焊接区内的气体对焊接质量的影响
二氧化碳气体保护焊原理
二氧化碳气体保护焊原理
二氧化碳气体保护焊是一种常见的金属焊接方法，它利用二氧化碳气体在焊接过程中形成的保护气体来保护焊接区域，防止氧气和其他杂质进入焊接区域，从而实现高质量的焊接。
二氧化碳气体保护焊具有高效、经济、易操作等优点，因此在工业生产中得到了广泛应用。
二氧化碳气体保护焊的原理主要包括两个方面，一是保护气体的作用，二是焊接电弧的特点。
首先，保护气体的作用是二氧化碳气体保护焊的核心。
在焊接过程中，通过喷射二氧化碳气体，形成保护气体层，覆盖在焊接区域上方，阻止空气中的氧气和水蒸气进入焊接区域。
这样可以有效地防止金属氧化、氢开裂和氮气污染等问题的发生，使得焊接接头质量更加可靠。
其次，焊接电弧的特点也是二氧化碳气体保护焊的重要原理之一。
在焊接电弧中，二氧化碳气体不仅起到了保护作用，还参与了电弧的稳定和传导过程。
通过适当的电弧电流和电压控制，可以使二氧化碳气体在电弧中电离成为等离子体，从而产生高温、高能量
的电弧，使得焊接区域的金属得以熔化，实现焊接连接。
除此之外，二氧化碳气体保护焊还具有局部预热、减少氢裂纹、提高焊接速度等优点。
通过在焊接过程中控制保护气体的流量和喷
射方式，可以实现对焊接区域的精确保护，确保焊接接头的质量。
总的来说，二氧化碳气体保护焊的原理是在焊接过程中利用二
氧化碳气体形成保护气体，阻止空气中的氧气和杂质进入焊接区域，同时通过电弧的作用实现金属的熔化和连接。
这种焊接方法不仅可
以提高焊接质量，还可以实现高效、经济的生产，因此在工业领域
得到了广泛的应用和推广。
co2气体保护的原理
co2气体保护的原理CO2气体保护的原理1. 简介CO2气体保护是一种常见的保护焊接方法，通过在焊接过程中向焊接区域供应CO2气体，以达到保护焊缝和焊丝不受外界氧气和水蒸气的氧化和污染，从而提高焊接质量和效率。
2. CO2气体的特点•CO2是一种无色、无味、无毒的气体，在大气中含量稀少。
•CO2气体较重，能形成一层稳定的保护层，不易被外界干扰破坏。
•CO2能与金属氧化物反应生成金属本身和二氧化碳，从而有效保护焊接区域免受氧化。
3. CO2气体保护原理CO2气体保护通过以下方式实现焊接区域的保护：挤出保护•CO2气体从焊枪的喷嘴中挤出，形成一条气体流。
•挤出的CO2气体通过对焊接电弧产生的气流作用，将外界空气和水蒸气远离焊接区域。
•CO2气体在与外界空气接触后会稀释为较低浓度。
•稀释后的CO2气体与焊接区域的氧气反应，形成二氧化碳，阻止氧气进入焊接区域。
阻隔保护•CO2气体由于较重，会在焊接区域形成稳定的保护层。
•这层保护层具有一定的阻隔性，防止外界氧气和水蒸气进入焊接区域。
4. CO2气体保护的应用范围CO2气体保护广泛应用于以下领域：焊接•CO2气体保护是常见的焊接方法，适用于各类金属焊接，如钢、铝等。
•它可以提高焊接质量，减少焊缝氧化和污染。
金属加工•CO2气体保护还可用于金属表面处理，防止金属氧化和腐蚀。
•在金属切割、钻孔等加工过程中，CO2气体保护可以提供保护层，保持金属表面的完整性。
•CO2气体保护在3D打印领域也有应用，可用于保护打印过程中的热敏感区域，防止氧化和变形。
5. 总结CO2气体保护通过挤出、稀释和阻隔等方式，实现对焊接区域的保护。
它广泛应用于焊接、金属加工和3D打印等领域，提高了工艺质量和效率。
当焊接时，焊接区域会暴露在外界的氧气和水蒸气中，容易导致氧化和污染。
而CO2气体保护的原理在于通过提供CO2气体，形成一层稳定的保护层，阻止氧气和水蒸气进入焊接区域。
首先，在挤出保护方面，焊枪的喷嘴会将CO2气体挤出，形成一条气流。
保护气体流量对焊缝质量的影响
TC4钛合金的活性焊剂钨极氩弧焊工艺研究（五）——保护气体流量对焊缝质量的影响王纯西安交通大学（邮编710049）[摘要] 本论文针对δ1.5的TC4钛板手工直流A-TIG焊，分析了保护气体流量对焊缝质量的影响。
关键词：钛合金，活性焊剂，氩弧焊，保护气体钛在地壳中的含量约为0.64%，在金属元素中仅次于铝、铁和镁，居第四位[1]，为铜的60倍，钼的600倍。
钛合金具有很多优良性能：钛的比重为4.5mg/m3，仅为普通结构钢的57%；钛合金的强度可与高强度钢媲美；具有很好的耐热和耐低温性能，能在550℃高温下和零下250℃低温下长期工作而保持性能不变；具有很好的抗腐蚀能力，把钛合金放在海水中泡上几年，仍能保持光亮。
此外，钛的导热系数小、无磁性，某些钛合金还具有超导性能、记忆性能和贮氢性能等。
正是因为这些优点，钛金属被称为“太空”金属、“海洋”金属以及21世纪最有发展前景，继钢铁、铝之后的第三金属[2]。
TC4不仅具有良好的室温、高温、低温力学性能，且在多种介质中具有优异的耐蚀性，既可以焊接、冷热成型，也可以热处理强化，所以在钛合金中应用最广泛，在美国约占钛市场的56%，在中国和日本约占钛合金产量的一半。
钛合金作为一种广泛应用的结构材料，要解决的关键工艺技术问题就是连接问题，焊接无疑是首选的一种先进连接方法。
钛合金的压制、轧制和模压品等零部件的制造都离不开焊接，铸件缺陷的修补也离不开焊接。
目前国内在钛产品焊接过程中使用最普遍的是TIG焊，包括手工、自动或半自动，国内钛设备制造过程中几乎95%以上的焊接工作是采用手工TIG焊完成的[3]。
为了提高TIG焊的焊接效率，降低成本，扩大TIG焊的应用范围，特别是在厚板焊接的应用，国内外的焊接工作者进行了大量关于增加TIG焊熔深方面的研究。
近年来，一种新型高效的焊接方法——活性焊剂钨极氩弧焊(Activating Flux TIG，简称A-TIG)越来越引起世界范围内人们的关注。
焊接区中有害气体的危害
二、氮的危害
l、来源 焊接区周围的空气是氮的 主要来源。
2、影响 氮是提高焊缝金属强度， 降低塑性和韧性的元素并且是在焊 缝中产生气孔的主要原因之一。
第二部分 初级电焊工技能---实际操作
第四章 焊接区中有害气体的危害
三、氧的危害
1、来源 焊接时，氧主要来自电 弧中的氧化性气体（O2、CO2、H2O 等），药皮中的氧化物以及焊接材料 表面的氧化物。通常氧是以原子氧和 氧化亚铁（FeO）形式溶解在液态铁 中。
焊接区中有害气体的危害
一、氢的危害 1、来源 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）、空气中的水分等． 2、影响 氢是焊缝中十分有害的元素，它的主要 危害有：
①氢脆性：引起钢的塑性严重下降。②产生气 孔和冷裂纹。③白点：使焊缝金属的塑性大大下降。
第二部分 初级电焊工技能---实际操作
第二部分 初级电焊工技能---实际操作
第四章 焊接区中有害气体的危害
三、氧的危害
2、影响 随着焊缝中含氧量的增加，其强度、硬度和塑性明显下降。同 时还会引起金属的热脆、冷脆和时效硬化。氧对焊缝金属的物理化学性能 也有影响，如降低焊缝的导电性、导磁性和抗腐蚀性等。溶解在熔池中的 氧还易形成CO气孔，还会烧损焊接材料中有益的合金元素，使焊缝性能 变坏。在熔滴中，含氧和碳过多时易造成飞溅，影响焊接过程的稳定。
氮气做电焊保护气的原理
氮气做电焊保护气的原理
氮气作为电焊保护气一种重要的应用方式，在现代工业生产中得到了广泛地应用和推广。
其原理是利用纯净的氮气对焊接区域进行保护，避免由空气中的氧气、氮气和水蒸气等造成的氧化、氢化和杂质等不良反应，从而实现优质的焊接效果。
具体的，氮气作为电焊保护气的原理如下：
1. 保护性覆盖
在电焊的过程中，焊接区域的温度会非常高，甚至会达到几千度的温度，这样就会导致焊接区域的金属与空气发生反应而产生氧化、氢化和其他不良反应。
因此，需要在焊接区域表面形成一层氮气的保护层，来隔绝焊接区域和空气的直接接触，从而避免了氧化、氢化等不利反应的发生。
2. 吸附和稀释
焊接过程中产生的热量和燃烧产物会使焊接区域内部的气体进行频繁的运动，这样可能会导致气体内的杂质物质进入焊接区域影响焊接质量。
而氮气作为焊接保护气，在大气压下不会发生化学反应，并且很难被吸收，因此，可以通过吸附和稀释环境中的杂质，使得焊接区域处于相对纯净的气氛中，从而避免了焊接区域的污染。
3. 冷却作用
电焊的过程中会产生较高的温度和热量，如果不及时散热，会对金属的特性和焊缝造成负面影响，从而影响焊接质量。
而氮气在焊接过程中有冷却的作用，可以降低焊接区域的温度，减少热量的影响，从而保持焊接区域在一个适宜的温度范围内。
总之，氮气作为电焊保护气的原理就是通过保护性覆盖、吸附和稀释、以及冷却的作用来防止空气中的杂质进入焊接区域，保护焊接区域并优化焊接质量，从而实现高品质的焊接过程。
3.2焊接区内的气体及对其金属的作用
2(OH－) === (O2－) + 2[H] +[O]
结果，焊缝在渗氢的同时也增氧。
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氢在金属中的溶解（4）
综上所述，氢是通过熔渣向金属过渡，其溶 解度取决于气相中的氢和水蒸气的分压、含氧量、 熔渣碱度（图1－24）、氟化物含量等。 如果金属内有第一类元 素，则能增加氢的溶解度
（图1－27）。
氧是表面活性元素，可 以减少氢的吸附。
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2
焊缝金属中氢的扩散（1）
在焊缝金属凝固时，来不及逸出的氢以原子和 分子两种形式残留氢在焊缝中：
(1) 扩散氢：以H和H＋形式存在与焊缝中形成间隙 固溶体，可以在金属晶格内自由移动，占焊缝氢含 量的80%以上。 (2) 残余氢：当扩散氢移动到金属内部缺陷的部位 时，氢原子转换成氢分子，因体积增大，滞留在这 些部位。 随着放置时间的延长或加热，焊缝中的扩散氢减少， 残余氢增加，总的氢量减少。
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4
控制氢的措施（1）
主要是以控制氢的来源为主。 （1）限制焊接材料中的含氢（水）量：尽量少用或不用含吸附水、结晶 水、化合水的焊接材料，如有机物、天然云母等。 （2）清理焊丝和工件表面杂质：一些金属氧化物常含结晶水，如 FeO·H2O, Al(OH)3, Mg(OH)2，在焊接高温下，释放出的结晶水会增加 焊缝含氢量。
college 手工焊条产生的气体来源（2）
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（2）碳酸盐和高价氧化物的分解
药皮中的CaCO3、MgCO3等，加热到一 定温度开始分解
MCO3 = MO + CO2
lg pCO2
A B T
一般碳酸盐在300℃开始分解，600℃以 上剧烈分解。所以含碳酸盐的焊条烘烤温度 不能超过300℃。
焊接过程气体对金属的作用
氮对焊接质量的影响
在碳钢焊缝中氮是有害物质。 - 促使生产气孔 - 提高焊缝金属强度，降低塑性和韧性 氮在钢中溶解度低，主要以过饱和形式存在或以针
状氮化物（Fe4N）存在于晶界或晶内导致强度、硬度 ↑，塑性、韧性↓，尤其低温韧性下降明显。
N2的分解度小，基本 以分子形式存在。
➢ 复杂气体的分解
CO2和H2O是焊接 冶金中常见的复杂气体， 高温下进行热分解。
综上所述，电弧区内气体是由CO、CO2、H2O、 O2、H2、N2、金属和熔渣的蒸气以及它们的分 解或电离的产物组成的混合物。
其中对焊接质量影响最大的是：N2 、H2 、O2、 CO2、H2O。
(C6H10O5)m
7 2
mO2
6mCO2
5mH2
试验研究表明：220～250℃开始分解，220 ～320℃质量损失可达50%，800℃完成分解。含 有机物的焊条烘干温度不应超过200℃。
碳酸盐、高价氧化物的分解
冶金中常用碳酸盐有CaCO3、MgCO3、BaCO3和白
云石CaMg(CO3)2，加热超过一定温度发生分解，产
- 时效脆化 金属中过饱和的氮处于不稳定状态，随时间延长，
过饱和氮将逐渐析出，形成稳定氮化物。使焊缝金属 强度↑，塑性、韧性↓。
加入氮稳定元素，可抑制和消除时效现象。
影响焊缝含氮的因素及控制措施
焊接区保护的影响
焊接工艺参数的影响
焊接U↑，电弧长度↑保护变 差，作用时间增加；
焊接I↑，过度频率↑，作用 时间↓，溶解量↓； 正极性比反极性大。
气体分子在金属表面上分解 气体原子穿过界面，向内部扩散
焊接区内的气体对焊接质量的影响
焊接区内的气体对焊接质量的影响气焊过程中焊接区内的大量气体是由一氧化碳、二氧化碳、水蒸汽、氧气、氮气以及由它们分解的产物和金属、熔渣的蒸气等组成的混合气体。
其中对焊接质量影响最大的是氧气(O2)、氢气(H2)和氮气(N2)。
一、氧的影响(一)氧的来源气焊过程中不可避免地有氧气侵入，如气体火焰中自由状态的氧常常进入内焰而侵入熔池．外焰中的二氧化碳和水蒸汽中的氧，也常和熔池内液体金属及其附近的热态金属化合；当气焊火焰因风吹歪斜偏离熔池、焊炬过早离开熔池，都使气体火焰不能很好地保护熔池而造成空气中的氧侵入焊接区；再者，焊丝、熔剂和母材中溶解的氧或氧化物，金属表面的油脂、铁锈、油漆等污物及熔剂内部的结晶水等均构成了氧的来源。
(二)氧对焊接和焊接质量的影响由于金属本身在加热到很高温度时非常容易氧化，致使焊缝金属及其合金元素迅速被氧化而形成氧化物。
氧对焊接和焊接质量的主要影响有：1．使焊缝金属及合金元素被烧损，造成焊缝的力学性能下降。
在熔滴和熔池表面，铁被氧化成氧化亚铁(FeO)，当钢中存在过量的氧时便生成三氧化二铁(Fe2O3 )，这些铁的氧化物以不规则的点状凝集物或在晶界成不完整的褐色细网的形式存在，在碳钢和合金钢中除了基体铁被氧化，其它元素，例如碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、钛(Ti)和铬(Cr)等也会被氧化。
氧化的结果使熔池中有益的元素烧损，使焊缝金属的强度、硬度和塑性等发生明显的下降。
如图2—10所示为氧对低碳钢力学性能的影响。
焊接有色金属时的氧化反应，如焊接紫铜时，当温度接近铜的熔点(1083℃))，在焊缝结晶时，氧化亚铜又会和铜形时，铜很容易被氧化生成氧化亚铜(CuO2成低熔点共晶(CuO·Cu)分布在铜的晶界上，使焊缝容易产生热裂纹，降低其接2头性能。
焊接黄铜时，黄铜所含的锌(Zn)很容易在焊接火焰温度下气化、蒸发和氧化，从而改变黄铜的化学成分，使焊接接头的力学性能和抗腐蚀性能降低。
焊接区气体对焊缝金属的影响(氧)
③ 合金元素的烧损 在焊接高温作用下，氧使焊缝金属中有益的合金元素烧损， 使焊缝的性能达不到母材的水平。
此外，在焊接碳含量较高的钢材时，碳的氧化形成大量的 CO。CO气体受热膨胀而引起金属的飞溅，影响焊接过程的稳 定性，使焊接工艺性能变坏。
（2）氧在金属中的溶解 氧是以氧原子和FeO两种形式溶于液态铁中，
（3）氧化物的分解压 在一定系统中，某一元素是被氧化还是还原，取决于
该元素对氧的亲和力、气相的氧化性及温度等。一种元 素对氧的亲和力，可以用该元素氧化物的分解压作为判 断。 （4）氧对金属的氧化
① 自由氧对金属的氧化 ② CO2对金属的氧化 ③ 水蒸气对金属的氧化 ③ 混合气体对金属的氧化
2.控制氧的措施
(2) 焊中: 脱氧冶金处理——主要措施
用控制焊接工艺参数的方法减少焊缝的含氧量是有限 的, 并不能完全杜绝、去除焊缝的氧。那么就必须采用冶 金处理的方法脱氧, 这是实际生产中行之有效的方法。
脱氧处理主要依靠焊条药皮或焊剂形成的熔渣等焊接 材料中的脱氧剂进行的。
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焊接区气体对焊 缝金属的影响 （氧）
氧对熔池金属的作用
1.氧对金属的作用
（1）氧对焊接质量的影响 ① 影响焊缝金属的性能 随着焊缝中氧含量的增加，其强度、塑性及韧性指标都要下 降，冲击韧性下降尤为明显。氧还引起热脆性、冷脆性及时效 硬化。
② 导致气孔的产生 溶解在熔池中的氧与熔池金属中的碳反应形成CO，容易造 成CO气孔。
(1) 焊前: 控制焊接材料的含氧量——基本措 施
例如：采用高纯度的惰性气体作为保护气， 采用低氧或无氧的焊条、焊剂，甚至在真空室 中进行焊接。
(2) 焊中: 控制焊接工艺参数——有限措施
钢结构焊接湿度要求
钢结构焊接湿度要求
钢结构焊接的湿度要求是非常重要的，因为湿度的控制直接影响着焊接质量和安全。
一般来说，焊接时的湿度应该控制在50%以下，这是因为高湿度会导致焊接区域内的水分蒸发，产生气泡和气孔，从而影响焊接质量。
此外，高湿度还会增加氢气在焊接过程中的含量，导致氢脆的产生，从而降低焊接接头的强度和韧性。
为了控制焊接区域的湿度，可以采取一些措施。
首先，可以在焊接区域周围设置干燥设备，如干燥剂或者加热设备，以降低周围空气的湿度。
其次，可以在焊接区域进行局部加热，以提高焊接区域的温度，从而减少水分的凝结。
另外，可以选择在干燥环境下进行焊接，避免在高湿度的环境下进行焊接。
除了焊接时的湿度控制，还需要注意在焊接后的处理。
焊接完成后，应该及时清理焊接区域的残渣和水分，以防止氧化和腐蚀的产生。
同时，在焊接完成后，应该对焊接接头进行干燥处理，以去除焊接过程中吸收的水分，提高焊接接头的质量和性能。
总的来说，控制焊接区域的湿度是保证焊接质量和安全的重要
因素，需要在焊接前后都进行有效的控制和处理。
希望这些信息能够对你有所帮助。
焊接热影响区范围
焊接热影响区范围焊接是一种连接金属的技术，对于很多行业来说都是非常重要的。
但是，在进行焊接过程中，会产生热影响区，这会对金属材料的物理和化学性质造成一定的影响。
下面就来深入了解一下焊接热影响区的范围及其对焊接质量的影响。
焊接热影响区是指在焊接过程中由于热引起的局部区域的物理和化学性质发生变化，主要表现在硬度、拉伸强度、韧性、氧化还原性等方面。
通常情况下，热影响区的范围和大小是由焊接过程的热量、焊接速度、金属材料的性质、形状和厚度等多种因素综合作用的结果。
一般来说，焊接热影响区是指距离焊缝中心线一定距离范围内的区域。
热影响区对焊接质量具有直接影响。
首先，它会对焊缝的形成和性质产生影响。
当焊接热影响区扩大到一定范围时，会导致焊缝变形、裂纹和缺陷等问题，从而降低焊接强度和韧性。
其次，热影响区的硬度和脆性增加，易于出现应力集中和断裂，影响焊接的安全性能。
此外，在使用不同金属焊接时，由于焊接材料的化学成分、热膨胀系数和机械性能等不同，会产生不同的热影响区，进而影响焊接接头强度和可靠性。
要想减小焊接热影响区对焊接质量的影响，就需要在焊接过程中采取一系列措施。
首先，选择合适的焊接方法和参数，以减少热量集中以及减慢焊接热影响区的速度。
其次，选择合适的焊接材料和预热方法，以保证焊接热影响区的控制范围和稳定性。
此外，对于焊接后的零部件，应根据其使用条件和要求选取合适的焊后热处理方法，以保证焊接接头的强度和韧性。
总之，对于焊接热影响区范围的掌握对于焊接行业来说是非常重要的。
要想保证焊接接头的质量和安全性能，必须对焊接过程中的热影响区进行充分的了解和控制。
只有不断加强技术研究和实践探索，才能提高焊接质量和效率，为各行各业提供更可靠和高品质的焊接服务。
基本原理
1、简述焊接区内气体的来源及产生的过程?焊接过程中，焊接区充满大量气体，这些气体主要来自以下几个方面：1）.来自焊接材料焊条电弧焊用焊条其药皮中都含有造气剂，如淀粉、木粉大理石和白云石等，加热时产生分解或燃烧，析出大量气体，如H2、CO2 等。
用潮湿的焊条或焊剂焊接时将析出水汽。
采用气体保护焊时，焊接区的气体主要来自保护气，如Ar、CO2。
2）.来自空气焊条药皮中的造气剂不能完全排除焊接区的空气，例如，采用焊条电弧时，堆焊金属中还含有体积分数为0.025%的N2（空气是N2的主要来源），据估算，焊接区内空气的体积分数约占3%左右。
3）.来自焊丝和母材金属表面上的杂质如油污、铁锈、油漆、吸附的水分等，这些物质受热后将析出气体进入焊接区内。
4）.来自高温蒸发产生的气体弧焊时，由于电弧和斑点的高温，当熔滴过渡时，一部分熔滴金属被加热蒸发，产生金属气体，进入电弧区内。
例如焊接黄铜时，由于黄铜内锌的沸点较低，仅为906℃，因此被大量蒸发，在焊接区形成一层锌的白色烟雾。
2、防止冷裂纹的途径有那些?（一）冶金方面：采用优质的低氢高韧焊接材料严格控制氢的来源如焊前烘干焊条、焊剂，仔细清除焊件上焊接区的油污、水锈等通过焊接材料向焊缝添加合金元素，细化焊缝晶粒，提高焊缝金属的塑性，有利于防止冷裂采用奥氏体焊条，奥氏体组织塑性好，可以减少焊接接头的残余应力，同时，奥氏体组织的焊缝能溶解较多的氢（二）工艺措施方面：焊前预热，后热或焊后缓冷；合适的焊接线能量；焊后热处理。
低氢型焊条为什么对于铁锈，油污，水分很敏感？由于这类焊条的熔渣不具备氧化性，所以一旦有氢侵入熔池将很难脱出。
所以，低氢型焊条对于铁锈油污水分很敏感。
什么是脆性温焊接电弧加热区的特点及其热分布？热源把热能传给焊件是通过焊件上一定的作用面积进行的。
对于电弧焊来讲，这个作用面积称为加热区，如果再进一步分析时，加热区又可分为加热斑点区和活性斑点区；1)活性斑点区活性斑点区是带电质点(电子和离于)集中轰击的部位，并把电能转为热能；2)加热斑点区在加热斑点区焊件受热是通过电弧的辐射和周围介质的对流进行的。
CO2气体保护焊工作原理
CO2气体保护焊工作原理1.气体净化：首先，CO2气体需要通过特殊的净化装置，去除其中的杂质和水分。
这是因为杂质和水分会影响焊接质量。
2.气体输送：净化后的CO2气体通过管道输送到焊接区域。
在焊接过程中，会通过不同的管道和接头进行控制和调节。
3.气体调节：在焊接过程中，需要根据焊接条件和要求调整气体的流量和压力。
这个过程需要根据不同的焊接材料和焊接方式进行调整。
4.气体喷嘴：CO2气体通过喷嘴引入焊接区域。
喷嘴的设计和位置对焊接质量影响很大，通常需要根据焊接材料和焊接位置进行合理的选择和设置。
5.气体保护：在焊接过程中，CO2气体会分解成CO和O2，形成一层保护区域，将焊接区域与外界空气隔离。
这个保护区域可以防止氧气、水分和其它杂质进入焊接缝，从而保证焊接质量。
6.焊接操作：当CO2气体形成保护区域后，焊工可以进行正常的焊接操作。
焊接过程中，焊条或电极和焊件会产生弧光，从而使焊件加热，并与焊条融合在一起。
7.气体排出：焊接完成后，保护区域内的CO和O2会很快稀释和排出，然后被新的CO2气体取代，以形成新的保护区域。
然而，CO2气体保护焊也存在一些不足之处。
首先，焊接过程中会产生一定数量的氧化物，这会对焊接缝的质量产生一定的影响。
其次，CO2气体对人体和环境有一定的危害，需要在使用过程中做好相关的防护和措施。
总之，CO2气体保护焊是一种广泛应用的焊接方法，其工作原理是通过引入CO2气体形成保护区域，防止氧气和湿气进入焊缝，从而保证焊接质量。
该焊接方法具有较好的效果和广泛的适应性，是许多行业和领域的重要焊接技术。
焊接区气体对焊缝金属的影响
焊接区气体对焊缝金属的影响气体对焊缝金属的影响是多方面的，包括焊接过程中的气体保护和均质性的影响以及焊接接头的机械性能和腐蚀性能等。
以下是对这些影响的详细阐述。
首先，气体保护是气体对焊接区的主要影响之一、在焊接过程中，由于高温下的氧化和其他化学反应，焊缝金属易受氧化、脆化等影响，从而降低焊接接头的质量和可靠性。
有些金属如铝、镁等特殊材料，更容易受氧化影响。
因此，需要采取适当的气体保护手段来减少氧气、水蒸气等对焊缝金属的侵害。
传统的气体保护方法是利用惰性气体，如氩气和氦气等。
这些气体不易参与反应，可以形成一层惰性气体薄膜，有效地隔绝焊缝金属与外界空气的接触，减少氧化反应的发生。
同时，惰性气体能够提供足够的热量和能量，使得焊接过程更易于控制，从而确保焊接质量和强度。
此外，气体对焊缝金属的均质性也有一定的影响。
焊接过程中，高温下的气体保护使得焊接池中的氧气和杂质得以清除，同时也能帮助焊缝金属充分熔化和混合，从而提高接头的均质性。
好的均质性能够提高焊缝的强度和韧性，减少焊接接头的裂纹和缺陷产生，提高其使用寿命和安全性。
而在焊接接头的机械性能方面，气体也有一定的影响。
焊接区的气氛组成和气体流动状态会对接头的冷却速率和纯度产生影响，进而影响焊接接头的晶格结构、组织形貌和力学性能。
不同气体的性质和特点会直接影响焊接接头的硬度、强度、塑性和韧性等方面。
因此，在具体的焊接工艺中，需要根据不同的金属材料和焊接要求选择适当的气体保护和操作参数，以实现最佳的机械性能。
最后，气体还会对焊接接头的腐蚀性能产生影响。
焊接接头的腐蚀性能是指焊缝金属在工作环境中的抗腐蚀能力。
焊接过程中使用的保护气体和工艺参数的选择，会直接影响焊接区域的腐蚀敏感性和耐蚀性。
一些气体如氩气和氦气可以提高焊接金属的抗腐蚀性能，减少腐蚀产物的生成和蔓延。
而其他气体如氧气、水蒸气等则可能引起氧化和腐蚀反应，导致焊接接头的腐蚀。
综上所述，气体对焊缝金属的影响是多方面的，包括焊接过程中的气体保护和均质性的影响以及焊接接头的机械性能和腐蚀性能等。
熔焊原理复习题答案
熔焊原理题库一、填空题1．焊缝成形系数大时，形成热裂纹的倾向（小）。
2．珠光体耐热钢与低合金结构钢焊接时应根据( 珠光体耐热钢 )选择焊后热处理温度。
3．奥氏体钢、奥氏体高温合金、铝合金和铜合金等焊接时形成的焊接裂纹，一般均属于（热裂纹）性质。
4．碳钢或低合金钢焊缝中含硫量偏高时，会形成( FeS )，并与铁作用形成熔点只有998 ºC的低熔共晶。
5．低碳钢焊缝区的显微组织是( 铁素体 )加少量珠光体。
6．一般要求焊接熔渣的熔点比焊缝金属的熔点低( 200～450 ºC )。
7．焊条药皮中加入一定量的合金元素，有利于焊缝金属( 脱氧 )并补充合金元素，以得到满意的机械性能。
8．焊缝金属的脱氧过程是由先期脱氧、( 沉淀脱氧 )、( 扩散脱氧 )种方式构成，贯穿于焊接化学冶金的全过程。
9．焊缝中的偏析主要有宏观偏析、微观偏析、( 层状偏析 )三种形式。
10．焊接接头中，最薄弱的区域是( 熔合 )区和( 过热 ) 区。
11．短断多层焊适用于焊接( 过热倾向大而又容易淬硬 )的金属。
12．手工电弧焊时，熔化焊条的主要热量是( 电弧热和电阻 )热，熔化母材的主要热量是电弧热。
13．焊条电弧焊时焊缝金属的保护属于( 渣—气联合 )保护。
14．熔渣在焊接过程中的主要作用有( 机械保护作用 ) 、改善焊接工艺性能作用及冶金处理作用。
15．焊接过程中铁锈比较严重时易产生( 氢 )气孔和( 一氧化碳 )气孔。
16．改善焊接热影响区的性能要从选材和( 控制热输入 )过程入手。
17．铜、铝及合金焊接时产生的气孔主要是( 氢 )气孔。
18．斜Y坡口焊接裂纹试验时，一般认为只要裂纹总长小于焊缝长度的( 20% ) ，在实际生产中就不致发生裂纹。
19．晶间腐蚀的实质是( 晶间贫铬 )，不锈钢产生晶间腐蚀的“危险温度区”是( 450-850ºC )。
20．铝及铝合金焊条电弧接时最好采用( 直流反接 )进行焊接。
焊接区内的气体对焊接质量的影响
焊接区内的气体对焊接质量的影响气焊过程中焊接区内的大量气体是由一氧化碳、二氧化碳、水蒸汽、氧气、氮气以及由它们分解的产物和金属、熔渣的蒸气等组成的混合气体。
其中对焊接质量影响最大的是氧气(O2)、氢气(H2)和氮气(N2)。
一、氧的影响(一)氧的来源气焊过程中不可避免地有氧气侵入，如气体火焰中自由状态的氧常常进入内焰而侵入熔池．外焰中的二氧化碳和水蒸汽中的氧，也常和熔池内液体金属及其附近的热态金属化合；当气焊火焰因风吹歪斜偏离熔池、焊炬过早离开熔池，都使气体火焰不能很好地保护熔池而造成空气中的氧侵入焊接区；再者，焊丝、熔剂和母材中溶解的氧或氧化物，金属表面的油脂、铁锈、油漆等污物及熔剂内部的结晶水等均构成了氧的来源。
(二)氧对焊接和焊接质量的影响由于金属本身在加热到很高温度时非常容易氧化，致使焊缝金属及其合金元素迅速被氧化而形成氧化物。
氧对焊接和焊接质量的主要影响有：1．使焊缝金属及合金元素被烧损，造成焊缝的力学性能下降。
在熔滴和熔池表面，铁被氧化成氧化亚铁(FeO)，当钢中存在过量的氧时便生成三氧化二铁(Fe2O3)，这些铁的氧化物以不规则的点状凝集物或在晶界成不完整的褐色细网的形式存在，在碳钢和合金钢中除了基体铁被氧化，其它元素，例如碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、钛(Ti)和铬(Cr)等也会被氧化。
氧化的结果使熔池中有益的元素烧损，使焊缝金属的强度、硬度和塑性等发生明显的下降。
如图2—10所示为氧对低碳钢力学性能的影响。
焊接有色金属时的氧化反应，如焊接紫铜时，当温度接近铜的熔点(1083℃)时，铜很容易被氧化生成氧化亚铜(CuO2)，在焊缝结晶时，氧化亚铜又会和铜形成低熔点共晶(Cu2O·Cu)分布在铜的晶界上，使焊缝容易产生热裂纹，降低其接头性能。
焊接黄铜时，黄铜所含的锌(Zn)很容易在焊接火焰温度下气化、蒸发和氧化，从而改变黄铜的化学成分，使焊接接头的力学性能和抗腐蚀性能降低。
气体保护焊对焊接的影响
气体保护焊对焊接的影响摘要：短路过渡焊接由于具有电流小、电压低的焊接特点，使得短路过渡焊接的范围较小，焊接产生的光、热辐射较小，操作难度较低，易于与薄板焊接等方式进行全方位焊接，因而在生产生活中得到了广泛应用。
为了进一步提升焊接的质量水平，在考虑焊缝金属的化学成分、焊接接头的组织和性能、焊接应力与变形时，还要保证焊接接头没有缺陷，这些与焊接方法和焊接工艺是否合理有密切关系，各种焊接方法有各自的特点，因此，焊接时应根据应用范围进行合理选用。
另外，每种焊接方法随着不同的焊接工艺，也明显地影响焊接质量。
关键词：气体保护；焊接方法；焊接工艺的影响引言在进行短路过渡焊接的过程中，将焊接同路中的电弧电压、焊接电流、送丝速度、焊接回路电感、焊接速度、气体流量和焊丝伸出长度以及电源极性等作为主要的技术参数进行设置。
焊接回路中的电弧电压和焊接电流，短路过渡由于自身功能要求，呈现出低电压的特性。
但是如果电弧电压的数值过低，增加焊接引燃难度，就造成了焊接流程的不稳定。
如果焊接回路中出现电弧电压过高的情况，使得熔滴过渡发生改变，由短路过渡转变为大颗粒的长弧过渡，也同样造成了焊接过程的不稳定。
为了保证焊接流程的稳定性，焊丝直径、电弧电压与焊接电流要根据实际要求，进行科学设置，使得三者能够协调起来，保证焊接质量。
1气孔问题在气体保护焊时，由于氧化作用，会在熔池中产生气体，由于气体又具有冷却功能，一方面熔池在快速凝固的情况下，在焊缝之中容易产生较多气孔。
一般使用焊丝作为技术手段，减少焊缝中气孔的产生几率。
这是因为焊丝之中含有足够的脱氧元素，能够高效地防止焊缝气孔的产生。
另一方面熔池在高温条件下，会有大量氧气渗入进来，在焊缝凝结的过程中氧气不能够完全逸出，残留的氧气在焊缝中形成气孔。
气体保护焊电弧区中的氢元素主要来自两个部分：一部分是焊接过程中所使用的焊丝以及工件表面的油污及铁锈内含有氢元素；另一部分是气体中含有一定的水分。
为了消除氢气的影响，一方面在进行焊接操作之前，相关工作人员要对焊丝和工件表面的油污与铁锈进行清除；另一方面焊接过程中应选用水分含量较低的气体。
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焊接区内的气体对焊接质量的影响姓名：徐志刚学号：1006031029 指导老师：邢文静气焊过程中焊接区内的大量气体是由一氧化碳、二氧化碳、水蒸汽、氧气、氮气以及由它们分解的产物和金属、熔渣的蒸气等组成的混合气体。
其中对焊接质量影响最大的是氧气(O2)、氢气(H2)和氮气(N2)。
一、氧的影响(一)氧的来源气焊过程中不可避免地有氧气侵入，如气体火焰中自由状态的氧常常进入内焰而侵入熔池．外焰中的二氧化碳和水蒸汽中的氧，也常和熔池内液体金属及其附近的热态金属化合；当气焊火焰因风吹歪斜偏离熔池、焊炬过早离开熔池，都使气体火焰不能很好地保护熔池而造成空气中的氧侵入焊接区；再者，焊丝、熔剂和母材中溶解的氧或氧化物，金属表面的油脂、铁锈、油漆等污物及熔剂内部的结晶水等均构成了氧的来源。
(二)氧对焊接和焊接质量的影响由于金属本身在加热到很高温度时非常容易氧化，致使焊缝金属及其合金元素迅速被氧化而形成氧化物。
氧对焊接和焊接质量的主要影响有：1．使焊缝金属及合金元素被烧损，造成焊缝的力学性能下降。
在熔滴和熔池表面，铁被氧化成氧化亚铁(FeO)，当钢中存在过量的氧时便生成三氧化二铁(Fe2O3)，这些铁的氧化物以不规则的点状凝集物或在晶界成不完整的褐色细网的形式存在，在碳钢和合金钢中除了基体铁被氧化，其它元素，例如碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、钛(Ti)和铬(Cr)等也会被氧化。
氧化的结果使熔池中有益的元素烧损，使焊缝金属的强度、硬度和塑性等发生明显的下降。
如图2—10所示为氧对低碳钢力学性能的影响。
焊接有色金属时的氧化反应，如焊接紫铜时，当温度接近铜的熔点(1083℃)时，铜很容易被氧化生成氧化亚铜(CuO2)，在焊缝结晶时，氧化亚铜又会和铜形成低熔点共晶(Cu2O·Cu)分布在铜的晶界上，使焊缝容易产生热裂纹，降低其接头性能。
焊接黄铜时，黄铜所含的锌(Zn)很容易在焊接火焰温度下气化、蒸发和氧化，从而改变黄铜的化学成分，使焊接接头的力学性能和抗腐蚀性能降低。
2．飞溅严重、易形成气孔、夹渣。
焊接碳钢和合金钢时，碳(C)烧损所产生的一氧化碳气体，导致焊接时飞溅的增加；同时又产生了溶于熔池的氧化亚铁(FeO)，这时，熔池中的氧化亚铁与熔池中的其它元素会继续发生氧化反应。
在氧化反应中产生的气体，不仅使焊接时飞溅增加，而且当焊缝金属的冷凝速度大于气体逸出的速度时，就会形成气孔。
氧化后产生的合金元素的氧化物(如SiO2、MnO等)均不熔于钢中，一般都将浮到熔池表面或进入熔渣中，但有时来不及浮出时，就会在焊缝中形成夹渣。
焊接有色金属及其合金时，如焊接锡青铜和铝青铜，合金元素锡(Sn)和铝(Al)很容易被氧化。
生成的二氧化锡(SnO2)硬而脆，在焊缝中以夹杂物的形式存在。
而生成的三氧化二铝(Al2O3)为高熔点氧化物，阻碍焊缝的熔合，同时使熔渣粘度增加，使熔池中的气体来不及逸出而产生气孔。
3．造成焊接困难。
焊接某些合金时，在熔池表面生成的难熔氧化物(如Al203、Cr2O3等)将阻碍焊接冶金反应的正常进行和熔渣的浮出，造成焊接困难。
如焊接铝及其合金时，不仅铝表面原有的氧化膜阻碍焊接，而且在焊接熔池表面还会生成新的氧化铝膜，妨碍焊接过程的正常进行。
此外，熔池中的氧可能使晶界严重氧化、晶粒粗大及形成热裂纹，还可能使焊缝金属的导电性、耐腐蚀性或其它特殊性能降低。
总之，氧在焊缝金属中的危害性是相当大的。
因此，在焊接过程中应严格控制氧的来源和选用适当的熔剂，以尽量避免和减少氧对焊缝金属的影响。
(三)脱氧的方法在气焊时，可根据焊件材料的性能来选择脱氧的方法，脱氧的方法有：1．通过还原气氛脱氧。
在气焊低碳钢和低合金钢时，由于使用的火焰中有大量的一氧化碳(CO)和氢气起着还原作用。
这样不仅能够保护熔池表面不被氧化，而且还能与焊缝金属中的氧化亚铁(FeO)发生还原反应。
因而，气焊低碳钢和低合金钢，可以不用熔剂进行焊接，就能得到满意的接头。
但在施焊时，火焰应当为严格的中性焰或轻微的碳化焰，并有效地保护熔池及近缝区。
如果火焰带有氧化性质，不仅使焊缝金属中的元素氧化，而且能使熔合区和靠近熔合区的热影响区晶界氧化。
2．由焊丝成分中的脱氧元素来脱氧。
按金属元素与氧的亲合力的强弱，可将金属元素排列如下：铝(Al)、钛(Ti)、硅(Si)、钒(V)、锰(Mn)、铬(D)、钼(Mo)、铁(Fe)。
在焊接钢铁时，位于铁前面的各元素均可作为焊缝金属的脱氧元素即脱氧剂。
如在气焊碳钢和合金钢时，常选用含锰(Mn)、硅(Si)的焊丝。
采用硅(Si)、锰(Mn)联合脱氧时，生成的氧化锰(MnO)与二氧化硅(SiO2)形成硅酸盐，其熔点、密度都较低，易浮于熔池表面而形成熔渣。
用铝(Al)脱氧时，由于生成高熔点的Al2O3(熔点为2050℃)，故气焊时不采用，主要用在氧乙炔火焰金属喷涂时脱氧；钛(Ti)不仅是很好的脱氧剂，而且还能很好地脱氮。
在气焊含氧量较高的沸腾钢时，选用含锰(Mn)的焊丝，不但可以减少碳(c)、锰(Mn)、硅(si)元素的烧损，提高焊接质量，而且可以减少焊接时的飞溅。
3．通过熔剂脱氧。
在焊接高合金钢、铸铁、不锈钢和有色金属及其合金时，都要加入熔剂，主要目的是为了保护熔池和脱氧。
例如，气焊铜及其合金时，常用熔剂硼砂(Na2B4O7·10H2O)和硼酸(H3BO4)去除熔池中氧化物(如氧化铜CuO、氧化锌ZnO)，反应的生成物都是易熔的硼酸盐，其在焊接过程中浮在熔池表面起到保护熔池的作用。
二、氢的影响(一)氢的来源在气焊时，氢来源于乙炔的分解和燃烧、焊接材料(焊丝和熔剂)和母材表面的铁锈及水分、油污、油漆等污物。
氢通常不与焊缝金属发生化学反应，但能溶解于铁(Fe)、镍(Ni)、铜(cu)、铬(Cr)、钼(Mo)等金属中。
在气焊时，由于气焊火焰中含有大量的氢(H2)和一氧化碳(CO)，不仅能保护熔池表面不被氧化和氮化，而且能使焊缝金属中的金属氧化物还原。
但是，在焊缝金属中若存在1／100000的氢，就会对焊接接头质量产生严重的有害影响。
(二)氢对焊接接头的影响在焊接高温的作用下，氢气能激烈地分解成原子态的氢([H])，分解的原子态的氢大量地溶解在熔滴和熔池中。
当热源移去，熔池冷却，金属开始相变时，氢的溶解度将急剧降低。
对于碳钢，在发生同素异构转变时氢的溶解度还会有突变。
由于熔池的冷却速度较快，使溶解的氢来不及逸出，残存在固体焊缝中，因而引起焊接接头有以下缺陷：1．在焊缝金属内部形成氢气孔。
气焊低碳钢时，氢气孔大多分布在焊缝的表面，气孔四周光滑，断面呈铁钉状，从焊缝表面看，呈圆喇叭口形。
个别情况下，在焊缝内部也会呈光滑的球状。
焊接其它碳钢、合金钢和不锈钢时在焊缝内部出现的气孔，主要也是氢气孔。
气焊有色金属时，氢气孔常出现在焊缝内部。
2．在熔合区和热影响区形成冷裂纹。
焊接中碳钢、高碳钢、低合金和合金钢等易淬火钢时，在焊缝的冷却过程中，当焊缝金属发生由奥氏体向铁素体转变时，氢的溶解度突然降低，同时氢在铁素体中的扩散速度比较快，此时氢就会从焊缝穿过熔合区向热影响区扩散，而氢在奥氏体中的扩散速度较慢，结果在熔合区附近就形成了富氢带。
氢扩散到熔合区、热影响区聚集起来，由原子状态变为分子状态，形成较大的压应力，这就可能使原有的微观缺陷不断扩大，最后形成冷裂纹。
由于氢引起的冷裂纹，是通过扩散、聚集产生应力直至形成裂纹，故具有延迟特性，因而称为延迟裂纹。
通常把氢引起的延迟裂纹又称为“氢致裂纹”。
一般来说，易淬火钢钢材的淬硬倾向越大，在焊缝的近缝区得到的淬硬组织——马氏体的数量越多，这样就使得硬度增高而且脆化严重，因而就容易在一定条件下产生冷裂纹。
3．产生白点、引起氢脆性。
碳钢或低合金钢焊缝，如含氢量多，则常在其破断面出现光亮圆形的局部脆性断裂点，称之为白点。
白点的直径一般为0.5～3mm，其周围为韧性断口，在多数情况下，白点的中心有裂纹、气孔或小的夹杂物。
白点使焊缝金属的塑性下降。
(三)去氢的措施氢引起钢的塑性严重下降的现象称为氢脆性。
焊缝含氢量越高，塑性下降就越严重。
焊缝经去氢处理后，由于氢的逸出，其塑性可以恢复。
由于氢对焊接接头具有严重的有害作用，应在焊接前、焊接中、焊接后采取相应的去氢措施，以使焊接接头中的含氢量尽量减少。
1．焊接前采取的措施有：焊丝和待焊处20mm范围内的铁锈、油污等脏物应清除干净；熔剂要保持干燥，避免受潮；根据母材，选择合适的焊丝。
2．焊接中采取的措旋：尽量选择中性焰进行焊接；采用合适的焊接工艺参数，并在焊接过程中保持稳定；掌握合理、正确的焊接方法；焊前预热。
3．焊后应进行消氢处理。
由于气焊焊缝金属的冷却速度比手工电弧焊要慢一些，这样，有利于氢和其它气体从熔池中逸出，从而获得无气孔焊缝和避免在热影响区产生氢致裂纹。
三、氮的影响(一)氮的来源焊接时，焊接区周围的空气是焊缝金属中氮的主要来源。
焊缝金属的含氮量，随着焊嘴离焊件距离的增加而增加，并随气焊火焰中氧与乙炔混合比值的增高而增加。
这是因为混合比值增高使火焰中的氧过剩，使火焰紊乱，引起空气的卷入和熔池的搅拌，故使焊缝金属的含氮量增加。
此外，焊接材料(焊丝、熔剂)和母材中所含的氮，在气焊时会熔入焊缝金属中形成氮化物；焊接气体纯度不高，例如氧气纯度不高或乙炔中有空气，在气焊时也会使氮进入熔池中。
(二)氮对焊缝金属的影响1．对力学性能的影响。
氮是提高焊缝金属强度、降低其塑性和韧性的元素。
氮对低碳钢常温力学性能的影响详见图2—11。
2．容易形成气孔。
气焊时，当焊接区保护不良，就会使空气中的氮进入焊缝金属熔池中。
由于氮在铁中的溶解度随着温度的降低而降低，从液相向固相转变时，溶解度急剧下降。
在焊接时，由于熔池的冷却速度很快，且迅速结晶，这样，焊缝金属中过饱和的氮来不及逸出熔池，结果会形成氮气孔。
因为氮不溶于液态铝，所以在焊接铝时不会出现氮气孔。
3．引起焊缝时效脆化。
进入焊缝金属熔池中的氮，其中一部分在高温作用下，能和锰(Mn)、硅(Si)、铝(A1)、钛(Ti)、铁(Fe)等元素化合成为氮化物。
在以上元素的氮化物中，除钛的氮化物不溶于熔池金属外，其它的氮化物均能溶于熔池中。
这些氮化物在熔池结晶过程中一部分分布在固熔体内和晶界上，另一部分则以过饱和的形式存在于固熔体中，随着时间的延长，能在晶界处形成稳定的针状Fe4N，使焊缝金属的塑性和韧性大大下降，这种现象称为时效脆化。
(三)防止方法氮在焊缝金属中也属于有害元素。
在气焊时，要使火焰始终罩住熔池，不使空气中的氮与熔池接触；在焊前应选用含氮量很低的母材和焊丝；使用的氧气纯度高一些；乙炔中不要含有空气等。
同时，应给熔池创造缓慢冷却的条件，以便在熔池凝固之前，使氮气有充分的时间逸出，不易产生氮气孔，从而获得优良的焊缝。