金属材料焊接技术是材料加工和制备的一种重要手段,近年来得到了快速发展,在各行各业的应用越来越广泛,许多新工艺方法营运而生,
焊接化学冶金过程,主要是指熔焊时焊接区各种物质之间在高温条件下的相互作用,其中不仅包括化学变化,而且包括物质在各个参加反应物(如气体、熔渣、液体金属)间的迁移和扩散。
焊接化学冶金过程对焊缝金属的成分、组织、力学性能、某些焊接缺陷(如气孔、结晶裂纹)以及焊接工艺都会有很大的影响,因此,在了解焊接冶金过程及特点,对控制焊缝质量具有极其重要的意义。
下面在来说说焊缝金属组成的部分:
焊件经过焊接后所形成的结合部分就是焊缝,熔焊时,焊缝金属是由熔化的母材与添充金属组合而成,其组成的比例取决于具体的焊接工艺条件,所以有 必要了解焊条金属与母材在焊接中加热和熔化的特点以及影响其组成比例的因素。
焊条的熔化与过渡
焊条的加热与熔化
焊条电弧焊时焊条是电弧放电的电极之一,加热熔化进入溶池,与熔化的母材混合而构成焊缝,焊条的加热与熔化,对焊接工艺过程的稳定性、化学冶金反应、焊缝质量以及焊接生产率都有直接的影响。
1、加热和熔化焊条的热量,焊条电弧焊时,加热与熔化焊条的热量来自于三方面,焊接电弧传给焊条的热能,焊接电流通过焊芯时产生的电阻焊,化学冶金反应产生反应热,一般情况下化学反应热仅占1%-3%,可忽略不计。
焊接电弧传给焊条的热量,这部分热量占焊接电弧总功率的20%-27%,它是加热熔化焊条的主要能量,电弧对焊条加热的特点是热量集中,沿焊条轴向和径向的温度场非常窄,电弧热主要集中在焊条端部10mm以内。
焊接电流通过焊芯所产生的电阻热,电阻热与焊接电流密度、焊芯的电阻及焊接时间有关,当电流密度不大、加热时间不长时,电阻热对焊条加热的影响可不考虑,当焊接电流密度很大、焊条伸出长度太长时需要考虑电阻热的影响。
电阻热过大,会使焊芯和药皮升温过高引起不良后果,产生飞溅,药皮开裂与过早脱落,电弧燃烧不稳,焊缝成形变坏,甚至引起气孔等缺陷,药皮过早进行冶金反应,丧失冶金反应保护能力,焊条发红变软,操作困难,为保证焊接正常进行,焊条电弧焊时,对焊接电流与焊条长度加以限制。
由试验可得出的有效结论
在其它条件相同时,电流密度越大,焊芯的温升越高,因此,在调节焊接电流密度是控制焊条加热温度的有效措施。
在电流密度相同的条件下,焊芯电阻越大,其温升越高,故电阻较大的不锈钢芯焊条应比碳钢焊条短,相同直径的焊条选用的电流也要低些。
在相同的条件下,焊条的熔化速度越高,由于被加热的时间缩短,则其温升越低。
随着药皮厚度的增加,药皮表面与焊芯的温差增大,加大了药皮开裂的倾向。
调整药皮成分,使焊条金属由短路过渡变为喷射过渡,可以提高焊条的熔化速度而降低焊接终了时的药皮温度。
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