第二章化學(xué)冶金(2013版)

第三章

第二章焊接化學(xué)冶金

天津大學(xué)杜則裕2013.3焊接化學(xué)冶金的概念（P.43）在熔焊過(guò)程中，焊接區(qū)內(nèi)各種物質(zhì)之間在高溫下液態(tài)金屬、熔渣、氣相之間相互作用的過(guò)程研究目的在于運(yùn)用這些規(guī)律合理地選擇焊接材料，控制焊縫金屬的成分和性能使之符合使用要求，設(shè)計(jì)創(chuàng)造新的焊接材料第一節(jié)焊接化學(xué)冶金過(guò)程的特點(diǎn)焊接化學(xué)冶金的任務(wù)①對(duì)焊接區(qū)實(shí)施保護(hù)，免受空氣侵害②熔化金屬，冶金處理，獲得所要求的焊縫成型一、對(duì)焊接區(qū)的保護(hù)1.光焊絲焊接時(shí)[N]＝0.105﹪~0.218﹪,增加20~45倍，[O]＝0.14﹪~0.72﹪,增加7~35倍，[Mn]、[C]蒸發(fā)、氧化損失易產(chǎn)生氣孔，導(dǎo)致塑性韌性下降,光焊絲無(wú)保護(hù)的焊接不實(shí)用2.保護(hù)方法藥皮、熔渣、藥芯、保護(hù)氣體、自保護(hù)等3.保護(hù)效率與保護(hù)方法有關(guān)，一般惰性氣體保護(hù)效果較好二、焊接冶金學(xué)反應(yīng)區(qū)及其反應(yīng)條件（以焊條電弧焊為例）（P.45、46，圖2-3）

1.藥皮反應(yīng)區(qū)

（1）產(chǎn)生的氣體①100~1200°C：水分蒸發(fā)、分解、氧化a.＜100°C吸附水分蒸發(fā)b.>200~400°C排除結(jié)晶水c.>400°C排除化合水②有機(jī)物的分解和燃燒：產(chǎn)生CO2、CO、H2③碳酸鹽的分解（大理石CaCO3、菱苦土MgCO3):產(chǎn)生CO2④高價(jià)氧化物分解（赤鐵礦Fe2O3、錳礦MnO2):產(chǎn)生O2（2）產(chǎn)生的氣體對(duì)鐵合金（Mn-Fe、Si-Fe、Ti-Fe）的氧化作用

①在溫度大于600°C的條件下：

2Mn+O2=2MnO

Mn+CO2=MnO+COMn+H2O=MnO+H2

②結(jié)果使氣氛的氧化性降低，達(dá)到先期脫氧的作用2.熔滴反應(yīng)區(qū)（1）特點(diǎn)①熔滴溫度高：1800~2400°C，過(guò)熱度大②熔滴比表面積大，故接觸面積大：一般比煉鋼時(shí)大1000倍③反應(yīng)接觸時(shí)間短：熔滴存在時(shí)間短，內(nèi)部又存在流動(dòng)④熔滴金屬與熔渣發(fā)生強(qiáng)烈混合：熔渣質(zhì)點(diǎn)尺寸可達(dá)50μm,相互接觸面積大，反應(yīng)物與產(chǎn)物充分交流，反應(yīng)速度加快總之，熔滴反應(yīng)區(qū)反應(yīng)時(shí)間較短，但溫度高，相互接觸面積大，反應(yīng)最為激烈，對(duì)焊縫的影響最大（2）主要冶金反應(yīng)

①氣體的分解和溶解

②金屬的氧化、還原

③合金化④金屬蒸發(fā)

3.熔池反應(yīng)區(qū)（1）物理?xiàng)l件

①與熔化的母材充分混合②熔池的平均溫度較低（1600~1900°C）③比表面積小（3~130cm3/kg）④時(shí)間從幾s到幾十s⑤溫度分布不均勻（在熔池頭部的反應(yīng)與熔池尾部的不一樣）

①熔池反應(yīng)體系中各相濃度接近平衡濃度，反應(yīng)速度小

②藥皮質(zhì)量系數(shù)Kb大時(shí)，有部分熔渣直接進(jìn)入熔池，參與并強(qiáng)化熔池反應(yīng)

③熔池反應(yīng)物質(zhì)處在連續(xù)更新過(guò)程，且維持準(zhǔn)穩(wěn)定狀態(tài)（2）化學(xué)條件①熔池反應(yīng)速度小，程度小，對(duì)整個(gè)化學(xué)冶金過(guò)程貢獻(xiàn)小

②主要化學(xué)冶金反應(yīng)同熔滴階段，但程度和方向有可能改變（3）特點(diǎn)

1.熔合比的影響

（1）熔合比的定義：熔焊時(shí)，被熔化的母材部分在焊道金屬中所占的比例。熔合比的數(shù)值，取決于焊接工藝（焊接方法、工藝參數(shù)、坡口類型）、母材、焊材……等。

三、焊接工藝條件與冶金的關(guān)系

（2）熔合比對(duì)焊縫金屬的影響C0=θCb

+(1-θ)Cd

C0——某元素在焊縫金屬中的原始質(zhì)量百分濃度

θ——熔合比

Cb——該元素在母材中的質(zhì)量百分濃度

Cd——該元素在焊條中的質(zhì)量百分濃度

2.熔滴過(guò)渡特性的影響

熔滴的過(guò)渡特性不同，意味著熔滴階段的反應(yīng)時(shí)間不同：

細(xì)顆粒時(shí)反應(yīng)時(shí)間短，不充分；粗顆粒時(shí)反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，反應(yīng)充分。

四、焊接化學(xué)冶金系統(tǒng)及不平衡性

1.化學(xué)冶金系統(tǒng)

①焊條電弧焊、埋弧焊：液態(tài)金屬—熔渣—?dú)庀啖跉怏w保護(hù)焊：氣相—液態(tài)金屬③電渣焊：渣—液態(tài)金屬

2.不平衡性化學(xué)反應(yīng)的不等溫條件，造成了非平衡焊縫最終成分遠(yuǎn)離凝固平衡溫度下的成分第二節(jié)焊接區(qū)的氣體及熔渣1.焊接區(qū)內(nèi)的氣體（1）氣體的來(lái)源及產(chǎn)生

1）來(lái)源：焊材本身（造氣劑及高價(jià)氧化物、水）、鐵銹及油污、空氣侵入（約占3%）2）產(chǎn)生①有機(jī)物分解:纖維素約220~250℃開(kāi)始分解，與水玻璃混合時(shí)，分解溫度會(huì)更低，反應(yīng)產(chǎn)物主要是CO2,少量CO、及水氣②碳酸鹽的分解a.空氣中:分解物開(kāi)始劇烈CaCO3545℃910℃MgCO3325℃650℃b.BaCO3分解溫度比CaCO3高c.白云石CaMg(CO3)2分解分兩步進(jìn)行：

CaMg(CO3)2CaCO3+MgO+CO2

CaO+CO2

d.焊條烘干溫度：含CaCO3的焊條＜450℃含MgCO3的焊條

＜300℃含有機(jī)物的焊條

＜200℃

③高價(jià)氧化物的分解Fe2O3Fe3O4+O2FeO+O2MnO2Mn2O3+O2Mn3O4+O2MnO+O2④材料的蒸發(fā)沸點(diǎn)較低的Zn、Mn、Pb、Fe、F化物等（1）簡(jiǎn)單氣體

反應(yīng)方程式⊿H（kJ／mol）N2N+N-712.4O2O+O-489.9H2H+H-433.9H2H+H++e（發(fā)生電離）-1745單原子氣體三種電離方式：熱電離、碰撞電離、光電離（依次要求的溫度升高）2.氣體的分解

（2）復(fù)雜氣體的分解反應(yīng)方程式⊿H（kJ／mol）分解溫度CO2CO+O2-282.8（全分解）H2OH2+O2-483.2＜4500KH2OOH+H2-532.0＞4500KH2OH2+O-977.3更高溫度H2O2H+O-1803.3更高溫度（3）氣相的成分及分布（如表2-6）主要：CO、H2、H2O、CO2低氫：CO、CO21）作用①機(jī)械保護(hù)②改善工藝性：提高電弧的穩(wěn)定性，減少飛濺，促進(jìn)脫渣、焊縫成型

③冶金處理作用2）成分與分類

①鹽型：活性材料及高合金鋼氧化物、氯化物

②鹽-氧化物：合金鋼氧化物

③氧化物型：低碳鋼及低合金鋼氧化物3.焊接熔渣

3）熔渣結(jié)構(gòu)理論①分子理論：建立于對(duì)凝固熔渣進(jìn)行相及化學(xué)分析的結(jié)果為依據(jù)A.要點(diǎn)：a.渣由分子組成，分為自由氧化物、結(jié)合氧化物及Sm,Fm等b.自由氧化物與結(jié)合氧化物處于平衡狀態(tài)，高溫時(shí)自由態(tài)占優(yōu)勢(shì)，低溫時(shí)結(jié)合態(tài)占優(yōu)勢(shì)c.只有自由氧化物才參與和熔融金屬的反應(yīng)d.液態(tài)熔渣是一種理想熔體，適用于理想液態(tài)定律B.優(yōu)點(diǎn)：定性，可簡(jiǎn)單解釋渣與金屬的反應(yīng)C.缺點(diǎn)：無(wú)法解釋導(dǎo)電性

②離子理論（完全離子理論）A.要點(diǎn)：a.液態(tài)熔渣是由陰陽(yáng)離子組成的中性材料，負(fù)電性為陰離子，負(fù)電性小為陽(yáng)離子b.離子存在綜合矩，其值為離子電荷/離子半徑，綜合矩決定離子的分布、聚集和作用，綜合矩越大，靜電場(chǎng)越強(qiáng)，越易于與異號(hào)離子結(jié)合。在熔渣內(nèi)，綜合矩大的離子結(jié)合形成集團(tuán)（近似有序結(jié)構(gòu)），其中鹽基形成簡(jiǎn)單均勻的離液，氧化物則形成復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。c.冶金作用是彼此電化學(xué)過(guò)程（置換過(guò)程）B.優(yōu)點(diǎn)：合理的解釋了熔渣的導(dǎo)電性C.缺點(diǎn)：缺乏熱力學(xué)資料（所以多用分子論）

③熔渣性質(zhì)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系A(chǔ).熔渣堿度B

a.分子理論：

R2O、RO——堿性氧化物（K2O、Na2O、CaO、MgO、BaO、MnO、FeO）摩爾數(shù)R2O2——酸性氧化物（SiO2、TiO2、P2O5）摩爾數(shù)（中性氧化物有:Al2O3、Fe2O3、Cr2O3）

B>1.3為堿性渣，B<1.3時(shí)為酸性渣更為準(zhǔn)確的公式為：

B1>1堿性渣，B1<1酸性渣，B1=1中性渣b.離子理論觀點(diǎn)：堿度——自由氧離子的濃度(其中a02-

為氧離子的活度）

日本森氏法：

ai——第i種Om的堿度系數(shù)

Mi——第i種Om的摩爾分?jǐn)?shù)判斷：B2>0,堿性；B2<0,酸性

B.熔渣粘度（）a.概念：流體發(fā)生相對(duì)流動(dòng)時(shí)，單位速度梯度下，作用在單位接觸面積上的內(nèi)部摩擦力b.影響因素溫度：T,

成分：

C.熔渣表面張力a.表面張力影響溶滴過(guò)渡、焊縫成型、脫渣及冶金反應(yīng)b.實(shí)質(zhì)：氣-渣界面張力，與化學(xué)鍵能有關(guān)(金屬鍵最大，離子鍵次之，共價(jià)鍵最?。ヽ.焊接熔渣中加CaO、MgO、MnO、Al2O3,增大表面張力；加TiO2、SiO2、B2O3，減少界面張力；溫度升高，界面張力減小D.熔渣熔點(diǎn)及導(dǎo)電性a.熔點(diǎn)：1150~1350℃，取決于藥皮的成分及顆粒度，一般說(shuō)來(lái)藥皮中的難熔物增加，顆粒度增大，熔點(diǎn)增加b.導(dǎo)電性：固態(tài)不導(dǎo)電，液態(tài)導(dǎo)電，取決于熔渣中離子的活性第三節(jié)氣體對(duì)金屬的作用1.氮（N）對(duì)金屬的作用１）N的來(lái)源與溶解

①來(lái)源：周圍空氣污染②溶解：金屬表面吸附的氣體分解為原子，穿過(guò)表面進(jìn)行擴(kuò)散

③溶解度的影響因素a.成分：鐵中加C、Si、Ni，原子將占據(jù)間隙，溶解度下降；加入V、Nb、Cr、Ta，將形成沉淀，溶解度升高

b.電弧中N以原子形式存在，溶解速度較大，故熔融金屬[N]較高

c.與溫度的關(guān)系（如圖1-16）2）N對(duì)質(zhì)量的影響

①生成氣孔（凝固時(shí)突降）

②生成Fe4N（脆化）

③時(shí)效脆化、回火脆性（固溶N)④加入V、Ti、Al、Zr等時(shí)，可抑制時(shí)效，細(xì)化晶粒，增強(qiáng)強(qiáng)度3）影響因素及控制措施

①保護(hù)效果（Kb，造氣劑）

②工藝參數(shù)（U[N]，I[N])

③合金元素（如圖2-7)2.、氫（H）對(duì)金屬的作用1）來(lái)源

焊接材料中的水分、含氫物質(zhì)機(jī)電弧周圍空氣中的水蒸氣等

2）溶解

①H與金屬元素的作用a.固態(tài)吸氫：與Zr、Ti、V、Ta、Nb等形成穩(wěn)定的氫化物，反應(yīng)吸熱，溫度越高，吸氫越少b.高溫溶解氫：與Al、Fe、Ni、Cu、Cr、Mo等形成不穩(wěn)定的氫化物，反應(yīng)吸熱②溶解途徑a.渣-液態(tài)金屬：溶解在渣中的H主要以O(shè)H-的形式存在

H2O（氣)+O2-（自由氧)2(OH-)

[O2-]（堿度越高），溶解的OH-越大

渣中有F-時(shí)，2OH-+F-=O2-+HF,降低了H2O在渣中的溶解度

金屬?gòu)娜墼浇饘俚娜芙猓?Fe2+)+(OH-)[Fe]+2[O]+2[H][Fe]+2(OH-)(Fe2+)+2(O2-)+2[H](OH-)[O]+[H]+(O2-)(H+)[H]陰極處：(OH-)–e[H]+[O]b.氣-液態(tài)金屬

分子態(tài)：滿足一般溶解規(guī)律平方根定律（溶解度）：質(zhì)子態(tài)：溶解度更高電弧焊時(shí)，大量H、H+存在，溶解度高得多熔滴階段吸氫比熔池階段多③影響因素a.溫度（如圖1-16、圖1-25）b.合金元素（如圖1-27）c.組織(吸氫量：δ>γ>α)3）焊縫中的氫及其擴(kuò)散

①H、H+、H-存在方式a.存在晶格中（間隙固溶體）——?dú)堄鄽?，由于[H]半徑小，可擴(kuò)散b.存在缺陷處，形成H2，不能擴(kuò)散c.形成化學(xué)物、氫化物

②對(duì)Fe、Al、Ni、Cu等來(lái)說(shuō)，擴(kuò)散氫占到80%~

90%，對(duì)Ti來(lái)說(shuō)，大部分形成的是氫化物

③擴(kuò)散氫的含量隨時(shí)間的變化而逸出或形成H2,危害大4）[H]對(duì)焊接質(zhì)量的影響

①氫脆（室溫脆化）位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)HH2顯微空腔內(nèi)壓氫脆

②白點(diǎn)塑變夾渣或氣孔處HH2內(nèi)壓白點(diǎn)

③氣孔熔池H含量較高，結(jié)晶過(guò)程析出H2氣孔

④冷裂紋5）控制氫的措施

①控制原材料中的H2O

②清除雜質(zhì)及污染

③冶金處理

a.氟化物去氫機(jī)理

酸性渣中：SiO2活度大CaF2+SiO2

CaSiO3+SiF4(氣)SiF4+2HSiF2+2HFSiF4+2H2OSiO2（氣)+4HF

堿性渣中CaF2（氣）+H2OCaO+2HF

CaF2（氣）+2HCa（氣）+2HF

b.氧化去氫

CO2+HCO+OHO+HOHO2+H22OHc.稀土去氫（Te、Se等）④焊接工藝參數(shù)

a.焊條電弧焊：IH;UH,與[N]、[O]相反b.氣焊：IHc.極性：反接最小，正接居中，交流最大⑤焊后去氫處理3.氧（O）對(duì)金屬的作用1）分類

①不溶解，只氧化，氧化物不溶于金屬中(如Al、Mg等)

②既溶解，又氧化，氧化物溶于金屬中（如Fe、Ni、Cu、Ti等）2）來(lái)源：周圍空氣污染，材料中的含氧化合物

3）溶解

①溶解度：（平方根定律）

②影響因素

TS0

凝固時(shí)S0=0.16%

γ相時(shí)S0=0.05%室溫時(shí)S0

<0.01%,此時(shí)基本上以氧化物存在

合金元素S04）O對(duì)焊接質(zhì)量的影響

①?gòu)?qiáng)度、塑性、韌性下降

②低溫沖擊韌性下降

③產(chǎn)生紅脆、冷脆、時(shí)效脆化④影響物化性能⑤產(chǎn)生氣孔⑥影響電弧的穩(wěn)定性、飛濺等工藝性5）控制O的措施

①降低焊材中的O含量

②改善工藝性（如降低電流等）

③采取脫氧措施第四節(jié)焊接時(shí)的氧化還原1.反應(yīng)的判據(jù)1）金屬的氧化還原方向的判斷標(biāo)準(zhǔn)：金屬氧化物的分解壓2）金屬氧化物的分解

①2/nMmOn2m/nMe+O2（唯一氣體）平衡時(shí):

一定溫度下：固態(tài)或液態(tài)的、為常數(shù)，即為常數(shù)

因此：Kp′=PO2=Kp=f(T),即O2的分解壓為該反應(yīng)的平衡常數(shù)，可作為判據(jù)②判斷體系中{}>金屬被氧化

{}<金屬被還原（氧化物分解）③與T的函數(shù)（見(jiàn)圖1-46）除Cu、Ni外，F(xiàn)eO的分解壓最大，即最不穩(wěn)定此時(shí)FeO的分解壓可表示為：

一般分解壓下降，鐵更易氧化FeO為凝聚相，易分解，分解出來(lái)的Fe溶于金屬時(shí)，[M],,氧化物越易分解2.金屬的氧化還原

1）氣體對(duì)金屬的氧化

①O2的氧化

空氣中：{PO2}≈0.21atm>>PO2,Fe氧化嚴(yán)重電弧氣氛中(PO2>PO2

）:

[Fe]+1/2O2=FeO+26.97kJ/mol

[Fe]+O=FeO+515.76kJ/mol(更激烈）C、Si、Mn的氧化：

[C]+1/2O2=CO[Si]+O2=(SiO2)

[Mn]+1/2O2=(MnO)②CO2的氧化

CO2分解得到{PO2}>>飽和FeO分解壓，3000℃接近空氣中的氧分壓，即高溫是強(qiáng)氧化劑

CO2+[Fe]=CO+[FeO]lgK=-11576/T+6.855,TK

故熔滴階段氧化更激烈，CO2多是必須用Si、Mn脫氧

焊不銹鋼時(shí)，還會(huì)出現(xiàn)增碳:

[Cr]+CO(CrO3)+3[C][Al]+COAl2O3+[C]COCO2+[C]所以焊不銹鋼時(shí)應(yīng)降低CO2的含量，或加入Cr2O3③H2O對(duì)金屬的氧化H2O+[Fe]=Fe+H2,lgK=-10200/T+5.5H2O在液鐵溫度下氧化性比CO2小，但H嚴(yán)重影響焊縫的質(zhì)量，故應(yīng)嚴(yán)格控制H2O的來(lái)源④混合氣體的氧化根據(jù)室溫時(shí)氣相成分和氣體反應(yīng)的平衡常數(shù)推算高溫時(shí)氣相成分，求出氧分壓，與氧化物的分界壓比較。目前評(píng)價(jià)氣體氧化能力的指標(biāo)：金屬元素的氧化損失系數(shù)即焊縫含氧量3.熔渣對(duì)金屬的氧化1）擴(kuò)散氧化

①符合分配定律分配系數(shù):L=(FeO)/[FeO]

②酸性渣中（SiO2飽和）：lgL=4096/T-1.877堿性渣中（CaO飽和）：lgL=5014/T-1.980

TL,即FeO向鋼中擴(kuò)散，可見(jiàn)擴(kuò)散氧化主要發(fā)生在熔滴過(guò)渡階段。堿性渣中，根據(jù)分子理論，酸性氧化物少，所以FeO的活度大。因此堿性焊條焊接時(shí)，對(duì)銹和氧化皮敏感。但并不意味著堿性焊條焊縫含氧量高，反而是低，因?yàn)樗幤ぱ趸瘎?shì)低。2）置換氧化

①熔渣中的SiO2、MnO等發(fā)生以下反應(yīng)：（SiO2）+2[Fe][Si]+2FeO

（MnO）+[Fe][Si]+2FeO

2FeO[FeO]+(FeO)焊縫增Si,Mn，使Fe氧化溫度升高，K,故置換氧化主要發(fā)生在高溫區(qū)，隨著溫度降低，熔池后部的地溫區(qū)Si、Mn被氧化，生成夾雜

②藥皮中含Al、Ti、Cr等強(qiáng)脫氧元素時(shí)，置換脫氧效果更明顯，高碳高強(qiáng)鋼應(yīng)采用無(wú)SiO2藥皮3.焊縫金屬的脫氧

1）脫氧目的：減少焊縫中的氧含量2）選擇脫氧劑的原則

①與O的親和力比被焊金屬大(C、Al、Ti、Mn等）

②脫氧產(chǎn)物不溶于液態(tài)金屬（密度小于液態(tài)金屬）③對(duì)焊縫金屬性能、工藝影響小、成本較低3）脫氧方式

①先期脫氧a.在藥皮加熱階段，固態(tài)藥皮中進(jìn)行的脫氧反應(yīng)叫先期脫氧，其特點(diǎn)是脫氧過(guò)程和脫氧產(chǎn)物與熔滴不發(fā)生直接關(guān)系b.Al、Ti、Si、Mn的先期脫氧反應(yīng)為：

Fe2O3+Mn=MnO+2FeOFeO+Mn=MnO+FeMnO2+Mn=2MnO2CaCO3+Ti=2CaO+TiO2+2CO3CaCO3+2Al=3CaO+Al2O3+3CO2CaCO3+Si=2CaO+SiO2+2COCaCO3+Mn=CaO+CO+MnOc.反應(yīng)的結(jié)果使氣相的氧化性減弱。由于Al和Ti對(duì)氧的親和力很大，它們?cè)谙绕诿撗醯倪^(guò)程中絕大部分被燒損，沉淀脫氧的作用不大

d.C的先期脫氧問(wèn)題

C易被氧化

[C]+[O]=CO[C]+[CO2]=2CO

加入Mn后[Mn]+[CO2]=MnO+COCO+Mn=C+MnO故C的先期脫氧取決于Mn/C的比及碳酸鹽當(dāng)量

②沉淀脫氧a.沉淀脫氧是在熔滴和熔池內(nèi)進(jìn)行的，其原理是溶解在液態(tài)金屬中的脫氧劑和FeO直接反應(yīng)，把鐵還原，脫氧產(chǎn)物浮出液態(tài)金屬

b.Mn的脫氧反應(yīng)

增加金屬中的含錳量，減少渣中的MnO，可以提高脫氧效果

溫度下降，Mn的脫氧能力增強(qiáng)，故一般在熔池的后部出現(xiàn)MnO的夾渣

c.Si的脫氧反應(yīng)

提高熔渣的堿度和金屬中的含硅量，可以提高硅的脫氧效果硅的脫氧能力比錳大，生成的SiO2熔點(diǎn)高，通常處于固態(tài)，不易聚合為大的質(zhì)點(diǎn)；同時(shí)SiO2與鋼液的界面張力小，潤(rùn)濕性好，SiO2不易從鋼液中分離，所以易造成夾雜，因此一般不單獨(dú)用硅脫氧

d.硅錳聯(lián)合脫氧

把錳和硅按適當(dāng)比例加入金屬中進(jìn)行聯(lián)合脫氧時(shí)，可以得到較好的脫氧效果當(dāng)［Mn］／［Si］＝3～7時(shí)，脫氧產(chǎn)物可形成硅酸鹽MnO·SiO2,易析出CO2焊絲常用③擴(kuò)散脫氧a.L=(FeO)/[FeO],TL

b.擴(kuò)散脫氧一般發(fā)生在低溫區(qū)，關(guān)鍵在于降低渣中FeO的活度

第五節(jié)焊縫的合金化1.合金化的目的及方式1）目的

①補(bǔ)償損失

②改善組織，消除缺陷，提高性能

③獲得特種性能（如耐磨性、紅硬性、耐熱性、耐蝕性等）2）

方式

①焊絲、帶極②藥芯

③藥皮、焊劑④合金粉2.合金化過(guò)程（藥過(guò)渡方式）

1）合金劑過(guò)渡方式

①合金過(guò)渡過(guò)程主要是在液態(tài)金屬與熔渣的界面上進(jìn)行的，通過(guò)合金元素蒸氣和離子過(guò)渡是很少的

②懸浮在渣中的合金劑顆粒還有一部分沒(méi)有被帶到熔渣與金屬的界面上，通常稱之為殘留在渣中的損失2）合金化各階段作用

①Kb<0.4時(shí)：熔滴中的含錳量等于熔敷金屬中的含錳量，隨Kb的增加而增大，溶滴階段基本完成

②Kb>0.4時(shí)：熔滴中的[Mn]一定且與Kb無(wú)關(guān)，焊縫金屬[Mn]隨Kb的增加而增大，意味著有一部分熔渣直接與熔池作用

③熔滴合金化程度大，焊縫種成分較均勻；熔池合金化程度增大，成分不均勻性增加

3）合金化的物質(zhì)平衡

過(guò)渡量：Md=M原始-（M殘留渣中+M氧化及其它）M殘留——與原始濃度有關(guān)，與Kb有關(guān)，與粒度、密度、熔渣成分無(wú)關(guān)M氧化——與藥皮、焊劑氧化性有關(guān)、與原始濃度無(wú)關(guān)3.合金過(guò)渡系數(shù)

1）定義:η=Cd/Ce

Cd——熔敷金屬中的實(shí)際含量

Ce——合金元素在焊材中的原始含量

Ce=（Cew+KbCco）

Cew——焊芯金屬中的原始含量

Cco——藥皮金屬中的原始含量一般說(shuō)來(lái)通過(guò)焊絲過(guò)渡系