焊接熱過程和冶金過程

1、焊接熱過程和冶金過程    摘要：焊接電弧產(chǎn)生后，焊接區(qū)的物質(zhì)在高溫作用下，會(huì)發(fā)生激烈的物理化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)的過程稱為焊接冶金過程。本文就此做了簡(jiǎn)要的分析，希望能對(duì)實(shí)際的工作起到一定的指導(dǎo)作用。    關(guān)鍵詞：     焊縫中的氣體含量，應(yīng)盡量采用短弧焊。（3）合金元素的影響。增加焊絲或藥皮中的含碳量可降低焊縫中的含氮量，此外增加鈦、鋁和稀土元素等，也可以降低焊縫中的含氮量。從目前的經(jīng)驗(yàn)來看，加強(qiáng)保護(hù)是控制氮的最有效措施，其他辦法都有很大的局限性。3.2氫與金屬的作用控制氫主要

2、來源于焊條藥皮、焊劑、焊條和焊絲以及空氣中的水分、焊條藥皮、焊件坡口上的油污、氣體保護(hù)焊中的保護(hù)氣體不純等。在電弧的高溫作用下，電弧區(qū)域中的氫主要以原子、離子及分子形態(tài)存在。當(dāng)弧柱中的溫度大于5000K時(shí)，氫主要以原子形態(tài)存在，分解度大于96%，當(dāng)溫度低于2000K時(shí)，氫主要以分子狀態(tài)存在。根據(jù)氫與金屬作用的特點(diǎn)可把金屬分為兩類：第一類是能形成穩(wěn)定氫化物的金屬，如Zr、Ti、V、Ti、Nb等。這類金屬吸收氫的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，焊接這類金屬及合金時(shí)，必須防止在固態(tài)下吸收大量的氫，否則將嚴(yán)重影響接頭的質(zhì)量。第二類是不形成穩(wěn)定氫化物的金屬，如Al、Fe、Ni、Cu、Cr、Mo等。焊縫金屬中的氫大部分以

3、原子或離子形態(tài)存在。由于氫的原子或離子的半徑很小，一部分氫可以在焊縫金屬的晶格中自由擴(kuò)散，稱之為擴(kuò)散氫。部分?jǐn)U散氫隨著時(shí)間延長(zhǎng)，可從焊縫表面逸出。還有一部分氫聚集到金屬的晶格缺陷、顯微裂紋或非金屬夾雜物的空隙中，結(jié)合成分子，不能自由擴(kuò)散，稱之為殘余氫。對(duì)于上述第一類金屬，氫化物影響較大，而對(duì)于第二類金屬，擴(kuò)散氫的體積分?jǐn)?shù)占80%90%，它對(duì)接頭影響比殘余氫大。表1為焊接碳鋼時(shí)采用不同焊接方法、焊接材料測(cè)定出焊縫中的含氫量。表1 焊接碳鋼時(shí)焊縫中的含氫量    (單位：cm3/100g)焊接方法擴(kuò)散氫殘余氫總氫量備  注焊條電弧焊纖維素型鈦型鈦鐵礦型氧化鐵型低氫型3

4、5.839.130.132.34.26.37.16.76.52.642.146.236.838.86.8埋弧焊4.4011.55.90在4050停留4872h測(cè)定擴(kuò)散氫，真空加熱測(cè)定殘余氫。C02保護(hù)焊0.0411.51.54氧乙炔氣焊5.0011.56.50就鋼焊接而言，氫的危害是極大的。它包括兩個(gè)方面：一方面是暫態(tài)現(xiàn)象，包括氫脆和白點(diǎn)，這類現(xiàn)象經(jīng)過時(shí)效或熱處理后可予以消除；另一方面是氣孔和氫致裂紋（冷裂紋），這是永久現(xiàn)象，不可消除。氫脆和白點(diǎn)使鋼的塑性和韌性大大下降。而冷裂紋往往導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的直接脆斷破壞。此外殘余在焊縫金屬中的氫還產(chǎn)生很大的組織應(yīng)力。為了消除氫對(duì)焊縫金屬的有害作用，可以采取以

5、下措施：（1）限制焊接材料中的含氫量，焊接材料在使用前應(yīng)再烘干，特別是使用低氫型焊條時(shí)，一定要注意。焊接保護(hù)氣體中的水分如果超過標(biāo)準(zhǔn)，則應(yīng)采取去水、干燥等措施。（2）清除焊絲和焊件表面上的雜質(zhì)。焊絲和焊件坡口附近表面上的鐵銹、油污、吸附水等，焊接前必須清除干凈。（3）控制焊接工藝參數(shù)。此種方法對(duì)于控制焊縫含氫量有很大的局限性，一般不可用。（4）焊后脫氫處理。（5）在藥皮或焊芯中加入微量的稀土或稀散元素?？偨Y(jié)總之，為了提高焊縫金屬的質(zhì)量，就必須盡量減少焊縫金屬中有害雜質(zhì)的含量和有益元素的損失，或者把所需要的合金元素通過焊接材料過渡到焊縫金屬中，即合金化。合金化的目的首先是補(bǔ)償焊接過程中因蒸發(fā)、氧化等原因造成的合金元素?fù)p失。其次是消除焊接缺陷，如氣孔、裂紋等，改善焊縫金屬的組織和性能，如細(xì)化晶粒、提高塑性、對(duì)焊縫進(jìn)行脫氧、脫硫、脫磷等。最后，能獲得具有特殊性能的堆焊金屬，如耐磨性、耐熱性、耐蝕性等。參考文獻(xiàn)1陳曉,習(xí)天輝;大線能量低焊接裂紋敏感性鋼的