焊接化學(xué)冶金ppt課件(存儲(chǔ)版)
【正文】 （ 1）自由氧對(duì)金屬的氧化 ? （ 2） CO2對(duì)金屬的氧化 ? （ 3） H2O氣對(duì)金屬的氧化 ? （ 4）混合氣體對(duì)金屬的氧化 3） 氧對(duì)焊接質(zhì)量的影響 （ 1） 機(jī)械性能下降：尤其韌性 還可引起熱脆、冷脆和時(shí)效硬化 （ 2） 導(dǎo)電 、 導(dǎo)磁和抗腐蝕性能下降； （ 3） 產(chǎn)生 CO氣孔 、 合金元素?zé)龘p； （ 4）工藝性能變差 電弧穩(wěn)定性降低 4） 防止措施 一防二脫 焊接熔渣對(duì)金屬的作用 ? 熔渣： 電焊條藥皮、焊劑溶化形成的金屬及非金屬氧化物及復(fù)合物。 ② 離子理論 A 熔滴是由簡(jiǎn)單和復(fù)雜的離子組成的中性溶液 ?負(fù)電性大的元素以負(fù)離子形式存在 F、 Cl、 O2負(fù)電性小的元素以正離子形式存在 Ca2+、 K+、 Fe+、 Fe2+ ?復(fù)合離子 SiO 、 ?Si、 P、 Al負(fù)電性極大，與 O離子組成復(fù)合陰離子。 ? 焊接鋼，熔渣熔點(diǎn)在 11501350℃ 活性熔渣對(duì)焊縫金屬的氧化 ? 活性熔渣對(duì)焊縫金屬的氧化對(duì)金屬有兩種氧化形式：置換氧化、擴(kuò)散氧化 ? 1）置換氧化 ? （ 1）冶金反應(yīng) ? (SiO2)+2[Fe]＝ [Si]+2[(FeO)] ? T↑ 反應(yīng)向右進(jìn)行 吸熱反應(yīng) : T↑, K Si↑ ? lgKSi=[(FeO)]2[Si]/(SiO2)=13460/T+ ? (MnO)+[Fe]=[Mn]+ [（ FeO） ] ? lgKMn=[(FeO)][Mn]/(MnO)=6600/T+ ? [（ FeO） ]含義： FeO存在渣中、液態(tài)金屬中 （ 2）影響因素 ? ① 熔渣的活性系數(shù) AF： ? AF＞ 高活性 AF=~ ? AF= 活性 AF ≤ 惰性 ? ②溫度（ T）。 ?在相同溫度下，堿性渣的 L↓ ?∴ 在 FeO總量相同時(shí)，堿性渣的焊縫含氧量較高 ?解釋用堿性焊條施焊時(shí)，對(duì)工件表面氧化皮和鐵銹清理的重要性。與脫氧劑的種類(lèi)、數(shù)量、粒度及焊接參數(shù)有關(guān)。同 Mn ? b [Si]↑ （ SiO2） ↓ 量 ? c 熔渣酸堿性。酸、堿性渣。 Ⅰ Mn 脫硫 脫硫產(chǎn)物 MnS不溶于鋼液中，少部分 MnS進(jìn)入到液態(tài)金屬中形成夾雜： MnS熔點(diǎn)高； MnS粒狀彌散分布 所以 MnS的危害 ↓↓ 影響因素： a 溫度 T b [Mn]量 ][)(][][?????TKFeMnSMnF e SⅡ 堿性氧化物脫硫 ? 影響因素 ? a（ MnO）、（ CaO）、（ MgO） ↑ 或（ FeO） ↓ ? b 提高熔渣的堿度 ? C 渣中加 CaF ? 渣的黏度降低， S2的擴(kuò)散能力加強(qiáng)；形成易揮發(fā)的 SF6。分兩步 ?受熔渣堿度的影響：冶金脫磷效果有限。 ? 氧化性 ↑ ，氧化損失 ↑ ，過(guò)渡系數(shù) ↓ ? （ 4）藥皮的重量系數(shù)和焊劑的熔化率 ? 重量系數(shù)、焊劑的熔化率 ↑ ，過(guò)渡系數(shù) ↓ （氧化損失、殘留損失 ↑ ）。 ? 準(zhǔn)確的講 母材熔合比。 )mm/(m dbb ??θdbbfbAAA/AA???θAb焊縫橫截面上母材所占面積 Ad焊縫橫截面上熔敷金屬所占面積 Af焊縫橫截面總面積 （ 3）兩者的關(guān)系 ? ① 當(dāng)熔敷金屬與母材密度相同時(shí)，兩者計(jì)算結(jié)果相同。 ? a Mn、 Si、 Al、 Ti：加入 Al、 Ti，提高 Mn、 Si的過(guò)渡系數(shù)。從材料，包括焊材和母材。 （ 2） S的控制 ① 限制材料中含硫量（焊材、母材）。 ? 影響因素： ? a 溫度 T。酸性熔渣利于 Mn脫氧。在藥皮反應(yīng)區(qū)，脫氧劑與高價(jià)氧化物和碳酸鹽分解出的 O和 CO2反應(yīng)。 ?在焊接條件下， L＞ 1， FeO在熔渣中的分配量總大于液態(tài)金屬。 ? 造渣溫度 ↑↑ ，套筒長(zhǎng)度 ↑ ，電弧穩(wěn)定性 ↓ ，焊縫成分不均勻。 ① 分子理論 ?A 液態(tài)熔渣由自由氧化物及其復(fù)合物的分子組成 ?B 氧化物之間成鹽反應(yīng)服從質(zhì)量作用定律 ? CaO+SiO2 CaO ? “誘捕理論”解釋?zhuān)汉缚p中的氣孔及非金屬夾雜物邊緣的空隙 ,好象“陷阱”一樣 .捕捉氫原子，并在其中結(jié)合成氫分子 ,在拉伸試驗(yàn)中“陷阱”中的氫分子被吸附 .由于塑性變形新產(chǎn)生的微裂紋表面上 ,分解成原子氫 ,原子氫擴(kuò)散到微裂紋的金屬晶格內(nèi) ,引起金屬脆化。 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(lèi)型的影響。 Al、 Ti、 Zr、 Re：脫氧 、 脫 N （ 4） 焊絲成分的影響 。 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(hù)氣體 。 N H O2 ? B 化學(xué)反應(yīng)。 （ 4）金屬和熔渣的蒸發(fā)產(chǎn)生的氣體 重要影響 3）氣體的供給途徑 ? 途徑：直接輸入或侵入；物化反應(yīng)生成 ? （ 1）有機(jī)物的分解和燃燒； ? 2（ C6H10O5） m+7mO2=12mCO2+10mH2 ? 焊條烘干溫度：酸性焊條； ? （ 2）碳酸鹽和高價(jià)氧化物的分解； ? 堿性焊條（含大量 CaCO MgCO3） ? （ 3）物質(zhì)的蒸發(fā)和冶金反應(yīng)； ? 影響因素：沸點(diǎn)（飽和蒸汽壓） ? （ 4）直接輸入或侵入。 特點(diǎn) : P46 １ ).溫度高：溫度最高 ２ ).與氣體、熔渣的接觸面積大 ３ ).時(shí)間短速度快 ４ ).熔渣和熔滴金屬進(jìn)行強(qiáng)烈的攪拌 ,混合 . ?熔池反應(yīng)區(qū) 1） 反應(yīng)速度低 。 ? 焊金材料：焊條、焊絲、焊劑等。 ? 焊縫成分、組織和性能 ? 焊接工藝性能 ? 焊接缺陷 ? 要點(diǎn)：各
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