第4章 金 属 熔 焊 过 程(课件）- 《焊工工艺基础》同步教学（机械工业版）

金 属 熔 焊 过 程 延迟符 1 学 习 目 标 延迟符 01 了解焊接冶金过程对焊接质量的影响 能够控制金属熔化焊过程 02 03 掌握熔化焊的冶金基础知识 2 第一节 焊条、焊丝金属向母材的过渡 延迟符 3 焊条、焊丝金属向母材的过渡 延迟符 一、电弧焊的熔滴过渡 1、熔滴过渡的作用力 图4-1 熔滴承受重力和表面张力图 Fσ –表面张力 Fg-重力 熔滴过渡：是指电弧焊时，焊条 (或焊丝)端部在电弧高温作用下熔化成的液态金属滴，通过电弧空间不断地向熔池中过渡的过程。 熔滴过渡对焊接过程的稳定性、焊缝成形、飞溅及焊接接头的质量有很大的影响。 溶滴过渡的作用力主要包括：重力、表面张力、电磁力、斑点压力和气体吹力 图4-2 熔滴承受电磁力示意图 4 焊条、焊丝金属向母材的过渡 延迟符 一、电弧焊的熔滴过渡 2、熔滴过渡的形式 (1)滴状过渡 滴状过渡有粗滴过渡和细滴过渡两种 。焊条电弧焊和埋弧焊所采用的主要过渡形式就是细滴过渡。 (2)短路过渡 当采用小电流焊接的同时降低电弧电压，可实现电弧稳定、飞溅较小、成形良好的短路过渡 。细丝CO2气体保护焊时，常采用短路过渡形式。 (3)喷射过渡 采用氩气或富氩气在熔化极气体保护焊反极性焊接时，当焊接电流达到某一临界电流值时，就会出现喷射过渡。当然在喷射过渡时还要求有一定的电弧长度 (电弧电压)。 5 焊接化学冶金过程 延迟符 一、焊接冶金过程的特点 01 温度高、温度梯度大 熔池体积小且存留时间短 熔池金属不断更新 反应接触面大、搅拌激烈 6 焊接化学冶金过程 延迟符 二、气体对焊缝金属的影响 01 1、氢对焊缝金属的影响 熔池金属不断更新 （1）气孔 （2）氢致裂纹 （3）白点 减少氢的有害作用主要是严格控制焊缝中的含氢量。 第一要限制氢及水分的来源，如焊前对焊条、焊剂的烘干，焊前清理焊件及焊丝表面的污物等。 第二应该尽量防止氢溶入金属中，如采用低氢型焊条、短弧操作等。如氢含量过高，可在焊后进行消氢处理或进行退火或高温回火处理。 7 焊接化学冶金过程 延迟符 二、气体对焊缝金属的影响 01 1、氧对焊缝金属的影响 熔池金属不断更新 （1）气孔 （2）有益合金元素被氧化、烧损， （3）增加了焊缝金属的冷脆、热脆倾向。 氧主要来自电弧中O2、CO2、H2O等成分以及药皮中的氧化物和焊件表面的铁锈、水分和油污等。氧常以原子氧和氧化亚铁 (FeO)两种形式存在于液态金属中。 8 焊接化学冶金过程 延迟符 二、气体对焊缝金属的影响 01 1、氮对焊缝金属的影响 熔池金属不断更新 氮主要来自空气。它在高温时熔入熔池中，当温度下降时由于氮的溶解度降低，来不及析出的氮会形成气孔；还有部分氮与铁形成针状化合物后存在于焊缝金属中，氮会使焊缝金属强度提高，塑性和韧性降低。消除氮的危害主要通过加强对焊接区域的保护，减少氮气与液态金属的接触。 9 焊接化学冶金过程 延迟符 三、熔渣对焊缝金属的影响 01 1、氮对焊缝金属的影响 熔渣具有机械保护作用 熔渣具有机械保护作用 熔渣具有冶金处理的作用 熔渣可以改善焊接操作工艺性能 10 焊接化学冶金过程 延迟符 四、焊接过程中的脱氧、脱硫和脱磷 01 1、焊接中的脱氧 (1)酸性焊条 (以E4303型为例) 1)先期脱氧 ---锰铁 2)沉淀脱氧 3)扩散脱氧 (2)碱性焊条(以E5015型为例) 1)先期脱氧—硅铁、钛铁 2)沉淀脱氧 3)扩散脱氧 —基本不存在 11 焊接化学冶金过程 延迟符 四、焊接过程中的脱氧、脱硫和脱磷 01 2、焊接中的脱硫 (1)元素脱硫—锰 (2)熔渣脱硫—CaO 酸性焊条主要依靠锰铁脱硫，而碱性焊条则既可依靠熔渣脱硫，又可元素脱硫，所以碱性焊条的脱硫效果更好。 3、焊接中的脱磷 脱磷有两个阶段：首先将P氧化成P2O5，然后利用碱性氧化物与P2O5复合成磷酸盐进入熔渣。酸性焊条脱磷效果较碱性焊条差，所以一般是以严格控制原材料中的含磷量为主。而碱性焊条的脱磷效果则很好 12 焊接化学冶金过程 延迟符 五、焊缝金属的渗合金 01 为了使焊缝金属的成分、性能和组织符合预定的要求，就必须根据合金元素损失的情况向熔池中添加一些合金元素。这种方法称为焊缝金属的渗合金。 焊条电弧焊时，向焊缝中渗合金的方式有两种: 1、通过焊芯 (合金钢焊芯)过渡。 2、通过焊条药皮过渡。 13 焊 缝 结 晶 延迟符 焊缝金属从高温的液态冷却至常温的固态，中间经过两次结晶过程。 一次结晶是从液相转变为固相的结晶