第二章化学冶金(2013版)

1、 第三章第三章 第二章第二章焊接化学冶金焊接化学冶金n焊接化学冶金的概念（焊接化学冶金的概念（P.43） 在熔焊过程中，焊接区内各种物在熔焊过程中，焊接区内各种物质之间在高温下液态金属、熔渣、气相质之间在高温下液态金属、熔渣、气相之间相互作用的过程之间相互作用的过程 n研究目的研究目的 在于运用这些规律合理地选择焊在于运用这些规律合理地选择焊接材料，控制焊缝金属的成分和性能使接材料，控制焊缝金属的成分和性能使之符合使用要求，设计创造新的焊接材之符合使用要求，设计创造新的焊接材料料 第一节第一节 焊接化学冶金过程的特点焊接化学冶金过程的特点n焊接化学冶金的任务焊接化学冶金的任务对焊接区实施保护，

2、免受空气侵害对焊接区实施保护，免受空气侵害熔化金属，冶金处理，获得所要求的熔化金属，冶金处理，获得所要求的焊缝成型焊缝成型一、对焊接区的保护一、对焊接区的保护1.光焊丝焊接时光焊丝焊接时 N 0.1050.218,增加增加2045倍，倍， O 0.140.72,增加增加735倍，倍， Mn、C蒸发、氧化损失蒸发、氧化损失易产生气孔，导易产生气孔，导致塑性韧性下降致塑性韧性下降,光焊丝无保护的焊接不实用光焊丝无保护的焊接不实用2.保护方法保护方法 药皮、熔渣、药芯、保护气体、自保护等药皮、熔渣、药芯、保护气体、自保护等3.保护效率保护效率 与保护方法有关，一般惰性气体保护效果较好与保护方法有关，

3、一般惰性气体保护效果较好二、焊接冶金学反应区及其反应条件（以二、焊接冶金学反应区及其反应条件（以焊条电弧焊为例）（焊条电弧焊为例）（P.45、46，图，图2-3）1.药皮反应区药皮反应区 （1）产生的气体）产生的气体 1001200C：水分蒸发、分解、氧化：水分蒸发、分解、氧化 a. 100C 吸附水分蒸发吸附水分蒸发 b.200400C 排除结晶水排除结晶水 c. 400C 排除化合水排除化合水 有机物的分解和燃烧：产生有机物的分解和燃烧：产生CO2、CO、 H2 碳酸盐的分解（大理石碳酸盐的分解（大理石CaCO3、菱苦土、菱苦土 MgCO3):产生产生CO2 高价氧化物分解（赤铁矿高价氧化

4、物分解（赤铁矿Fe2O3、锰矿、锰矿 MnO2):产生产生O2（2）产生的气体对铁合金（）产生的气体对铁合金（Mn-Fe、Si-Fe、Ti-Fe）的氧化作用）的氧化作用 在温度大于在温度大于600C的条件下：的条件下： 2Mn+O2=2MnO Mn+CO2=MnO+CO Mn+H2O=MnO+H2 结果使气氛的氧化性降低，达到先期脱结果使气氛的氧化性降低，达到先期脱氧的作用氧的作用2.熔滴反应区熔滴反应区（1）特点）特点 熔滴温度高：熔滴温度高：18002400C，过热度大，过热度大 熔滴比表面积大，故接触面积大：一般熔滴比表面积大，故接触面积大：一般 比炼钢时大比炼钢时大1000倍倍 反应接

5、触时间短：熔滴存在时间短，内反应接触时间短：熔滴存在时间短，内 部又存在流动部又存在流动 熔滴金属与熔渣发生强烈混合：熔渣质点熔滴金属与熔渣发生强烈混合：熔渣质点 尺寸可达尺寸可达50m,相互接触面积大，反应物相互接触面积大，反应物 与产物充分交流，反应速度加快与产物充分交流，反应速度加快 总之，熔滴反应区反应时间较短，但温总之，熔滴反应区反应时间较短，但温度高，相互接触面积大，反应最为激烈，对度高，相互接触面积大，反应最为激烈，对焊缝的影响最大焊缝的影响最大（2）主要冶金反应）主要冶金反应 气体的分解和溶解气体的分解和溶解 金属的氧化、还原金属的氧化、还原 合金化合金化 金属蒸发金属蒸发 3

6、.熔池反应区熔池反应区 （1）物理条件）物理条件 与熔化的母材充分混合与熔化的母材充分混合 熔池的平均温度较低熔池的平均温度较低 （16001900C） 比表面积小（比表面积小（3130cm3/kg） 时间从几时间从几s到几十到几十s 温度分布不均匀（在熔池头部的反应温度分布不均匀（在熔池头部的反应 与熔池尾部的不一样）与熔池尾部的不一样） n 熔池反应体系中各相浓度接近平衡浓熔池反应体系中各相浓度接近平衡浓 度，反应速度小度，反应速度小 药皮质量系数药皮质量系数Kb 大时大时，有部分熔渣直，有部分熔渣直 接进入熔池，参与并强化熔池反应接进入熔池，参与并强化熔池反应 熔池反应物质处在连续更新过

7、程，且熔池反应物质处在连续更新过程，且 维持准稳定状态维持准稳定状态（2）化学条件）化学条件 熔池反应速度小，程度小，对整个熔池反应速度小，程度小，对整个化化 学冶金过程贡献小学冶金过程贡献小 主要化学冶金反应同熔滴阶段，但主要化学冶金反应同熔滴阶段，但程程 度和方向有可能改变度和方向有可能改变（3）特点）特点 1.熔合比的影响熔合比的影响 （1）熔合比的定义：熔焊时，被）熔合比的定义：熔焊时，被熔化的母材部分在焊道金属中所占熔化的母材部分在焊道金属中所占的比例。的比例。 熔合比的数值，取决于焊接工艺熔合比的数值，取决于焊接工艺（焊接方法、工艺参数、坡口类（焊接方法、工艺参数、坡口类型）、母材

8、、焊材型）、母材、焊材等。等。 三、焊接工艺条件与冶金的关系三、焊接工艺条件与冶金的关系（2）熔合比对焊缝金属的影响）熔合比对焊缝金属的影响 C0= Cb +(1-)Cd C0某元素在焊缝金属中的原始质量百某元素在焊缝金属中的原始质量百 分浓度分浓度 熔合比熔合比 Cb该元素在母材中的质量百分浓度该元素在母材中的质量百分浓度 Cd该元素在焊条中的质量百分浓度该元素在焊条中的质量百分浓度 2.熔滴过渡特性的影响熔滴过渡特性的影响 熔滴的过渡特性不同，意味着熔滴阶熔滴的过渡特性不同，意味着熔滴阶段的反应时间不同段的反应时间不同 ： 细颗粒时反应时间短，不充分；细颗粒时反应时间短，不充分； 粗颗粒时

9、反应时间长，反应充分。粗颗粒时反应时间长，反应充分。 四、焊接化学冶金系统及不平衡性四、焊接化学冶金系统及不平衡性 1.化学冶金系统化学冶金系统 焊条电弧焊、埋弧焊：液态金属焊条电弧焊、埋弧焊：液态金属熔熔渣渣气相气相 气体保护焊：气相气体保护焊：气相液态金属液态金属 电渣焊：渣电渣焊：渣液态金属液态金属 2.不平衡性不平衡性 化学反应的不等温条件，造成了非平衡化学反应的不等温条件，造成了非平衡焊缝最终成分远离凝固平衡温度下的成分焊缝最终成分远离凝固平衡温度下的成分第二节第二节 焊接区的气体及熔渣焊接区的气体及熔渣1.焊接区内的气体焊接区内的气体（1）气体的来源及产生）气体的来源及产生 1）来

10、源：焊材本身（造气剂及高价氧化物、水）、）来源：焊材本身（造气剂及高价氧化物、水）、 铁锈及油污、空气侵入（约占铁锈及油污、空气侵入（约占3%） 2）产生）产生 有机物分解有机物分解:纤维素约纤维素约220250开始分开始分 解，与水玻璃混合时，分解温度会更低，反应解，与水玻璃混合时，分解温度会更低，反应 产物主要是产物主要是CO2,少量少量CO、及水气、及水气 碳酸盐的分解碳酸盐的分解 a.空气中空气中:分解物分解物 开始开始 剧烈剧烈 CaCO3 545 910 MgCO3 325 650 b.BaCO3分解温度比分解温度比CaCO3高高 c.白云石白云石CaMg(CO3)2分解分两步进行

11、：分解分两步进行： CaMg(CO3)2 CaCO3 +MgO+CO2 CaO+CO2 d.焊条烘干温度：焊条烘干温度： 含含CaCO3的焊条的焊条 450 含含MgCO3的焊条的焊条 300 含含有机物有机物的焊条的焊条 200 高价氧化物的分解高价氧化物的分解 Fe2O3Fe3O4+O2 FeO+O2 MnO2 Mn2O3+O2 Mn3O4+O2 MnO+O2 材料的蒸发材料的蒸发 沸点较低的沸点较低的Zn、Mn、Pb、Fe、F 化物等化物等（1）简单气体）简单气体 反应方程式反应方程式 H（kJmol） N2N+N -712.4 O2O+O -489.9 H2H+H -433.9 H2H

12、+H+e （发生电离）（发生电离） -1745 单原子气体三种电离方式：单原子气体三种电离方式： 热电离、碰撞电离、光电离（依次要求的温度热电离、碰撞电离、光电离（依次要求的温度 升高）升高）2.气体的分解气体的分解（2）复杂气体的分解）复杂气体的分解反应方程式反应方程式 H（kJmol） 分解温度分解温度CO2CO+O2 -282.8 （全分解）（全分解）H2OH2+O2 -483.2 4500KH2OOH+ H2 -532.0 4500KH2OH2+O -977.3 更高温度更高温度H2O2H+O -1803.3 更高温度更高温度（3）气相的成分及分布（如）气相的成分及分布（如表表2-6）

13、 主要：主要：CO、H2、H2O、CO2 低氢：低氢：CO、CO2211）作用）作用 机械保护机械保护 改善工艺性：提高电弧的稳定性，减少飞改善工艺性：提高电弧的稳定性，减少飞 溅，促进脱渣、焊缝成型溅，促进脱渣、焊缝成型 冶金处理作用冶金处理作用2 2）成分与分类）成分与分类 盐型：活性材料及高合金钢盐型：活性材料及高合金钢氧化物、氯化物氧化物、氯化物 盐盐- -氧化物：合金钢氧化物：合金钢氧化物氧化物 氧化物型：低碳钢及低合金钢氧化物型：低碳钢及低合金钢氧化物氧化物3.焊接熔渣焊接熔渣3）熔渣结构理论）熔渣结构理论 分子理论：建立于对凝固熔渣进行相及化分子理论：建立于对凝固熔渣进行相及化

14、学分析的结果为依据学分析的结果为依据 A.A.要点：要点： a.a.渣由分子组成，分为自由氧化物、结合氧渣由分子组成，分为自由氧化物、结合氧化物及化物及 S Smm,F,Fmm等等 b.b.自由氧化物与结合氧化物处于平衡状态，自由氧化物与结合氧化物处于平衡状态，高温时自由态占优势，低温时结合态占优势高温时自由态占优势，低温时结合态占优势 c.c.只有自由氧化物才参与和熔融金属的反应只有自由氧化物才参与和熔融金属的反应 d.d.液态熔渣是一种理想熔体，适用于理想液液态熔渣是一种理想熔体，适用于理想液态定律态定律 B.B.优点：定性，可简单解释渣与金属的反应优点：定性，可简单解释渣与金属的反应 C

15、.C.缺点：无法解释导电性缺点：无法解释导电性 离子理论（完全离子理论）离子理论（完全离子理论） A.A.要点：要点： a.a.液态熔渣是由阴阳离子组成的中性材料，液态熔渣是由阴阳离子组成的中性材料，负电性为阴离子，负电性小为阳离子负电性为阴离子，负电性小为阳离子 b.b.离子存在综合矩，其值为离子电荷离子存在综合矩，其值为离子电荷/ /离子半离子半 径，综合矩决定离子的分布、聚集和作用，综合径，综合矩决定离子的分布、聚集和作用，综合矩越大，静电场越强，越易于与异号离子结合。矩越大，静电场越强，越易于与异号离子结合。在熔渣内，综合矩大的离子结合形成集团（近似在熔渣内，综合矩大的离子结合形成集团

16、（近似有序结构），其中盐基形成简单均匀的离液，氧有序结构），其中盐基形成简单均匀的离液，氧化物则形成复杂的化物则形成复杂的 网络结构。网络结构。 c.c.冶金作用是彼此电化学过程（置换过程）冶金作用是彼此电化学过程（置换过程） B.B.优点：合理的解释了熔渣的导电性优点：合理的解释了熔渣的导电性 C.C.缺点：缺乏热力学资料（所以多用分子论）缺点：缺乏热力学资料（所以多用分子论） 熔渣性质与结构的关系熔渣性质与结构的关系 A.熔渣碱度熔渣碱度B a.分子理论：分子理论： R2O、RO 碱性氧化物（碱性氧化物（K2O、Na2O、 CaO、MgO、BaO、MnO、 FeO ）摩尔数）摩尔数 R2O

17、2酸性氧化物（酸性氧化物（SiO2、TiO2、 P2O5）摩尔数）摩尔数 （中性氧化物有（中性氧化物有:Al2O3、Fe2O3、Cr2O3） )O(RRO)O(RB222B1.3为碱性渣，为碱性渣，B1碱性渣，碱性渣，B10,碱性；碱性；B2)222HHHpKS3）焊缝中的氢及其扩散）焊缝中的氢及其扩散 H、H+、H-存在方式存在方式 a.存在晶格中（间隙固溶体）存在晶格中（间隙固溶体） 残余氢，残余氢，由于由于 H半径小，可扩散半径小，可扩散 b.存在缺陷处，形成存在缺陷处，形成H2，不能扩散，不能扩散 c.形成化学物、氢化物形成化学物、氢化物 对对FeFe、AlAl、NiNi、CuCu等来

18、说，扩散氢占到等来说，扩散氢占到8080% 90%90%，对，对TiTi来说，大部分形成的是氢来说，大部分形成的是氢化物化物 扩散氢的含量随时间的变化而逸出或形扩散氢的含量随时间的变化而逸出或形成成H H2 2, ,危害大危害大4）H对焊接质量的影响对焊接质量的影响 氢脆（室温脆化）氢脆（室温脆化） 位错运动位错运动H HH H2 2显微空腔内压显微空腔内压氢脆氢脆 白点白点 塑变塑变夹渣或气孔处夹渣或气孔处H HH H2 2内压内压白点白点 气孔气孔 熔池熔池H H含量较高，结晶过程析出含量较高，结晶过程析出H H2 2气孔气孔 冷裂纹冷裂纹5）控制氢的措施）控制氢的措施 控制原材料中的控制

19、原材料中的H2O 清除杂质及污染清除杂质及污染 冶金处理冶金处理 a.氟化物去氢机理氟化物去氢机理 酸性渣中：酸性渣中：SiO2活度大活度大 CaF2+ SiO2 CaSiO3+SiF4(气气) SiF4+2H SiF2+2HF SiF4+2H2OSiO2（气（气)+4HF 碱性渣中碱性渣中 CaF2（气）（气）+H2OCaO+2HF CaF2（气）（气）+2HCa（气）（气）+2HF b.氧化去氢氧化去氢 CO2+H CO+OH O+H OH O2+H22OH c.稀土去氢（稀土去氢（Te、Se等）等） 焊接工艺参数焊接工艺参数 a. 焊条电弧焊：焊条电弧焊：IH ;UH ,与与N、O相反相

20、反 b.气焊：气焊： IH c.极性：反接最小，正接居中，交流最大极性：反接最小，正接居中，交流最大 焊后去氢处理焊后去氢处理3.氧（氧（O）对金属的作用）对金属的作用 1）分类）分类 不溶解，只氧化，氧化物不溶于金属中不溶解，只氧化，氧化物不溶于金属中 ( (如如Al、Mg等等) ) 既溶解，又氧化，氧化物溶于金属中既溶解，又氧化，氧化物溶于金属中 （如（如Fe、Ni、Cu、Ti等）等） 2）来源：周围空气污染，材料中的含氧化合）来源：周围空气污染，材料中的含氧化合物物 3）溶解）溶解 溶解度：溶解度： （平方根定律）（平方根定律） 影响因素影响因素 T TS S0 0 凝固时凝固时S S0

21、 0 =0.16% =0.16% 相时相时S S0 0 =0.05% =0.05% 室温时室温时 S S0 0 金属被氧化金属被氧化 PO2 ,Fe氧化严重氧化严重 电弧气氛中电弧气氛中( (PO2 PO2 ）: : Fe+1/2O2=FeO +26.97kJ/mol Fe+O=FeO +515.76kJ/mol( (更激烈）更激烈） C、Si、Mn的氧化：的氧化： C+1/2O2=CO Si+O2=(SiO2) Mn+1/2O2=(MnO)CO2的氧化的氧化 CO2分解得到分解得到PO2饱和饱和FeO分解压，分解压，30003000接近接近 空气中的氧分压，即高温是强氧化剂空气中的氧分压，即

22、高温是强氧化剂 CO2+Fe=CO + FeO lgK=-11576/T+6.855 ,TK 故熔滴阶段氧化更激烈，故熔滴阶段氧化更激烈， CO2多是必须用多是必须用Si、Mn脱脱氧氧 焊不锈钢时，还会出现增碳焊不锈钢时，还会出现增碳: : Cr+CO(CrO3)+3C Al+COAl2O3+C COCO2+C 所以焊不锈钢时应降低所以焊不锈钢时应降低CO2的含量，或加入的含量，或加入Cr2O3H2O对金属的氧化对金属的氧化 H2O+Fe=Fe+H2,lgK=-10200/T+5.5 H2O在液铁温度下氧化性比在液铁温度下氧化性比CO2小，但小，但H严重影严重影响焊缝的质量，故应严格控制响焊缝

23、的质量，故应严格控制H2O的来源的来源混合气体的氧化混合气体的氧化 根据室温时气相成分和气体反应的平衡常数根据室温时气相成分和气体反应的平衡常数推算高温时气相成分，求出氧分压，与氧化物推算高温时气相成分，求出氧分压，与氧化物的分界压比较。的分界压比较。 目前评价气体氧化能力的指标：金属元素的目前评价气体氧化能力的指标：金属元素的氧化损失系数即焊缝含氧量氧化损失系数即焊缝含氧量3.熔渣对金属的氧化熔渣对金属的氧化 1）扩散氧化）扩散氧化 符合分配定律符合分配定律 分配系数分配系数: :L=(FeO)/FeO 酸性渣中（酸性渣中（SiO2饱和）：饱和）：lgL=4096/T-1.877 碱性渣中（

24、碱性渣中（CaO饱和）：饱和）：lgL=5014/T-1.980 TL , ,即即FeO向钢中扩散，可见扩散氧化主向钢中扩散，可见扩散氧化主 要发生在熔滴过渡阶段。碱性渣中，根据分子要发生在熔滴过渡阶段。碱性渣中，根据分子 理论，酸性氧化物少，所以理论，酸性氧化物少，所以FeO的活度大。因的活度大。因 此碱性焊条焊接时，对锈和氧化皮敏感。但并此碱性焊条焊接时，对锈和氧化皮敏感。但并 不意味着碱性焊条焊缝含氧量高，反而是低，不意味着碱性焊条焊缝含氧量高，反而是低， 因为药皮氧化势低。因为药皮氧化势低。)(FeOFeO扩扩散散平平衡衡2）置换氧化）置换氧化 熔渣中的熔渣中的SiO2、MnO等发生以

25、下反应：等发生以下反应： （SiO2）+2FeSi+2FeO （MnO）+FeSi+2FeO 2FeO FeO + (FeO) 焊缝增焊缝增Si,Mn，使，使Fe氧化氧化 温度升高，温度升高，K ,故置换氧化主要发生在高温区，随故置换氧化主要发生在高温区，随 着温度降低，熔池后部的地温区着温度降低，熔池后部的地温区Si、Mn被氧化，被氧化， 生成夹杂生成夹杂 0461346022.)()(lglgTSiOSiFeOK1636600.lgTK 药皮中含药皮中含Al、Ti、Cr等强脱氧元素时，置换脱氧效等强脱氧元素时，置换脱氧效 果更明显，高碳高强钢应采用无果更明显，高碳高强钢应采用无SiO2药皮

26、药皮3.焊缝金属的脱氧焊缝金属的脱氧 1）脱氧目的：减少焊缝中的氧含量）脱氧目的：减少焊缝中的氧含量 2）选择脱氧剂的原则）选择脱氧剂的原则 与与O O的亲和力比被焊金属大的亲和力比被焊金属大( (C、Al、Ti、Mn等）等） 脱氧产物不溶于液态金属（密度小于液态金属）脱氧产物不溶于液态金属（密度小于液态金属） 对焊缝金属性能、工艺影响小、成本较低对焊缝金属性能、工艺影响小、成本较低 3）脱氧方式）脱氧方式 先期脱氧先期脱氧 a.a.在药皮加热阶段，固态药皮中进行的脱氧反应叫先期脱在药皮加热阶段，固态药皮中进行的脱氧反应叫先期脱 氧，其特点是脱氧过程和脱氧产物与熔滴不发生直接关系氧，其特点是脱

27、氧过程和脱氧产物与熔滴不发生直接关系 b. b. Al、Ti、Si、Mn的先期脱氧反应为：的先期脱氧反应为： Fe2O3+Mn=MnO+2FeO FeO+Mn=MnO+Fe MnO2+Mn=2MnO 2CaCO3+Ti=2CaO+TiO2+2CO 3CaCO3+2Al=3CaO+Al2O3+3CO 2CaCO3+Si=2CaO+SiO2+2CO CaCO3+Mn=CaO+CO+MnO c.反应的结果使气相的氧化性减弱。由于反应的结果使气相的氧化性减弱。由于Al 和和Ti对氧的亲和力很大，它们在先期脱氧对氧的亲和力很大，它们在先期脱氧 的过程中绝大部分被烧损，沉淀脱氧的作的过程中绝大部分被烧损，

28、沉淀脱氧的作 用不大用不大 d.C的先期脱氧问题的先期脱氧问题 C易被氧化易被氧化 C+O=CO C+CO2=2CO 加入加入Mn后后 Mn+CO2=MnO+CO CO+Mn=C+MnO 故故C的先期脱氧取决于的先期脱氧取决于Mn/C的比及碳酸盐当量的比及碳酸盐当量 沉淀脱氧沉淀脱氧 a.a.沉淀脱氧是在熔滴和熔池内进行的，其原沉淀脱氧是在熔滴和熔池内进行的，其原 理是溶解在液态金属中的脱氧剂和理是溶解在液态金属中的脱氧剂和FeO直直 接反应，把铁还原，脱氧产物浮出液态接反应，把铁还原，脱氧产物浮出液态 金属金属 b b.Mn的脱氧反应的脱氧反应 增加金属中的含锰量，减少渣中的增加金属中的含锰

29、量，减少渣中的 MnO，可以提高脱氧效果，可以提高脱氧效果 温度下降，温度下降，Mn的脱氧能力增强，故一的脱氧能力增强，故一 般在熔池的后部出现般在熔池的后部出现MnO的夹渣的夹渣 c.Si的脱氧反应的脱氧反应 提高熔渣的碱度和金属中的含硅量，可以提高熔渣的碱度和金属中的含硅量，可以 提高硅的脱氧效果提高硅的脱氧效果 硅的脱氧能力比锰大，生成的硅的脱氧能力比锰大，生成的SiO2熔点熔点 高，通常处于固态，不易聚合为大的质高，通常处于固态，不易聚合为大的质 点；同时点；同时 SiO2与钢液的界面张力小，润湿与钢液的界面张力小，润湿 性好，性好， SiO2不易从钢液中分离，所以易不易从钢液中分离，

30、所以易 造成夹杂，因此一般不单独用硅脱氧造成夹杂，因此一般不单独用硅脱氧 d.硅锰联合脱氧硅锰联合脱氧 把锰和硅按适当比例加入金属中进行联把锰和硅按适当比例加入金属中进行联 合脱氧时，可以得到较好的脱氧效果合脱氧时，可以得到较好的脱氧效果 当当MnSi37时，脱氧产物时，脱氧产物 可形成硅酸盐可形成硅酸盐MnOSiO2 ,易析出易析出 CO2焊丝常用焊丝常用 扩散脱氧扩散脱氧 a. L=(FeO)/FeO , TL b.扩散脱氧一般发生在低温区，关键在于降扩散脱氧一般发生在低温区，关键在于降 低渣中低渣中FeO的活度的活度 第五节第五节 焊缝的合金化焊缝的合金化1.合金化的目的及方式合金化的目

31、的及方式 1）目的）目的 补偿损失补偿损失 改善组织，消除缺陷，提高性能改善组织，消除缺陷，提高性能 获得特种性能（如获得特种性能（如耐磨性、红硬性、耐耐磨性、红硬性、耐 热性、耐蚀性等）热性、耐蚀性等） 2） 方式方式 焊丝、带极焊丝、带极 药芯药芯 药皮、焊剂药皮、焊剂 合金粉合金粉2.合金化过程（药过渡方式）合金化过程（药过渡方式） 1）合金剂过渡方式）合金剂过渡方式 合金过渡过程主要是在液态金属与熔合金过渡过程主要是在液态金属与熔 渣的界面上进行的，通过合金元素蒸渣的界面上进行的，通过合金元素蒸 气和离子过渡是很少的气和离子过渡是很少的 悬浮在渣中的合金剂颗粒还有一部分悬浮在渣中的合金

32、剂颗粒还有一部分 没有被带到熔渣与金属的界面上，通没有被带到熔渣与金属的界面上，通 常称之为残留在渣中的损失常称之为残留在渣中的损失2）合金化各阶段作用）合金化各阶段作用 K Kb b0.40.40.4时：熔滴中的时：熔滴中的MnMn一定且与一定且与K Kb b无无 关，焊缝金属关，焊缝金属MnMn随随K Kb b的增加而增大，的增加而增大， 意味着有一部分熔渣直接与熔池作用意味着有一部分熔渣直接与熔池作用 熔滴合金化程度大，焊缝种成分较均匀；熔滴合金化程度大，焊缝种成分较均匀； 熔池合金化程度增大，成分不均匀性增加熔池合金化程度增大，成分不均匀性增加 3）合金化的物质平衡）合金化的物质平衡

33、过渡量：过渡量：Md=M原始原始-（M残留渣中残留渣中+M氧化及其它氧化及其它） M残留残留与原始浓度有关，与与原始浓度有关，与Kb有关，与粒度、密有关，与粒度、密 度、熔渣成分无关度、熔渣成分无关 M氧化氧化与药皮、焊剂氧化性有关、与原始浓度无与药皮、焊剂氧化性有关、与原始浓度无 关关3.合金过渡系数合金过渡系数 1）定义）定义: =Cd/Ce Cd 熔敷金属中的实际含量熔敷金属中的实际含量 Ce 合金元素在焊材中的合金元素在焊材中的原始含量原始含量 Ce=（Cew+KbCco） Cew焊芯金属中的原始含量焊芯金属中的原始含量 Cco 药皮金属中的原始含量药皮金属中的原始含量 一般说来通过焊

34、丝过渡系数大，而通过一般说来通过焊丝过渡系数大，而通过 药皮过渡系数小（有氧化，有残留）药皮过渡系数小（有氧化，有残留）2）影响因素）影响因素 物理化学性质（熔点、活性等）物理化学性质（熔点、活性等） 蒸发损失蒸发损失 氧化损失（沸点、与氧的亲和力）氧化损失（沸点、与氧的亲和力） 与与O亲和力大小排序为：亲和力大小排序为：Cu、Ni、Co、 Fe、W、Mo、Cr、Mn、V、Si、Ti、 Zr、Al 几个合金元素同时合金化时：无氧则彼此几个合金元素同时合金化时：无氧则彼此 无关，有氧彼此相关无关，有氧彼此相关 含量：含量：C Ccoco ,但趋于一个定值但趋于一个定值药皮成分（氧化性）：过渡元素药皮成分（氧