第一章(3,4节) 焊接化学冶金.

1、1234埋埋 弧弧 焊焊 过过 程程 示示 意意 图图56焊接过程中造渣剂熔化，形成独立焊接过程中造渣剂熔化，形成独立熔渣相，覆盖在熔滴与熔池表面熔渣相，覆盖在熔滴与熔池表面药芯焊丝结构图药芯焊丝结构图789焊条焊条和焊剂和焊剂熔渣类型熔渣类型熔渣化学成分（熔渣化学成分（%）熔渣碱度熔渣碱度SiO2TiO2Al2O3FeOMnOCaOMgONa2OK2OCaF2B1B2钛型钛型氧化物型氧化物型23.437.710.06.911.73.70.52.22.90.43-2.0钛钙型钛钙型25.130.23.59.513.78.85.21.72.30.76-0.9钛铁矿型钛铁矿型29.214.01.1

2、15.626.58.71.31.41.10.88-0.1氧化铁型氧化铁型40.41.34.522.719.31.34.61.81.50.60-0.7纤维素型纤维素型34.717.55.511.914.42.15.83.84.30.60-1.3低氢型低氢型盐氧盐氧化物型化物型24.17.01.54.03.535.80.80.820.31.860.9焊剂焊剂25118.2-22.0018.0-23.01.07.0-10.03.0-6.014.0-17.0-23.0-30.01.15-1.440.048-0.49焊剂焊剂430氧化物型氧化物型38.5-1.34.743.01.70.45-6.00.6

3、2-0.33低氢型焊条低氢型焊条（又称碱性焊条）：不含具有造气功能的有机物而含大量碳酸盐和一定数（又称碱性焊条）：不含具有造气功能的有机物而含大量碳酸盐和一定数量的量的CaF2 。碳酸盐在加热分解过程中形成熔渣（。碳酸盐在加热分解过程中形成熔渣（CaO或或MgO）并放出）并放出 CO2 气体。气体。CaF 除了造渣作用之外，还能减少液态金属中的氢含量。除了造渣作用之外，还能减少液态金属中的氢含量。酸性焊条酸性焊条：以硅酸盐或以钛酸盐为主，一般不含：以硅酸盐或以钛酸盐为主，一般不含CaF2 ，含少量碳酸盐和有机物。，含少量碳酸盐和有机物。101112正、负离子的综合矩正、负离子的综合矩阳离子中阳

4、离子中Si4 的综合矩最大，而阴离子中的综合矩最大，而阴离子中O2-的综合矩最的综合矩最大，所以二者最易结合为复杂的硅氧阴离子大，所以二者最易结合为复杂的硅氧阴离子SiO44- 。 1314酸性氧化物的摩尔分数碱性氧化物的摩尔分数B15niiiMa12B16 T/ 较小，凝固时间短，适用于较小，凝固时间短，适用于全位置焊全位置焊T/ 较大，凝固时间长，不适应于仰焊。较大，凝固时间长，不适应于仰焊。长长渣渣 T1 T2 T 短短渣渣熔渣黏度与温度的关系熔渣黏度与温度的关系1718192021碱性焊条施焊时，覆盖在熔滴表面的熔渣表面张力较碱性焊条施焊时，覆盖在熔滴表面的熔渣表面张力较大，易造成熔滴

5、粗化，飞溅增多。大，易造成熔滴粗化，飞溅增多。 酸性焊条施焊时，过渡的熔滴颗粒较小，飞溅少，焊酸性焊条施焊时，过渡的熔滴颗粒较小，飞溅少，焊缝鱼鳞纹细密，外观成形好。缝鱼鳞纹细密，外观成形好。2223图图8-4 多元渣系中多元渣系中FeO的的等活度曲线等活度曲线 （1600） 对于一定对于一定FeO含量的熔渣，当熔渣中碱性氧化物与酸性氧化物含量的熔渣，当熔渣中碱性氧化物与酸性氧化物的含量比（即熔渣碱度）为的含量比（即熔渣碱度）为2时所对应的熔渣氧化性最强。时所对应的熔渣氧化性最强。 FeO在碱性渣中的活度系数比在酸性渣中大在碱性渣中的活度系数比在酸性渣中大 24FeOFeOL877.14906

6、lgTL980.15014lgTL25FeOFeOLFeO 在碱性渣中比在酸性渣中更容易向金属中分配在碱性渣中比在酸性渣中更容易向金属中分配26正是由于这个原因，在碱性焊条药皮中一般不加入含正是由于这个原因，在碱性焊条药皮中一般不加入含 FeO 的物的物质。并要求质。并要求焊接时严格清除焊件表面上的氧化皮和铁锈。焊接时严格清除焊件表面上的氧化皮和铁锈。27286.04T13460)(SiOSi(FeO)lgKFeO2FeO(FeO)Si2Fe)(SiO 22Si23.16T6600(MnO)(FeO)MnlgKFeOFeO(FeO)MnFe(MnO) Mn293Mn)O(Al3(MnO)2Al

7、3Si)O2(Al)3(SiO4Al323220 2100 T / lgKlgKSilgKMn3031323334FeOMn(MnO)MnOFeOMnMnOK(MnO)FeFeOMnKMn%FeO%(MnO)MnO35KSi%FeO%)(SiOFe2FeO2Si)(SiOSiO22236金属中金属中几种化合物的熔点和密度几种化合物的熔点和密度37FeOFeOL3839低碳钢、低合金钢焊丝：低碳钢、低合金钢焊丝：S0.03% 0.04%；合金钢焊丝：合金钢焊丝：S0.025% 0.03% ；不锈钢焊丝：不锈钢焊丝：S0.02%；限制药皮、焊剂、药芯中的含硫量。限制药皮、焊剂、药芯中的含硫量。Fe

8、(MnS)MnFeS(FeO)(MgS)(MgO)FeS(FeO)(CaS)(CaO)FeS(FeO)(MnS)(MnO)FeS原材料的焙烧处理原材料的焙烧处理40Fe2P 或或 Fe3P 硬而脆硬而脆增加材料的冷脆性增加材料的冷脆性 冲击韧性降低，冲击韧性降低，脆性转变温度升高脆性转变温度升高 促使含碳量较高的促使含碳量较高的低合金钢和奥氏体低合金钢和奥氏体钢产生结晶裂纹钢产生结晶裂纹 磷在大多数铁基合金中，都认为是有害元素：磷在大多数铁基合金中，都认为是有害元素： 41425245252352523OP(CaO)4(CaO)OP OP(CaO)3(CaO)OP 11FeOP5(FeO)P2

9、Fe碱度碱度 R = CaO/SiO2熔渣碱度和熔渣碱度和FeO含量对磷在渣及含量对磷在渣及钢液中分配比的影响钢液中分配比的影响w( (FeO) ) (%)434445带极堆焊带极堆焊46Mn(FeO)Fe(MnO) Si2(FeO)Fe)(SiO2激光表面合金化激光表面合金化1激光束惰性气体 2-预涂层 3基体4热影响区 5熔区 6工件移动方向47dPPAAA熔合比熔合比cobcwdbmeemew1）（KdcwbcowwK wmeewmewwbwdwcwwcowbK当=0时，48焊接方法焊丝或焊芯焊剂、药皮或药芯过渡系数CSiMnCrWVNbMoNiTi氩弧焊HJ4310.800.790.8

10、80.990.940.85埋弧焊HJ2510.532.030.590.830.830.780.332.251.130.700.890.77CO2焊0.290.720.600.940.960.68H08AMnCrCNi0.780.830.900.99焊条电弧焊H18CrMnSi赤铁矿0.220.020.050.25大理石0.280.100.140.43石英0.200.750.180.80氟石0.670.880.380.89H08A钛钙型0.710.380.770.520.800.600.960.13氧化铁型0.14-0.270.08-0.120.640.71低氢型0.44-0.550.14-0.

11、270.45-0.550.72-0.820.59-0.640.83-0.86低氢型（堆焊）0.32-0.650.76-0.860.40-0.500.86-0.900.84-0.910.78-0.8849 1600 时，各种元素对氧亲和力从小到大的次序排列为：时，各种元素对氧亲和力从小到大的次序排列为： CuNiCoFeWMoCrMnVSiTiZrAl焊钢时：焊钢时： 铁铁左面左面元素几乎无氧化损失，过渡系数大；元素几乎无氧化损失，过渡系数大； 铁铁右面靠近右面靠近铁的元素氧化损失较小，过渡系数较大；铁的元素氧化损失较小，过渡系数较大； 铁铁右面远离右面远离铁的元素氧化损失较大，过渡系数较小。铁的元素氧化损失较大，过渡系数较小。 若过渡若过渡