金属成型1液态金属与气相的相互感化.ppt

1
液态金属与气相的相互作用
材料成形原理(焊接部分)

 焊条熔化及熔池形成

焊丝
母材
熔池
焊道
导电嘴
保护气体
溶滴
电弧


颗粒状过渡
一、熔滴及其过渡特性
短路过渡
附壁过渡
蒸发
过渡
飞溅
氧化
1、熔滴
熔滴——焊条端部熔化形成的滴状液态金属
2、熔滴的过渡形式
药皮焊条焊接时:
短路过渡:在短弧焊时焊条端部的熔滴长大到一定的尺寸就与熔池发生接触,形成短路,随后在各种力的作用下过渡到熔池中。
颗粒状过渡:当电弧的长度足够长时,焊条端部的熔滴长大到较大的尺寸,在各种力的作用下,以颗粒状落入熔池,过渡时不发生短路。
附壁过渡:熔滴沿着焊条端部的药皮套筒壁向熔池过渡的形式。
碱性焊条:短路过渡和大颗粒状过渡
酸性焊条:细颗粒状过渡和附壁过渡
飞溅——焊接过程中由熔滴或熔池中飞出的金属颗粒称为飞溅。
射流过渡

二、熔池的形成
1、熔池
熔池:母材上由熔化的焊条和母材组成的有一定几何形状的液体金属。
熔池的形状、尺寸、温度、存在时间、流动状态对冶金反应、结晶方向、晶体结构、夹杂物的数量与分布、焊接缺陷均有影响。
2、熔池的形状和尺寸
进入准稳定期后,熔池的形状、尺寸、质量不再变化,并随热源作同步运动。外轮廓为温度等于母材熔点的等温面
电流增加,最大宽度Bmax减小,最大深度Hmax增大
电压增大,最大宽度Bmax增大,最大深度Hmax减小

三、焊接过程中对金属的保护
1、无保护的危害
1)焊缝成分显著变化
含氮量比焊丝高20~45倍
含氧量比焊丝高7~35倍
合金元素(Mn、C)烧损、蒸发严重
2)焊缝力学性能下降
3)焊接工艺性能差
电弧不稳定、飞溅大、焊缝成形差、易产生气孔

二、焊接过程中对金属的保护
2、保护的方式
保护方式
焊接方法
气保护
渣保护
气渣联合保护
真空
自保护
气焊、惰性气体保护焊、CO2焊、混合气体保护焊
埋弧焊、电渣焊、不含造气成分的焊条和药芯焊丝焊接
具有造气成分焊条和药芯焊丝焊接
真空电子束焊接
含有脱氧剂、脱氮剂的自保护焊丝焊接

焊接区气体的来源

N2、H2、O2
CO2 和 H2O
焊接区的气体
直接进入
间接分解
一、气体的来源
1、空气
如手工电弧焊时侵入的气体约占3%
2、保护气
如气体保护焊
3、焊条药皮、焊剂、药芯的造气剂
1)有机物分解、燃烧
淀粉、纤维素、油污等
2)碳酸盐和高价氧化物的分解
3)材料中低佛点物质的蒸发