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焊接冶金学基础 焊接化学冶金前言版权: TWI 第二章焊接冶金学基础 焊接化学冶金?焊接化学冶金:焊接区内各种物质之间在高温下相互作用的过程。?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?焊缝金属的合金化及其成分控制前言 焊接化学冶金的特殊性 1、焊接区金属的保护?保护目的–减少和防止空气(氧、氮)进入焊接区,避免合金元素烧损, 降低焊缝的性能。?保护方法–真空:电子束焊–气体: TIG 焊, CO2, MIG –熔渣:埋弧焊–气-渣:手工焊、自保护药芯焊焊接材料熔敷金属成分性能变化低碳钢焊材熔敷金属成分及性能变化 焊接化学冶金的特殊性 2、焊接冶金反应区及其反应条件(1)药皮反应区–温度: 100-1200 ℃(钢材) –反应:水分的蒸发、某些物质的分解和铁合金的氧化手工电弧焊(2)熔滴反应区 焊接化学冶金的特殊性 2、焊接冶金反应区及其反应条件(2)熔滴反应区–熔滴平均温度: 1800-2400 ℃–熔滴金属与气体和熔渣的接触面积:比面积: 1000-10000cm 2/kg, 比炼钢时大 1000 倍–各相之间的反应时间(接触时间) :- –反应:气体的分解和溶解、金属的蒸发、金属及其合金成分的氧化与还原以及焊缝金属的合金化。–特点:反应激烈、反应物含量离平衡浓度较远。 焊接化学冶金的特殊性 2、焊接冶金反应区及其反应条件(3)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 cm 2/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。焊接熔池与熔滴的平均温度焊接熔池的物理参数 焊接化学冶金的特殊性 3、焊接冶金反应分析?温度变化范围大; ?停留时间短; ?基本排除了整个系统达到热力学平衡的可能性; ?不同条件下焊接冶金反应离平衡的远近程度不同; ?利用热力学原理定性分析冶金反应的进行方向和影响因素;