脫氧 、 脫 N （ 4） 焊絲成分的影響 。 增加焊絲或藥皮中的含碳量可降低焊縫中的含氮量：降低 N的溶解度； C氧化形成 CO、CO2保護作用；氧化時的沸騰攪拌作用 。 氫對金屬的作用 1） 氫在金屬中的溶解 （ 1） 來源：焊條藥皮 、 焊劑 、 焊絲藥芯中水分 ，藥皮中有機物 、 焊件表面雜質(zhì) （ 銹 、 油 ） 空氣中水分 第一類能形成穩(wěn)定氫化物金屬 （ Zr、 Ti、 V、 Ta、Nb） ：增加氫在液態(tài)金屬中的溶解度；這類金屬的吸氫反應是放熱反應 。 → 較低溫度吸氫 ↑ 。 脆化問題：如焊接鈦合金 。 第二類不形成穩(wěn)定氫化物的金屬 （ Al、 Fe、 Ni、Cu、 Cr、 Mo） ：但氫能溶于這類金屬及合金中 。 溶解反應為吸熱反應 。 → 液態(tài)金屬吸氫 ↑ （ 2）溶解方式 ? 焊接區(qū)為氫可以處于分子、原子和離子狀態(tài) ? ①氫以原子形式溶入 ? ②以 [OH]溶入 ? ③以 H+溶入 ? ④溶解滿足平方根定律、線性規(guī)律 ? （ 3） [Ｈ ]的影響因素 氫與金屬用的特點，把金屬分為兩類 ①與氫形成穩(wěn)定氫化物的金屬 Zr、 Ti、 V、 Ta、 Nb ② 不與氫形成穩(wěn)定氫化物的金屬 Fe、 Ni、 Ca、 Cr、 Mo ③ 溫度 T。 T↑ ， [H]↑ ，熔滴、熔池 ④合金元素的影響 ：氫在鐵中溶解度受合金元素影響 P54圖 211 ⑤ 晶格類型的影響。 fcc大于 bcc 2）焊縫金屬中的氫及其擴散 （ 1）存在形式 ① 擴散氫：氫以原子或質(zhì)子形式存在的并可在金屬晶格中自由擴散 。 ② 殘余氫 （ 剩余氫 ） ：氫原子擴散聚集到金屬的晶格缺陷 ，顯微裂紋和非金屬夾雜物的邊緣空隙中 ， 結合成分子不能自由擴散 。 危害最大 總含氫量 =擴散氫＋剩余氫 [H]=[H]D+[H]R （ 2）擴散規(guī)律 ? ① 時間 T↑ ， [H]D ↓[H] R ↑ ， [H]↓ ? ② 所有的熔焊方法增氫： ? CO2氣保焊氫最低 ? 111中，低氫焊條的氫低 ? ③氫在不同組織中擴散系數(shù)不同 ? bcc ↑ ， fcc ↓ ? 奧氏體焊縫：顯著降低熔合區(qū)的氫含量 ? 原因：溶氫能力強，擴散系數(shù)小 ? 對預防冷裂紋有好處。 3） H對焊接質(zhì)量的影響 暫態(tài)現(xiàn)象：脆化、白點。經(jīng)焊后脫氫處理可消除 永久現(xiàn)象：氣孔、冷裂紋。不可消除 ① 氫脆 氫在室溫附近 ， 氫溶解在金屬晶格中 ，引起鋼的塑性嚴重下降現(xiàn)象 。 前提：在塑性變形過程中產(chǎn)生； 2H →H 2 ? 原因：變形 → 位錯運動 、 堆積 → 形成顯微空腔 → 溶解在金屬晶格的 H沿位錯運動方向擴散 → 匯集顯微空腔 → H2→ 顯微空腔壓力 ↑ → 金屬變脆 ② 白點： H2→2H ? 肉眼可見 ， 直徑 ～ 3mm中心處有氣孔或小的夾渣 ， 外圍有塑性裂斷的痕跡 ， 象魚眼