第三章 焊接化学冶金
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12
DCSP或 DCSP或DCEN
熔滴的特性
熔滴的比表面积S大；
S＝Ag/ρVg （㎝2/kg) 其中，Ag－熔滴的表面积，ρVg －熔滴的质量 若为球体熔滴，则S＝3/(ρR)， R ↓ → S ↑ 熔滴的比表面积越大，则金属与熔渣和气相的相互作 用越强，即有利于加强冶金反应。
熔滴与周围介质相互作用时间短； 熔滴的温度高；
保护的目的是：
减少焊缝中有害杂质（氮、氢、氧、硫、磷等）的影响 减少有益合金元素的损失。
17
焊接过程中对金属的保护
保护的方式
机械隔离保护方式：把熔化金属和空气隔开。 熔渣：埋弧焊（SMA）、电渣焊（ESA） 气体：GTAW，GMAW，CO2、PAW GTAW GMAW CO 熔渣＋气体:手工焊（SMAW），自保护药芯焊 （FCAW） 真空：电子束焊（EBW） 自保护方式（冶金化处理） 在焊材中加入脱氧、脱氮剂，通过某些冶金反应， 使得焊缝中的有害杂质进入熔渣。
熔敷金属中硅含量与电弧电 压和电流的关系
31
小结
重点掌握一些基本概念 焊条加热热源 焊条熔滴过渡的形式 焊接化学冶金反应的特点
本节结束 32
焊接材料简介
焊接时所消耗的材料统称为焊接材料(Welding Consumables)
焊接材料 焊条 焊丝 实实实实 药实实实 焊剂 熔熔实熔 保保保保
烧烧实熔
4
3-1焊接化学冶金过程的特点
焊条熔化及熔池形成
焊条 药皮
保护气氛
焊芯 焊渣 电弧
焊缝
熔池 母材
焊条电弧示意图
5
焊条的加热
电阻热
电流通过焊芯时产生的（主要用于加热药皮）； 正常焊接时，电阻热对焊芯的预热作用不大； 通常，在同样的焊接电流密度条件下，不锈钢焊条 比碳钢焊条更易发热一些。
电弧热q 电弧热 e
33
焊接材料简介
药芯焊丝 实芯焊丝 焊条 焊芯 药皮 焊剂
34
焊条的型号与牌号
如，E 43 1 5
焊条的型号是以国家标准为依据，反映焊条主要性能 焊条的型号 的一种表示方法。
焊条药皮为低氢钠型，可采用直流反接焊接 表示焊条适用于全位置焊 熔敷金属的抗拉强度的最小值43kgf/mm2 表示焊条
焊条的牌号 是对焊条产品的具体命名，是由焊条厂家制定的。为了便于
化学反应热
电弧热主要加热焊条端部及邻近区域 （约10mm） qe=ηeIU ( ηe=0.2～0.27) (1) 很少，可忽略不计；
6
焊条熔化速度
平均熔化速度gm（melting rate)
定义：在单位时间内熔化的焊芯质量或长度 一般用熔化系数αp表示
单位时间内单位电流所熔化焊芯的质量， g/A.h gm=G/t=αpI (g/h) αp与电流极性，药皮成分及厚度有关 加入易电离物质， αp减小 含有强烈放热的物质（如铁粉）， αp增加
焊缝金属中局部熔化 的母材所占的比例称 为熔合比。
Ab θ= Ab + Ad
Ab-熔化母材的面积 Ad-熔敷金属的面积
源自文库25
熔合比概念示意图
焊接工艺条件对化学冶金反应的影响
熔合比取决于：
焊接方法 规范 接头形式 板厚 坡口形式 母材、焊材类型 焊条（丝）的倾角等
铝合金焊接坡口形式对熔合比的 影响
26
11
熔滴及其过渡形式
影响因素
药皮成分与厚度 焊芯直径 焊接电流与极性
直流正极性：DCSP或 DCEN 直流反极性：DCRP或 DCEP
DCSP-Direct Current Straight Polarity DCEN-Direct Current Electrode Negative) DCRP-Direct Current Reverse Polarity) DCEP-Direct Current Electrode Positive) DCRP或DCEP 或
gD＝GD/t＝ αHI αH＝（1－ψ）αp， ψ为损失系数
是真正反映焊接生产率的指标
8
焊条熔化速度
几种焊条的αp 、 αH 、 ψ
药皮类型 钛钙型 钛铁矿型 低氢型 钛钙铁粉型 焊条牌号 J422 J423 J507 J422Fe αp /（g/A.h） αH /(g/A.h) 8.1 10.1 8.42 8.15（系指焊 芯而言） 7.3 9.7 7.74 10.76 ψ/（%）
手弧焊0.6g~16g，埋弧焊 小于100g 熔池存在的时间短：
熔池的温度分布不均匀 熔池中的液态金属处于 不断运动状态
有利于焊缝成分均匀化。 有利于气体和非金属夹杂 物的外逸。
1、重力 2、电弧压力 3、表面张力 4、洛伦兹力（电磁力）
15
§3-1焊接化学冶金过程的特点
1、焊接冶金反应具有超高温的特点 2、焊接时存在着很大的冶金反应界面 3、焊接反应过程时间短
选用，焊条行业采用统一的牌号，将属于同一焊条类型的药 皮，符合国标中的同一型号，性能相近的产品统一命名为一 个牌号。
J 42 2 氧化钛钙型药皮，直流或交流 焊缝金属抗拉强度不低于420MPa 结构钢焊条
35
焊接材料简介
药皮（electrode coating）的作用
产生保护气氛 提高焊条工艺性能 产生熔渣 脱氧、脱硫等 向焊缝过渡合金元素，改变焊缝成分
16
§3-1焊接化学冶金过程的特点
4、焊接过程中对金属的保护
保护的必要性
低碳钢无保护焊时焊缝的性能
性能指标 母材 焊缝 334~390 5~10 性能指标 α(°) αk(J/cm2) 母材 180 >147.0 焊缝 20~40 4.9~24.5
σb(N/mm2) 390~440 δ(%) 25~30
36
焊条药皮类型
药皮类型 氧化钛型（或 钛型） 氧化钛钙型 （钛钙型） 钛铁矿型 氧化铁型 纤维素型 低氢型 石墨型 盐基型 主要成分 TiO2 TiO2,碳酸钙 钛铁矿 铁矿石 有机物 大理石，萤石 石墨 氟盐，氯盐 典型型号,牌号 E4313(J421) E430（J422） E430（J423） E432（J424） E501（J505） E501（J507） EZNi(Z308) 铸铁焊条 用于铝合金焊 条
手工电弧焊焊接低碳钢：2100~2700K
13
焊接熔池及其特征
熔池（weld pool)
母材上由熔化的焊条 熔化的焊条 金属与局部熔化的母 金属 局部熔化的母 材所组成的具有一定 几何形状的液体金属。 如果焊接时不填充金 属，则熔池仅由局部 熔化的母材组成。
14
焊接熔池及其特征
熔池的质量和存在时间
不能反映真正的焊接生产效率
7
焊条熔化速度
平均熔敷速度gD(deposition rate)
熔敷金属（deposited metal)：完全由填充材料熔化 后所形成的焊缝金属。 焊缝金属(weld metal)：熔化的母材＋熔敷金属 定义：单位时间内熔敷金属的质量 焊条的熔敷系数αH (g/A.h)
9%Ni母材 0.4×9=3.6 0.4×91=36.4
30
熔滴过渡特性对化学冶金反应的影响
I↑→ 熔滴存在时间 ↓→ 反应进行程度 ↓→ Si%↓ U↑→ 熔滴存在时间 ↑ →反应进行程度 ↑→ Si% ↑
焊条（Ф2.5mm,kb=0.7） 150A 220A
240A 410A 药芯焊丝（ Ф4mm,kb=0.66)
9.8 4.0 11.60
9
熔滴及其过渡形式
1-粘滞力
熔滴（droplet）：在电 弧热的作用下，焊条 （丝）端部熔化形成的 滴状液态金属。 熔滴过渡（metal transfer）:熔滴通过电 弧空间向熔池的转移过 程。
2-气体膨胀力 和吹力 3-惯性力 4-材料蒸发斥 力 5-等离子体吸 力 7-静电力 8-表面张力 9-电磁收缩力 10-重力
焊接化学冶金： 焊接化学冶金：焊接区内各种物质在高温下相互作用的过 程。
2
概述
焊接是一个复杂的过程
气相-金属、熔渣-金属之间的反应（本章介绍） 凝固 固相中的冶金反应
退火和回复 晶粒生长 析出 相变
这些冶金过程决定焊缝的强度和塑性
3
本章主要内容
焊接化学冶金的特殊性 焊接区内的气体和焊接熔渣 焊接区内金属、气体与熔渣的相互作用 气体与金属的反应 渣与金属的反应 焊缝金属的合金化及其成分控制
18
§3-1焊接化学冶金过程的特点
5、化学冶金分区域 连接进行
药皮反应区（Ⅰ） 熔滴反应区（Ⅱ） 熔池反应区（Ⅲ）
19
焊接化学冶金反应区—药皮反应区
加热温度低于药皮熔化温度，主要进行固态药皮物质 的分解和分解产物间的反应，反应产物为气体和熔渣。 脱水反应
吸附水的蒸发（T＞100℃） 结晶水和化合水开始分解（T＞300～400℃）
28
例题
一含Ni9%的钢板，采用成分为80%Ni-20%Cr 的焊丝进行焊接，若熔合比为40%，试问，焊 缝中合金元素的大致含量是多少？
Ni 9%Ni母材 焊丝 焊缝总含量
Fe
Cr
29
解答
焊缝成分中，母材贡献40%，焊丝贡献60%。
Ni 焊丝 焊缝 0.6×80=48 51.6 36.4 Fe Cr 0.6×20=12 12
23
§3-1焊接化学冶金过程的特点之三
6、焊接化学冶金反应受到焊接工艺的影响
焊接化学冶金过程是分区域连续进行的，各阶段冶 金反应的综合结果，决定了焊缝金属的最终化学成 分。 影响化学冶金反应的因素有哪些？ 材料成分（母材、焊材） 工艺条件
24
焊接工艺条件对化学冶金反应的影响
★熔合比(dilution) θ 的影响
若考虑焊条中的合金元 素有损失，而母材中的 合金元素无损失，则焊 缝金属中合金元素的实 际浓度Cw为：
Cw= θCb+(1- θ)Cd --(2)
27
焊接工艺条件对化学冶金反应的影响
熔合比概念的应用
堆焊时， θ尽可能小，以减少BM成分对堆焊 层的影响。 当母材杂质较多时， θ应小些好，可减少焊 缝金属中杂质。 异种钢焊接时，要根据熔合比来选择焊接材 料。
第三章 焊接化学冶金
焊条的加热和熔化 气相—金属、熔渣—金属的反应 焊缝中有害元素的影响及控制 合金过渡
概述
Base metal
母材
焊接材料
Filler metal
化学冶金反应
Chemical reactions
焊缝成分与 性能
Weld metal composition and mechanical properties
熔滴温度高:1800~2400 ℃ 熔滴的比表面积大:1000~10000cm2/kg，比炼钢 时大1000倍 各相之间反应时间短:0.01~0.1s 熔滴与熔渣反生强烈的混合
熔滴反应区为冶金反应最激烈的部位。
21
焊接化学冶金反应区—熔滴反应区
主要物化反应有：
气体的高度分解 氢气和氮气的激烈溶解 激烈的增氧反应
焊条端部熔滴上各种力示意图
10
熔滴及其过渡形式-焊条熔滴过渡
短路过渡（circuit-short transfer)
通常发生在电弧长度较短时，即 短弧焊时。
颗粒过渡(globular transfer)
熔滴呈粗大颗粒状向熔池自由过 渡。－长弧焊时发生
喷射过渡（spray transfer) 附壁过渡（slag-wall transfer) 爆炸过渡（explosive transfer)
气氛中二氧化碳、水蒸气和氧气的直接氧化 熔渣中的（FeO)向熔滴中的分配（扩散）氧化 熔渣中的（MnO)、(SiO2)的置换氧化
合金化过程
药皮、焊剂、焊芯中的合金剂均能使熔滴强烈地合金化。
低沸点元素的蒸发
22
焊接化学冶金反应区—熔池反应区
熔滴和熔渣同熔化的母 材混合形成熔池 温度：1600-1900 ℃ 比表面积：1300 cm2/kg 反应时间：3-8S （SMAW） 特点：熔池金属有规律 的对流和搅拌运动，冶 金反应比较激烈、熔池 温度不均匀、同一反应 在不同区域可能向相反 方向进行
有机物的分解反应（T＞200 ℃ ~250℃） 矿物质的分解反应 铁合金的氧化—先期脱氧
药皮加热分解产生的自由氧等，使药皮中的铁合金（锰铁， 硅铁等）发生一定的氧化，从而降低了气相对金属的氧化。 这一过程也称为“先期脱氧”。
20
焊接化学冶金反应区—熔滴反应区
从熔滴的形成、长大到过渡至熔池中都属于熔 滴反应区。 该区的特点是：
焊接工艺条件对化学冶金反应的影响
假设焊接时合金元素没 有任何损失，则焊缝中 某合金元素的浓度C0与 熔合比的关系为：
C0＝ θCb+(1- θ)Ce --(1)
如果已知Cd, Cb, θ就可以 求出焊缝的化学成分。 结论：改变熔合比，就 可以改变焊缝金属的化 学成分。
式中符号含义: Cb －该元素在母材中的质量百 分浓度（%） Ce－该元素在焊条中的质量百 分浓度（%） Cd－熔敷金属（焊接得到的没 有母材成分的金属）中该元素 的实际质量百分比（%）
DCSP或 DCSP或DCEN
熔滴的特性
熔滴的比表面积S大；
S＝Ag/ρVg （㎝2/kg) 其中，Ag－熔滴的表面积，ρVg －熔滴的质量 若为球体熔滴，则S＝3/(ρR)， R ↓ → S ↑ 熔滴的比表面积越大，则金属与熔渣和气相的相互作 用越强，即有利于加强冶金反应。
熔滴与周围介质相互作用时间短； 熔滴的温度高；
保护的目的是：
减少焊缝中有害杂质（氮、氢、氧、硫、磷等）的影响 减少有益合金元素的损失。
17
焊接过程中对金属的保护
保护的方式
机械隔离保护方式：把熔化金属和空气隔开。 熔渣：埋弧焊（SMA）、电渣焊（ESA） 气体：GTAW，GMAW，CO2、PAW GTAW GMAW CO 熔渣＋气体:手工焊（SMAW），自保护药芯焊 （FCAW） 真空：电子束焊（EBW） 自保护方式（冶金化处理） 在焊材中加入脱氧、脱氮剂，通过某些冶金反应， 使得焊缝中的有害杂质进入熔渣。
熔敷金属中硅含量与电弧电 压和电流的关系
31
小结
重点掌握一些基本概念 焊条加热热源 焊条熔滴过渡的形式 焊接化学冶金反应的特点
本节结束 32
焊接材料简介
焊接时所消耗的材料统称为焊接材料(Welding Consumables)
焊接材料 焊条 焊丝 实实实实 药实实实 焊剂 熔熔实熔 保保保保
烧烧实熔
4
3-1焊接化学冶金过程的特点
焊条熔化及熔池形成
焊条 药皮
保护气氛
焊芯 焊渣 电弧
焊缝
熔池 母材
焊条电弧示意图
5
焊条的加热
电阻热
电流通过焊芯时产生的（主要用于加热药皮）； 正常焊接时，电阻热对焊芯的预热作用不大； 通常，在同样的焊接电流密度条件下，不锈钢焊条 比碳钢焊条更易发热一些。
电弧热q 电弧热 e
33
焊接材料简介
药芯焊丝 实芯焊丝 焊条 焊芯 药皮 焊剂
34
焊条的型号与牌号
如，E 43 1 5
焊条的型号是以国家标准为依据，反映焊条主要性能 焊条的型号 的一种表示方法。
焊条药皮为低氢钠型，可采用直流反接焊接 表示焊条适用于全位置焊 熔敷金属的抗拉强度的最小值43kgf/mm2 表示焊条
焊条的牌号 是对焊条产品的具体命名，是由焊条厂家制定的。为了便于
化学反应热
电弧热主要加热焊条端部及邻近区域 （约10mm） qe=ηeIU ( ηe=0.2～0.27) (1) 很少，可忽略不计；
6
焊条熔化速度
平均熔化速度gm（melting rate)
定义：在单位时间内熔化的焊芯质量或长度 一般用熔化系数αp表示
单位时间内单位电流所熔化焊芯的质量， g/A.h gm=G/t=αpI (g/h) αp与电流极性，药皮成分及厚度有关 加入易电离物质， αp减小 含有强烈放热的物质（如铁粉）， αp增加
焊缝金属中局部熔化 的母材所占的比例称 为熔合比。
Ab θ= Ab + Ad
Ab-熔化母材的面积 Ad-熔敷金属的面积
源自文库25
熔合比概念示意图
焊接工艺条件对化学冶金反应的影响
熔合比取决于：
焊接方法 规范 接头形式 板厚 坡口形式 母材、焊材类型 焊条（丝）的倾角等
铝合金焊接坡口形式对熔合比的 影响
26
11
熔滴及其过渡形式
影响因素
药皮成分与厚度 焊芯直径 焊接电流与极性
直流正极性：DCSP或 DCEN 直流反极性：DCRP或 DCEP
DCSP-Direct Current Straight Polarity DCEN-Direct Current Electrode Negative) DCRP-Direct Current Reverse Polarity) DCEP-Direct Current Electrode Positive) DCRP或DCEP 或
gD＝GD/t＝ αHI αH＝（1－ψ）αp， ψ为损失系数
是真正反映焊接生产率的指标
8
焊条熔化速度
几种焊条的αp 、 αH 、 ψ
药皮类型 钛钙型 钛铁矿型 低氢型 钛钙铁粉型 焊条牌号 J422 J423 J507 J422Fe αp /（g/A.h） αH /(g/A.h) 8.1 10.1 8.42 8.15（系指焊 芯而言） 7.3 9.7 7.74 10.76 ψ/（%）
手弧焊0.6g~16g，埋弧焊 小于100g 熔池存在的时间短：
熔池的温度分布不均匀 熔池中的液态金属处于 不断运动状态
有利于焊缝成分均匀化。 有利于气体和非金属夹杂 物的外逸。
1、重力 2、电弧压力 3、表面张力 4、洛伦兹力（电磁力）
15
§3-1焊接化学冶金过程的特点
1、焊接冶金反应具有超高温的特点 2、焊接时存在着很大的冶金反应界面 3、焊接反应过程时间短
选用，焊条行业采用统一的牌号，将属于同一焊条类型的药 皮，符合国标中的同一型号，性能相近的产品统一命名为一 个牌号。
J 42 2 氧化钛钙型药皮，直流或交流 焊缝金属抗拉强度不低于420MPa 结构钢焊条
35
焊接材料简介
药皮（electrode coating）的作用
产生保护气氛 提高焊条工艺性能 产生熔渣 脱氧、脱硫等 向焊缝过渡合金元素，改变焊缝成分
16
§3-1焊接化学冶金过程的特点
4、焊接过程中对金属的保护
保护的必要性
低碳钢无保护焊时焊缝的性能
性能指标 母材 焊缝 334~390 5~10 性能指标 α(°) αk(J/cm2) 母材 180 >147.0 焊缝 20~40 4.9~24.5
σb(N/mm2) 390~440 δ(%) 25~30
36
焊条药皮类型
药皮类型 氧化钛型（或 钛型） 氧化钛钙型 （钛钙型） 钛铁矿型 氧化铁型 纤维素型 低氢型 石墨型 盐基型 主要成分 TiO2 TiO2,碳酸钙 钛铁矿 铁矿石 有机物 大理石，萤石 石墨 氟盐，氯盐 典型型号,牌号 E4313(J421) E430（J422） E430（J423） E432（J424） E501（J505） E501（J507） EZNi(Z308) 铸铁焊条 用于铝合金焊 条
手工电弧焊焊接低碳钢：2100~2700K
13
焊接熔池及其特征
熔池（weld pool)
母材上由熔化的焊条 熔化的焊条 金属与局部熔化的母 金属 局部熔化的母 材所组成的具有一定 几何形状的液体金属。 如果焊接时不填充金 属，则熔池仅由局部 熔化的母材组成。
14
焊接熔池及其特征
熔池的质量和存在时间
不能反映真正的焊接生产效率
7
焊条熔化速度
平均熔敷速度gD(deposition rate)
熔敷金属（deposited metal)：完全由填充材料熔化 后所形成的焊缝金属。 焊缝金属(weld metal)：熔化的母材＋熔敷金属 定义：单位时间内熔敷金属的质量 焊条的熔敷系数αH (g/A.h)
9%Ni母材 0.4×9=3.6 0.4×91=36.4
30
熔滴过渡特性对化学冶金反应的影响
I↑→ 熔滴存在时间 ↓→ 反应进行程度 ↓→ Si%↓ U↑→ 熔滴存在时间 ↑ →反应进行程度 ↑→ Si% ↑
焊条（Ф2.5mm,kb=0.7） 150A 220A
240A 410A 药芯焊丝（ Ф4mm,kb=0.66)
9.8 4.0 11.60
9
熔滴及其过渡形式
1-粘滞力
熔滴（droplet）：在电 弧热的作用下，焊条 （丝）端部熔化形成的 滴状液态金属。 熔滴过渡（metal transfer）:熔滴通过电 弧空间向熔池的转移过 程。
2-气体膨胀力 和吹力 3-惯性力 4-材料蒸发斥 力 5-等离子体吸 力 7-静电力 8-表面张力 9-电磁收缩力 10-重力
焊接化学冶金： 焊接化学冶金：焊接区内各种物质在高温下相互作用的过 程。
2
概述
焊接是一个复杂的过程
气相-金属、熔渣-金属之间的反应（本章介绍） 凝固 固相中的冶金反应
退火和回复 晶粒生长 析出 相变
这些冶金过程决定焊缝的强度和塑性
3
本章主要内容
焊接化学冶金的特殊性 焊接区内的气体和焊接熔渣 焊接区内金属、气体与熔渣的相互作用 气体与金属的反应 渣与金属的反应 焊缝金属的合金化及其成分控制
18
§3-1焊接化学冶金过程的特点
5、化学冶金分区域 连接进行
药皮反应区（Ⅰ） 熔滴反应区（Ⅱ） 熔池反应区（Ⅲ）
19
焊接化学冶金反应区—药皮反应区
加热温度低于药皮熔化温度，主要进行固态药皮物质 的分解和分解产物间的反应，反应产物为气体和熔渣。 脱水反应
吸附水的蒸发（T＞100℃） 结晶水和化合水开始分解（T＞300～400℃）
28
例题
一含Ni9%的钢板，采用成分为80%Ni-20%Cr 的焊丝进行焊接，若熔合比为40%，试问，焊 缝中合金元素的大致含量是多少？
Ni 9%Ni母材 焊丝 焊缝总含量
Fe
Cr
29
解答
焊缝成分中，母材贡献40%，焊丝贡献60%。
Ni 焊丝 焊缝 0.6×80=48 51.6 36.4 Fe Cr 0.6×20=12 12
23
§3-1焊接化学冶金过程的特点之三
6、焊接化学冶金反应受到焊接工艺的影响
焊接化学冶金过程是分区域连续进行的，各阶段冶 金反应的综合结果，决定了焊缝金属的最终化学成 分。 影响化学冶金反应的因素有哪些？ 材料成分（母材、焊材） 工艺条件
24
焊接工艺条件对化学冶金反应的影响
★熔合比(dilution) θ 的影响
若考虑焊条中的合金元 素有损失，而母材中的 合金元素无损失，则焊 缝金属中合金元素的实 际浓度Cw为：
Cw= θCb+(1- θ)Cd --(2)
27
焊接工艺条件对化学冶金反应的影响
熔合比概念的应用
堆焊时， θ尽可能小，以减少BM成分对堆焊 层的影响。 当母材杂质较多时， θ应小些好，可减少焊 缝金属中杂质。 异种钢焊接时，要根据熔合比来选择焊接材 料。
第三章 焊接化学冶金
焊条的加热和熔化 气相—金属、熔渣—金属的反应 焊缝中有害元素的影响及控制 合金过渡
概述
Base metal
母材
焊接材料
Filler metal
化学冶金反应
Chemical reactions
焊缝成分与 性能
Weld metal composition and mechanical properties
熔滴温度高:1800~2400 ℃ 熔滴的比表面积大:1000~10000cm2/kg，比炼钢 时大1000倍 各相之间反应时间短:0.01~0.1s 熔滴与熔渣反生强烈的混合
熔滴反应区为冶金反应最激烈的部位。
21
焊接化学冶金反应区—熔滴反应区
主要物化反应有：
气体的高度分解 氢气和氮气的激烈溶解 激烈的增氧反应
焊条端部熔滴上各种力示意图
10
熔滴及其过渡形式-焊条熔滴过渡
短路过渡（circuit-short transfer)
通常发生在电弧长度较短时，即 短弧焊时。
颗粒过渡(globular transfer)
熔滴呈粗大颗粒状向熔池自由过 渡。－长弧焊时发生
喷射过渡（spray transfer) 附壁过渡（slag-wall transfer) 爆炸过渡（explosive transfer)
气氛中二氧化碳、水蒸气和氧气的直接氧化 熔渣中的（FeO)向熔滴中的分配（扩散）氧化 熔渣中的（MnO)、(SiO2)的置换氧化
合金化过程
药皮、焊剂、焊芯中的合金剂均能使熔滴强烈地合金化。
低沸点元素的蒸发
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焊接化学冶金反应区—熔池反应区
熔滴和熔渣同熔化的母 材混合形成熔池 温度：1600-1900 ℃ 比表面积：1300 cm2/kg 反应时间：3-8S （SMAW） 特点：熔池金属有规律 的对流和搅拌运动，冶 金反应比较激烈、熔池 温度不均匀、同一反应 在不同区域可能向相反 方向进行
有机物的分解反应（T＞200 ℃ ~250℃） 矿物质的分解反应 铁合金的氧化—先期脱氧
药皮加热分解产生的自由氧等，使药皮中的铁合金（锰铁， 硅铁等）发生一定的氧化，从而降低了气相对金属的氧化。 这一过程也称为“先期脱氧”。
20
焊接化学冶金反应区—熔滴反应区
从熔滴的形成、长大到过渡至熔池中都属于熔 滴反应区。 该区的特点是：
焊接工艺条件对化学冶金反应的影响
假设焊接时合金元素没 有任何损失，则焊缝中 某合金元素的浓度C0与 熔合比的关系为：
C0＝ θCb+(1- θ)Ce --(1)
如果已知Cd, Cb, θ就可以 求出焊缝的化学成分。 结论：改变熔合比，就 可以改变焊缝金属的化 学成分。
式中符号含义: Cb －该元素在母材中的质量百 分浓度（%） Ce－该元素在焊条中的质量百 分浓度（%） Cd－熔敷金属（焊接得到的没 有母材成分的金属）中该元素 的实际质量百分比（%）