A. 钢液为什么要脱氧 脱氧的任务是什么脱氧的方式有哪几种
钢液中氧主要是为了除去钢液中的杂质硅、锰、磷,碳等杂质而加入的,同时冲入氧气也是为了获得较高的反应效率,因此在冶炼临结束时,钢液是处于过渡氧化的状态。 氧对钢性能的影响:氧是在钢的凝固过程中偏析倾向最严重的元素之一,在钢液的凝固和随后的冷却过程中,氧的溶解度急剧下降,钢中原溶解的绝大部分御判氧以铁氧化物、硫氧化物等微细夹杂物的形式在与γ或α晶界处富集,这些微细夹杂物会造成晶界脆化,使钢的加工和使用过程中容易成为晶界开裂顷拆碰的起点,最终导致钢材发生脆性破坏。 钢中氧含量的增加会降低钢材的延性、冲击韧性、抗疲劳破坏性雀谈能,提高钢的韧-脆转换温度,降低钢材的耐腐蚀性能。此外,含氧高的钢材还容易发生时效老化,在高温加工时由于晶界处的杂质偏析形成了低熔点网膜,导致钢产生热脆。 脱氧的方法1) 直接脱氧法是采用与氧亲和力较铁-氧亲和力高的元素为脱氧剂加入到钢液中,使之与氧反应生成的产物上浮于钢液后除去,从而达到脱氧的目的。采用的脱氧剂有:锰铁、铝铁、硅铁。硅锰合金等 2) 扩散脱氧法向炉渣中加入碳粉、硅铁粉、铝粉等位脱氧剂以降低炉渣中FeO的含量,钢中的氧会向炉渣中扩散以维持其在渣-钢中的分配平衡,从而达到脱氧的目的。 3) 真空脱氧法将钢液置于真空中,通过降低CO气体的分压来促使钢液内[C]-[O]反应继续进行,利用此反应从而达到脱氧的目的。
B. 焊缝金属氧化的途径有哪些控制焊缝中氧的措施有哪些
氧在焊缝郑并中主要是在高温下生成氧化物,如co、sio、feo等,会在焊缝中形成氧历丛颂化性气体或氧化物夹杂。生成的气体会使气孔倾向增大;而氧化物夹杂的存在,则会破坏金属晶界间的连肢郑接,使金属的力学性能如强度、塑性、韧性等下降。
C. 二氧化碳焊的脱氧方法有哪些
二氧化碳气体保护电弧焊(简称CO2焊)的保护气体是二氧化碳(有时采用CO2+O2的混合气体)。由于二氧化碳气体的0热物理性能的特殊影响,使用常规焊接电源时,焊丝端头熔化金属不可能形成平衡的轴向自由过渡丛旦,通常需要采用短路和熔滴缩颈爆断、因此,与MIG焊自由过渡相比,飞溅较多。但拆郑森如采用优质焊机,参数选择合适,可以得到很稳定的焊接过程,使飞溅降低到最小的程度。由于所用保护气体价格低廉,采用短路过渡时焊缝成形旅亩良好,加上使用含脱氧剂的焊丝即可获得无内部缺陷的刘质量焊接接头。因此这种焊接方法目前已成为黑色金属材料最重要焊接方法之一。 氧和乙炔焊是用碳化火焰局部加热,融化金属--融合,达到焊接的目的. 一个是电焊,一个是气焊
D. 焊缝金属脱氧为什么不用碳
焊缝金属的脱氧;1,为什么要脱氧;2,脱氧的目的;3,怎么选脱氧剂;常用的脱氧剂;2脱氧产物不溶于液态金属,密度小于液态金属。
沉淀脱氧产物如不及时排除,就会成为固态钢中的非金属夹杂物,影响钢的质量。脱氧衡基产物的密度(一般为3~5克/厘米)比钢液(7.1克/厘米)小,可以上浮排除。
半径增大,上浮速度明显增大。
3,还应考虑脱氧剂对焊缝成分、性能以及焊接工艺性能的影响。;二,脱氧的过程;Al,Ti,Si,Mn先期脱氧反应;由于Al和Ti对氧的亲和力很大,它们在先期脱氧的过程中绝大部分被烧损,故它们沉淀脱氧的作用不大。
先期脱氧的效果取决于脱氧剂对氧的亲和力、它的粒度、氧化剂与脱氧剂的比例、焊接电流密度的因素。
由于药皮加热阶段温度低,传质条件差,先期脱氧是不完全的,需要进一步脱氧;二,脱氧的过程;1,锰的脱氧反应;酸性渣里有较多二氧化硅和二氧化钛,易和氧化锰形成复合物。使得渣里的氧化锰减少,再使得焊缝中的氧化铁减少。
所以碱性渣里氧化锰较多。不利于锰脱氧。
结论:酸性焊条用锰铁作为脱氧剂, 碱性焊条不单独用锰铁作脱氧剂
;;2,硅的脱氧反应;二氧化硅熔点高,通常为固态,不易聚合为大的质点,二氧化硅与钢液的界面张力小,润湿性好,二氧化硅不易从钢液中分离,所以易造成夹杂。因此一般不派枣单独用硅脱氧。
图片;3,硅锰联合脱氧;;采用含两种以上脱氧元素的复合咐羡谨脱氧。
剂是今后发展方向。
优点:熔点低,融化快,各种脱氧反应在同一区域进行,有利于低熔点脱氧产物的形成、
聚合、和排除,减少夹杂物的数量。
例:课本;3,扩散脱氧;;;
E. 二氧化碳焊电弧气氛有那些脱氧方法
二氧化碳气体漏链保护电弧焊电弧气氛,
实芯闷宴焊丝采用硅锰联合脱氧。利用焊丝中的硅锰元素与二氧化碳中的氧结合,形成氧化硅,氧化锰从焊缝液态金返罩孙属逸出,类似于焊渣覆盖在焊缝表面。
药芯焊丝,采用气渣联合脱氧。
F. 熔焊的气体
1、焊接过程中,焊接区内充满大量气体。
用酸性焊条焊接时,主要气体成分是CO、H2、H2O;用碱性焊条焊接时,主要气体成分是CO、CO2;埋弧焊时,主要气体成分是CO、H2。
焊接区内的气体主要来源于以下几方面:一是为了保护焊接区域不受空气的侵入,人为地在焊接区域添加一层保护气体,如药皮中的造气剂(淀粉、木粉、大理石等)受热分解产生的气体、气体保护焊所采用的保护气体(CO2气体、Ar气)等;其次是用潮湿的焊条或焊剂焊接时,析出的气体、保护不严而侵入的空气、焊丝和母材表面上的杂质(油污、铁锈、油漆等)受热产生的气体,以及金属和熔渣高温蒸发所产生的气体等。
2、氮、氢、氧对焊缝金属的作用和影响
⑴氮 氮主要来自焊接区域周围的空气。手弧焊时,堆焊金属中约含有0.025%的氮。氮是提高焊缝金属强度、降低塑性和韧性的元素,也是在焊缝中产生气孔的主要原因之一。
⑵氢 氢主要来源于焊条药皮、焊剂中的水分、药皮中的有机物,焊件和焊丝表面上的污物(铁锈、油污)和空气中的水分等。各种焊接方法均使焊缝增氢,只是增氢的程度不同:手弧焊时用纤维素药皮焊条焊得的焊缝含氢量比母材高出70倍;只有采用低氢型焊条施焊时,焊缝的含氢量才比较低;而用CO2气体保护焊时,含氢量最低。
氢使焊缝金属的塑性性严重下降,促使在焊接接头中产生气孔和延时裂纹,并且还会在拉伸试样的断面上形成白点。
⑶氧 氧主要来源于空气、药皮和焊剂中的氧化物、水分及焊接材料表面的氧化物。随着焊缝中含氧量的增加,其强度、硬度和塑性会明显下降,还能引起金属的热脆、冷脆和时效硬化,并且也是焊缝中形成气孔(CO气孔)的主要原因之一。
总之,进入焊缝金属中的氮、氢、氧都是属于有害的元素。
3、对焊接区域要进行保护方法对焊接区域进行保护的目的是防止空气侵入熔滴和熔池,减少焊缝金属中的氮、氧含量。保护的方式有下列三种:
⑴气体保护 例如,气体保护焊时采用保护气体(CO2、H2、Ar)将焊接区域与空气隔离起来。
⑵渣保护 在熔池金属表面覆盖一层熔渣使其与空气分开隔离,如电渣焊、埋弧焊。
⑶气—渣联合保护 利用保护气体和熔渣同时对熔化金属进行保护,如手弧焊。
4、 减少焊缝金属中的含氧量
对焊接区域进行保护、防止空气与熔化金属进行接触是控制焊缝金属中含氧量的重要措施,但是不能根本解决问题,因为氧还可以通过许多其它渠道进入焊缝中,要彻底堵塞这些渠道事实上是不可能的,因此只能采取措施,对已进入熔化金属中的氧进行脱氧处理。
5、焊缝金属常用的脱氧方法
利用熔渣或焊芯(丝)金属与熔化金属相互作用进行脱氧,是焊缝金属常用的脱氧办法。
⑴扩散脱氧 当温度下降时,原先熔解于熔池中的FeO会不断瞎伍地向熔渣进行扩散,从而使焊缝中的含氧量下降,这种脱氧方法称为扩散脱氧。
如果熔渣中有强酸性氧化物SiO2、TiO2等,它们会与FeO生成复合物,其反应式为
(SiO2+FeO)= FeO·SiO2
(TiO2+FeO)= FeO·TiO2
反应的结果使熔渣中的自由FeO减少,这就使熔池金属中的[FeO]不断地向渣中扩散,焊缝金属中的含量因此得以减少。
酸性熔渣(如焊条J422、焊剂HJK431熔化所成的熔渣)中含有较多量的SiO2、TiO,所以其脱氧方法主要是扩散脱氧。但是在焊接条局神仔件下,由于熔池冷却速度快,熔渣和液体金属相互作用的时间短,扩散脱氧进行得很不充分,因此用酸性焊条(剂)焊成的焊缝,其含氧量还比较高,焊缝金属的塑性和韧性也比较低。
6、用脱氧剂脱氧 在焊芯、药皮或焊丝中加入某种元素,使它本身在焊接过程中被氧化,从而保证被焊金属及其合金元素不被氧化或已被氧化的金属还原出来,这种用来脱氧的元素称为脱氧剂。常用的脱氧剂有碳、锰、硅、钛和铝。
碱性焊条的脱氧剂以铁合金的形式加入到药皮中去,如锰铁、硅铁等。埋弧焊常采用合金焊丝桐汪,如H08MnA、H10MnSi等。
用脱氧剂脱氧的效果比扩散脱氧好得多,所以用碱性焊条施焊的焊缝,其含氧量比用酸性焊条施焊时要低,塑性、韧性相应得到提高,因此碱性焊条常用来焊合金钢及重要的焊接结构。
7、 减少焊缝金属中的含氢量方法
减少焊缝金属中含氢量的常用措施有:
1) 烘干焊条的焊剂;
2) 清除焊件和焊丝表面上的杂质并尽量使焊丝及焊件表面保持干燥;
3) 在药皮和焊剂中加入适量的氟石(CaF2)、硅砂(SiO2),两者都具有较好的去氢效果;
4) 焊后立即对焊件加热,进行后热处理;
5) 采用低氢型焊条、超低氢型焊条和碱性焊剂。
熔焊
8、焊缝金属中硫的危害性
硫是焊缝中常存的有害元素之一。硫能促使焊缝金属产生热裂纹、降低冲击韧度和需腐蚀性,并能促使产生偏析。厚板焊接时,硫还会引起层状撕裂。
硫在液态金属中以FeS的形式存在,熔渣中的Mn、MnO、CaO具有一定的脱硫作用;其反应式如下
[Mn]+[FeS] =[MnS]+[Fe]
[MnO]+[FeS]=[MnS]+[FeO]
[CaO]+[FeS] =[CaS]+[FeO]
生成的MnS、CaS都进入熔渣中,由于MnO、CaO均属碱性氧化物,在碱性熔渣中含量较多,所以碱性熔渣的脱硫能力比酸性熔渣强。
9 、焊缝金属中磷的危害性。
磷也是焊缝中常存的有害元素之一。磷会增加钢的冷脆性,大幅度地降低焊缝金属的冲击韧度,并使脆性转变温度升高。焊接奥氏体类钢或焊缝中含碳量较高时,磷也会促使焊缝金属产生热裂纹。
磷在液态金属中以Fe2P、P2O5形式存在。脱磷反应可分为两步进行:第一步是将磷氧化成P2O5;第二步使之与渣中的碱性氧化物CaO生成稳定的复合物进入熔渣。其反应式为
2[Fe2P]+5(FeO=P2O5+11[Fe]
P2O5+3(CaO)=(CaO)3·P2O5
P2O5+4(CaO)=(CaO)4·P2O5
由于碱性熔渣中含有较多的CaO,所以脱磷效果比酸性熔渣要好。
但是实际上,不论是碱性熔渣还是酸性熔渣,其最终的脱硫、脱磷效果仍不理想。所以控制焊缝中的硫、磷含量,只能采取限制原材料(母材、焊条、焊丝)中硫、磷含量的方法。
10 、焊缝金属的合金化
合金化就是把所需要的合金元素,通过焊接材料过渡到焊缝金属(或堆焊金属)中去。
合金化的目的:1)补偿焊接过程中由于氧化、蒸发等原因造成的合金元素的损失;2)改善焊缝金属的组织和性能;3)获得具有特殊性能的堆焊金属。
常用的合金化方式有:应用合金焊丝;应用药芯焊丝或药芯焊条;应用合金药皮或粘结焊剂;应用合金粉末;应用熔渣与金属之间的置换反应。
11 、合金元素的过渡系数
合金元素在焊接过程中总有一部分因氧化、蒸发等原因损耗掉,不可能全部过渡到焊缝中去。合金元素的过渡系数是指焊接材料中的合金元素过渡到堆焊金属中的数量与其原始含量的百分比,即
式中η——某合金元素的过渡系数(%);
CF——堆焊金属中某合金元素的含量;
CT——焊条(焊丝、焊剂)中某合金元素的原始总含量。
G. 焊缝金属脱氧有哪三个途径
先期脱氧,沉淀脱氧,扩散脱氧