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文檔簡介
1、焊接熱過程和冶金過程 摘要:焊接電弧產生后,焊接區的物質在高溫作用下,會發生激烈的物理化學反應,反應的過程稱為焊接冶金過程。本文就此做了簡要的分析,希望能對實際的工作起到一定的指導作用。 關鍵詞: 焊縫中的氣體含量,應盡量采用短弧焊。(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。從目前的經驗來看,加強保護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、氣體保護焊中的保護氣體不純等。在電弧的高溫作用下,電弧區域中的氫主要以原子、離子及分子形態存在。當弧柱中的溫度大于5000K時,氫主要以原子形態存在,分解度大于96%,當溫度低于2000K時,氫主要以分子狀態存在。根據氫與金屬作用的特點可把金屬分為兩類:第一類是能形成穩定氫化物的金屬,如Zr、Ti、V、Ti、Nb等。這類金屬吸收氫的反應是放熱反應,焊接這類金屬及合金時,必須防止在固態下吸收大量的氫,否則將嚴重影響接頭的質量。第二類是不形成穩定氫化物的金屬,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散,稱之為擴散氫。部分擴散氫隨著時間延長,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,結合成分子,不能自由擴散,稱之為殘余氫。對于上述第一類金屬,氫化物影響較大,而對于第二類金屬,擴散氫的體積分數占80%90%,它對接頭影響比殘余氫大。表1為焊接碳鋼時采用不同焊接方法、焊接材料測定出焊縫中的含氫量。表1 焊接碳鋼時焊縫中的含氫量 (單位:cm3/100g)焊接方法擴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測定擴散氫,真空加熱測定殘余氫。C02保護焊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。它包括兩個方面:一方面是暫態現象,包括氫脆和白點,這類現象經過時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),這是永久現象,不可消除。氫脆和白點使鋼的塑性和韌性大大下降。而冷裂紋往往導致結構的直接脆斷破壞。此外殘余在焊縫金屬中的氫還產生很大的組織應力。為了消除氫對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再烘干,特別是使用低氫型焊條時,一定要注意。焊接保護氣體中的水分如果超過標準,則應采取去水、干燥等措施。(2)清除焊絲和焊件表面上的雜質。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。此種方法對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。總結總之,為了提高焊縫金屬的質量,就必須盡量減少焊縫金屬中有害雜質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償焊接過程中因蒸發、氧化等原因造成的合金元素損失。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,如細化晶粒、提高塑性、對焊縫進行脫氧、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1陳曉,習天輝;大線能量低焊接裂紋敏感性鋼的
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