焊接化学冶金过程的特点解析
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Cw Cb (1)Cd
多层焊时，如各层熔合比恒定，第n层金属成分
Cn Cd (Cd Cb) n
因此，要保证焊缝金属和性能的稳定性， 必须严格控制焊接工艺条件，使熔合比稳定； 堆焊时，需要调节焊接规范使熔合比尽可能小， 减少母材成分对堆焊层性能的影响；异种钢焊 接熔合比对焊缝成分和性能影响很大，要根据 熔合比选择焊接材料。
熔滴过渡特性的影响
➢ 熔滴阶段
I↑反应时间 t↓；V↑反应 时间t↑
焊接化学冶金系统及其不平衡性
焊接化学冶金系统是一个复杂的高温 多相反应系统。
说明不能直接应用热力学平衡的计算 公式定量分析焊接冶金化学问题，但作为定 性分析还是有益的。
——对焊缝金属的成分影响非常大 反应：气体分解、溶解、金属蒸发、氧化还原、合金化
熔池反应区
物理条件
- 温度相对低 1600～1900℃，且分布不均。
- 比表面小
3～130cm2/kg
- 反应时间稍长 3～8s
化学条件
- 浓度差小，反应速度↓
- 药皮重量系数Kb影响 - 熔池反应是不断更新的
药皮重量系数Kb：单位长度上药皮与焊芯的质量比
Kb大时，有部分药皮只参与熔 池反应。
假设存在一临界药皮厚度h0，在 h0外的药皮所形成的熔渣不与 熔滴接触，只与熔池发生作用。
综上所述：熔池阶段的反应速度比熔滴阶段小， 且在整个反应过程中的贡献较小；但在某些情 况下（大厚药皮）熔池反应也有相当大的作用。
焊接工艺条件与化学冶金反应的关系
焊接化学冶金Leabharlann Baidu程与焊接工艺条件有密切关系。改 变焊接工艺条件（焊接方法、焊接规范）必然引起冶金 反应条件（反应物的种类、数量、浓度、温度、反应时 间等）的变化，影响到冶金过程。
熔合比的影响
熔合比：焊缝金属中局部熔化的母材所占的比例。 熔合比的数值取决于焊接方法、规范、接头型式和尺寸、 坡口型式和角度、母材性质、焊接材料种类以及焊条的 倾角。
当母材和填充金属的成分不同时，熔合比对焊缝金 属的成分有很大的影响。 当焊接时无任何金属损失时
C Cb (1)Ce
当焊条金属在焊接过程有损失时
2.1.1 焊接化学冶金过程的特点
焊接过程中对金属的保护
焊接过程保护的必要性：无保护下焊接，焊缝 金属与母材和焊丝比较发生了很大变化。
保护方式
熔渣保护 气体保护 渣气联合保护 真空保护 保护效果以焊缝金 属中氮的含量评价。
焊接化学冶金反应区及其反应条件
焊接化学冶金反 应是分区域连续进行 的，且反应条件有较 大差异。
药皮反应区
温度：100℃～熔点 反应：水蒸发、物质分解和铁合金氧
- T>100℃吸附水蒸发，200～400℃结晶水 被排除，化合水需要更高温度才能析出
- 有机物、碳酸盐分解 - 铁合金氧化——先期脱氧
药皮反应阶段是一准备阶段，对质量有一定影响
熔滴反应区
温度高 斑点温度：2800℃，平均1800～2400℃ 比表面大 约为炼钢的1000倍 作用时间短 反应主要在焊条末端进行 熔滴与渣发生强烈的混合
2 焊接化学冶金
2.1 焊接化学冶金
焊接化学冶金过程：焊接区内各种物质之间在高温下相 互作用的过程，这是一个极为复杂的物理化学变化过程。 该过程对焊缝金属的成分、性能，焊接缺陷以及工艺性 能有很大影响。 焊接化学冶金学主要研究各种焊接工艺条件下，冶金反 应和焊缝金属成分、性能之间的关系及其变化规律。 研究目的：利用规律合理选择焊接材料，控制焊缝成分 和性能，使之符合使用要求；研发新的焊接材料。
多层焊时，如各层熔合比恒定，第n层金属成分
Cn Cd (Cd Cb) n
因此，要保证焊缝金属和性能的稳定性， 必须严格控制焊接工艺条件，使熔合比稳定； 堆焊时，需要调节焊接规范使熔合比尽可能小， 减少母材成分对堆焊层性能的影响；异种钢焊 接熔合比对焊缝成分和性能影响很大，要根据 熔合比选择焊接材料。
熔滴过渡特性的影响
➢ 熔滴阶段
I↑反应时间 t↓；V↑反应 时间t↑
焊接化学冶金系统及其不平衡性
焊接化学冶金系统是一个复杂的高温 多相反应系统。
说明不能直接应用热力学平衡的计算 公式定量分析焊接冶金化学问题，但作为定 性分析还是有益的。
——对焊缝金属的成分影响非常大 反应：气体分解、溶解、金属蒸发、氧化还原、合金化
熔池反应区
物理条件
- 温度相对低 1600～1900℃，且分布不均。
- 比表面小
3～130cm2/kg
- 反应时间稍长 3～8s
化学条件
- 浓度差小，反应速度↓
- 药皮重量系数Kb影响 - 熔池反应是不断更新的
药皮重量系数Kb：单位长度上药皮与焊芯的质量比
Kb大时，有部分药皮只参与熔 池反应。
假设存在一临界药皮厚度h0，在 h0外的药皮所形成的熔渣不与 熔滴接触，只与熔池发生作用。
综上所述：熔池阶段的反应速度比熔滴阶段小， 且在整个反应过程中的贡献较小；但在某些情 况下（大厚药皮）熔池反应也有相当大的作用。
焊接工艺条件与化学冶金反应的关系
焊接化学冶金Leabharlann Baidu程与焊接工艺条件有密切关系。改 变焊接工艺条件（焊接方法、焊接规范）必然引起冶金 反应条件（反应物的种类、数量、浓度、温度、反应时 间等）的变化，影响到冶金过程。
熔合比的影响
熔合比：焊缝金属中局部熔化的母材所占的比例。 熔合比的数值取决于焊接方法、规范、接头型式和尺寸、 坡口型式和角度、母材性质、焊接材料种类以及焊条的 倾角。
当母材和填充金属的成分不同时，熔合比对焊缝金 属的成分有很大的影响。 当焊接时无任何金属损失时
C Cb (1)Ce
当焊条金属在焊接过程有损失时
2.1.1 焊接化学冶金过程的特点
焊接过程中对金属的保护
焊接过程保护的必要性：无保护下焊接，焊缝 金属与母材和焊丝比较发生了很大变化。
保护方式
熔渣保护 气体保护 渣气联合保护 真空保护 保护效果以焊缝金 属中氮的含量评价。
焊接化学冶金反应区及其反应条件
焊接化学冶金反 应是分区域连续进行 的，且反应条件有较 大差异。
药皮反应区
温度：100℃～熔点 反应：水蒸发、物质分解和铁合金氧
- T>100℃吸附水蒸发，200～400℃结晶水 被排除，化合水需要更高温度才能析出
- 有机物、碳酸盐分解 - 铁合金氧化——先期脱氧
药皮反应阶段是一准备阶段，对质量有一定影响
熔滴反应区
温度高 斑点温度：2800℃，平均1800～2400℃ 比表面大 约为炼钢的1000倍 作用时间短 反应主要在焊条末端进行 熔滴与渣发生强烈的混合
2 焊接化学冶金
2.1 焊接化学冶金
焊接化学冶金过程：焊接区内各种物质之间在高温下相 互作用的过程，这是一个极为复杂的物理化学变化过程。 该过程对焊缝金属的成分、性能，焊接缺陷以及工艺性 能有很大影响。 焊接化学冶金学主要研究各种焊接工艺条件下，冶金反 应和焊缝金属成分、性能之间的关系及其变化规律。 研究目的：利用规律合理选择焊接材料，控制焊缝成分 和性能，使之符合使用要求；研发新的焊接材料。