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发布时间:2022-05-09 00:42:55
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  (1)氧的来源 焊接区的氧气主要来自电弧中的氧化性气体(如CO2、O2、H2O等),空气中氧的侵入,焊剂、药皮中的高价氧化物和焊件表面的铁锈、水分等的分解产物。

  氧在电弧高温作用下分解为原子,原子状态的氧非常活泼,能使铁和其他元素氧化,其中氧化生成的FeO能溶解于液体金属,所以氧在焊缝金属中主要是以FeO形式存在。同时焊缝金属中的FeO还会使其他元素进一步氧化。

  1)焊缝金属中的氧,不仅使焊缝中有益元素大量烧损,而且使焊缝的强度、塑性、硬度和冲击韧性降低,尤其冲击韧性降低明显。

  2)降低焊缝金属的物理性能和化学性能,如降低导电性、导磁性和抗腐蚀性能等。

  3)氧与碳、氢反应,生成不溶于金属的气体CO和H2O,若结晶时来不及顺利逸出,则在焊缝内形成气孔。

  1)加强保护,如采用短弧焊、选用合适的气体流量等,防止空气侵入。采用惰性气体保护或线)清理焊件及焊丝表面的水分、油污、锈迹,按规定温度烘干焊剂、焊条等焊接材料。

  措施防止熔化金属氧化外,设法在焊丝、药皮、焊剂中加入一些合金元素,去除或减少已进入熔池中的氧,是保证焊缝质量的关键。这个过程称为焊缝金属的脱氧。

  ①脱氧剂在焊接温度下对氧的亲和力应比被焊金属的亲和力大。元素对氧的亲和力大小按递减顺序排列为:

  在实际生产中,常用它们的铁合金或金属粉,如锰铁、硅铁、钛铁、铝粉等作为脱氧剂。元素对氧的亲和力越大,脱氧能力越强。

  ②脱氧后的产物应不溶于金属而容易被排除入渣且熔点应较低,密度应比金属小,易从熔池中上浮入渣。

  ①先期脱氧 焊接时,在焊条药皮加热过程中,药皮中的碳酸盐(CaCO2、MgCO3)或高价氧化物(Fe2O3)受热分解放出CO2和O2,这时药皮内的脱氧剂,如锰铁、硅铁、钛铁等便与其发生氧化反应生成氧化物,从而使气相氧化性降低,这种在药皮加热阶段发生的脱氧方式称为先期脱氧。

  先期脱氧的目的是尽可能在早期把氧去除,减少熔化金属的氧化。先期脱氧是不完全的,脱氧过程和脱氧产物一般不和熔滴金属发生直接关系。

  ②沉淀脱氧 沉淀脱氧是利用溶解在熔滴和熔池中的脱氧剂直接与Fe0反应进行脱氧,并使脱氧后的产物排入熔渣而清除。沉淀脱氧的对象主要是液态金属中的Fe0,沉淀脱氧常用的脱氧剂有锰铁、硅铁、钛铁等。酸性焊条(E4303)一般用锰铁脱氧;碱性焊条(E5015)一般用硅铁、钛铁脱氧。锰铁、硅铁、钛铁的脱氧化学反应式如下:2FeO+Si=SiO2+2Fe

  Si、 Ti对氧的亲和力比Mn对氧的亲和力大,按理说脱氧作用比Mn强,那么为什么酸性焊条(F4303)中,不用Si及Ti而必须用Mn来脱氧呢?这是由于酸性焊条(E4303)的熔渣中含有大量的酸性氧化物SiO2及TiO2,而用Si及Ti脱氧后的生成物也是SiO2及TiO2,这些生成物无法与熔渣中存在的大量酸性氧化物结合成稳定的复合物而进入熔渣。所以脱氧反应难以进行而无法脱氧。

  而MnO是碱性氧化物,因此,很容易与酸性氧化物(SiO2、TiO2)结合成稳定的复合物(MnO·SiO2及MnO·TiO2)而进入熔渣,所以脱氧反应易于进行,有利于脱氧。

  那么碱性焊条(E5015),为何又不能用Mn脱氧,而必须用Si、Ti来脱氧呢?这是因为碱性焊条(E5015)熔渣中含有大量的CaO等碱性氧化物,而Mn脱氧后的生成物Mn0也是碱性氧化物,这些生成物无法与熔渣中存在的大量碱性氧化物结合成稳定的复合物进入熔渣。如用Si、T来脱氧,则脱氧后的产物SiO2、TiO2就可以与熔渣中大量的碱性氧化物形成稳定的复合物(CaO·SiO2及CaO·TiO2)而进入熔渣。

  AI的脱氧能力虽然很强,但生成的Al203熔点高,不易上浮,易形成夹渣,同时还会产生飞溅、气孔等缺陷,故一般不宜单独作脱氧剂。

  ③扩散脱氧 利用FeO既能溶于熔池金属,又能溶解于熔渣的特性,使FeO从熔池扩散到熔渣,从而降低焊缝含氧量,这种脱氧方式称为扩散脱氧。

  酸性焊条焊接时,由于熔渣中存在大量的SiO2、TiO2等酸性氧化物,作为碱性氧化物的FeO就比较容易从熔池扩散到熔渣中去,与之结合成稳定的复合物FeO·TiO2、FeO.SiO2,从而降低了熔池中FeO的含量。所以,酸性焊条焊接以扩散脱氧作为主要脱氧方式。

  碱性焊条焊接时,由于在碱性熔渣中存在大量的强碱性的CaO等氧化物,而熔池中的FeO也是碱性氧化物,因此扩散脱氧难以进行。所以扩散脱氧在碱性焊条中基本不存在。

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