第二章焊接冶金與焊接材料-資料下載頁

　　

【正文】 現成表面，使氣泡呈橢圓形而不是圓形，曲率半徑增大，從而使氣泡長大的條件滿足。⑶氣泡上浮平衡時：分析： 當θ90176。：有利于氣泡上浮，氣泡形成的快，完全脫離現成表面。當θ90176。：由于形成細頸過程需要時間，結晶速度較大時，就會形成氣孔。即：θ↓→cosθ↑→氣泡易脫離現成表面→cosθ↑→ θ↓→氣泡易脫離現成表面。②結晶速度RR較小時，氣泡有充分時間逸出，無氣孔，氣泡易上浮；R較大時，氣泡上浮時間短，可能殘余在焊縫內部。③氣泡上浮速度為：由公式可知：(a) r↑，v↑→易浮出(b) 液體金屬密度越大，v↑→不易形成氣孔。（主要與液體金屬密度有關，幾乎與氣泡密度無關）Al液體金屬密度小，產生氣孔可能性↑；(c) η影響最大，T↑，η↓→易上浮v↑。T↓η↑↑，V↓易形成氣孔。④焊縫中產生氣孔的條件是：V≤R。 影響氣孔產生的因素以及防止措施影響氣孔產生的因素很多，這里只介紹冶金因素和工藝因素兩方面的影響。⑴冶金因素的影響① 熔渣氧化性的影響② 焊條藥皮和焊劑的影響③ 焊絲成分④ 保護氣成分⑤ 鐵銹和水分對產生氣孔的影響⑵工藝因素的影響① 焊接規范的影響電流↑：熔池存在時間↑，氣體外逸；熔滴尺寸↓，比表面積↑，易產生氣孔；熔深↓，不易使氣體逸出；焊條電阻熱↑，藥皮提前脫落，易產生氣孔。電壓↑，N氣孔↑。焊速↑，氣孔增加。② 電流種類和極性生產經驗證明，交流焊時比直流焊時氣孔傾向大，直流焊時正接比反接氣孔傾向大。也就是，氣孔傾向：交流焊直流正接直流反接③ 工藝操作方面的影響a. 焊前仔細清除焊件、焊絲上的鐵銹、油污b. 焊條、焊劑嚴格烘干，并且烘干后不能放置時間過長，最好放在保溫箱內，隨用隨取c. 焊接時規范要穩定，對于低氫焊條應盡量采用短弧焊，并配合擺動有利于氣體析出。 焊縫中的夾雜焊鋼時，焊縫中的夾雜主要是指熔池凝固后仍殘留在焊縫內的氧化物、氮化物和硫化物。它們常以多角形、鏈狀或球狀形式存在。當夾雜物較大時，不僅降低焊縫的塑性與韌性、增大低溫脆性和降低疲勞強度，還可能導致熱裂紋的產生。母材中的層狀硫化物夾雜則可能導致層狀撕裂。 焊縫中夾雜物的種類和危害焊縫中常遇到的夾雜物有三種：⑴氧化物⑵氮化物⑶硫化物 防止焊縫中夾雜物的措施防止焊縫中產生夾雜主要是要正確選擇焊條、焊劑的渣系，使它更好的脫氧、脫硫。其次是注意工藝操作：①選用合適的焊接規范，并加上擺動焊條，以便于熔渣的浮出；②多層焊時，應注意清除前層焊縫的殘渣；③施焊時盡量采用短弧焊，以保護熔池。 焊接材料 焊接生產中使用的焊接材料，一般指熔焊時用于進行焊接連接的易耗材料，包括焊條、焊劑、焊絲和保護氣體。它們參與焊接冶金反應，對焊接過程的穩定性、接頭的性能和質量、焊接生產率等都有很大的影響。 焊條是手工電弧焊中用的焊接材料。在焊接過程中，它在焊接回路中可以傳導電流、作為引燃電弧的一個電極，同時它還起著填充金屬的作用，在熱源作用下熔化并與熔化的母材共同形成焊縫。 焊條的分類按焊條用途分：結構鋼焊條：結或J鉬和鉻鉬耐熱鋼焊條：熱或R不銹鋼焊條：鉻或G，奧或A堆焊焊條：堆或D低溫鋼焊條：溫或W鑄鐵焊條：鑄或Z鎳及鎳合金焊條：鎳或Ni銅及銅合金焊條：銅或T鋁及鋁合多焊條：鋁或L特殊用途焊條：特或TS按焊接熔渣的堿度分：酸性焊條、堿性焊條 焊條的牌號 以結構鋼為例：結（J）XXX——結為結構鋼焊條，第3個數字代表藥皮類型、焊接電流要求（見表2－2），第2數字代表焊縫金屬抗拉強度。如： 焊條的型號 焊條的型號是按國家有關標準與國際標準確定的。以結構鋼為例，型號編制法為字母“E”表示焊條，第一、二位表示熔敷金屬最小抗拉強度，第三位數字表示焊條的焊接位置，第四位數字表示焊接電流種類及藥皮類型。 焊條的組成焊條是由焊芯和藥皮兩部分組成的。（1）焊芯焊芯是采用焊接專用綱絲制成，是經過特殊冶煉而成，該焊接專用鋼絲稱為焊絲。作用：①作為電極，傳導焊接電流，產生電弧；②作為填充金屬，與熔化的母材金屬共同組成焊縫金屬，占整個焊縫金屬的50～70%；③添加合金元素。（2）藥皮藥皮的作用：①改善焊接工藝性能—易于引弧和再引弧，穩弧性好，減少飛濺，使焊縫成形美觀。②機械保護作用──氣保護和渣保護。③冶金處理作用──去除有害雜質（），添加有益元素。 焊條的工藝性能焊條的工藝性能是衡量焊條好壞的重要指標，它主要包括：穩弧性、焊縫成形、各種焊接位置的適應性、飛濺、脫渣性、焊條的熔化速度、藥皮發紅程度、焊條發塵量等。 焊條的選用原則 焊條選用總的原則是：盡可能使接頭的使用性能與母材的保持一致。（1）根據母材的物理、機械性能和化學成分①等強原則、低強原則②合金結構鋼與不銹鋼焊接時（屬異種金屬焊接），應選用適于異種材料焊接的焊條，或采用過渡層的方法來匹配焊條。③母材C、S、P等雜質含量高時，應選用抗裂性、抗氣孔性好的焊條來施焊。④凡要求焊縫金屬具有高塑性、高韌性，并有響應強度指標時，應選用堿性低氫焊條。⑤強度不相同的異種材料進行焊接，應該根據強度級別低的母材來選配焊條。目的也是在于保證焊縫有響應的塑性和抗裂性。⑥焊接強度級別高的高強鋼時應在保證韌性的條件下等強，一般采用低強匹配的原則來保證接頭的韌性。（2）根據母材工作條件和使用要求①對于工作環境有特定要求的焊接結構，要選用與它相匹配的特殊焊條。比如低溫鋼的焊接、水下焊接。②在腐蝕介質種工作的焊件，應根據介質的類別、濃度、工作溫度、工作壓力、工作期限等選用專用的焊條。比如，不銹鋼、滲鋁鋼的焊接。③堆焊焊件時，應根據焊件具體的耐磨性、耐蝕性要求來選配堆焊焊條。④珠光體耐熱鋼通常選用與母材成分相似的耐熱鋼焊條相匹配。（3）根據焊接結構的特點①對于立焊、仰焊較多的焊件，應選用立向下等專用焊條。②對于幾何形狀復雜，且厚度剛性大的焊件，應選用抗裂性好的焊條。比如低氫焊條。③對于因受某種條件限制，焊件坡口無法進行清理，或在坡口處存在油污、銹跡的，應選用抗油污、鐵銹能力強的酸性焊條。（4）根據焊接現場設備條件（5）根據勞動條件和生產效益①當酸性和堿性焊條都能滿足設計要求時，應選用酸性焊條。因為酸性焊條工藝性好，焊接發塵量少，對焊工身心健康有好處。當必須采用堿性焊條時，應考慮通風和相應的勞動保護措施。②當幾種焊條都能滿足產品設計要求時，應選用價格低的焊條以降低產品成本。③在焊接工藝措施上，能確保產品質量時，應選用大規格的焊條，以提高勞動生產率。 焊劑焊劑和焊絲配合使用，是埋弧焊和電渣焊中使用的焊接材料。焊接過程中，焊劑起著和焊條藥皮類似的作用，即機械保護、冶金處理和改善焊接工藝性能。 焊劑的類型焊劑的分類見圖28。圖28 焊劑的分類 焊劑牌號（1）熔煉焊劑 熔煉焊劑的牌號用HJ表示，是三個數字，其中第一位數字表示焊劑中MnO的含量，第二位數字表示焊劑中SiO2和CaF2的含量。第三位數字表示同一類型中的不同牌號。（2）燒結焊劑燒結焊劑的牌號用SJ表示，其中第一位表示渣系，第二三位表示同一渣系中的不同牌號。 焊劑的選用 焊絲 實芯焊絲平常所說的焊絲實際上就是指實芯焊絲，它是用專做焊絲的熱軋鋼線材拉拔成的。 藥芯焊絲 藥芯焊絲，從字面上就可以看出來它是在管狀焊絲中加有藥粉。采用藥芯焊絲的優點就在于它既有熔渣的保護和冶金作用，又能實現自動化焊接。生產效率高、焊接過程中金屬飛濺少、焊縫成形美觀、調節焊縫合金成分方便。和實芯焊絲相比，藥芯焊絲也有煙塵量高的缺點。 保護氣體氣保護焊中所用的保護氣體有三種：活性氣體、惰性氣體以及混合氣體。活性氣體指CO2，惰性氣體Ar，混合氣體指Ar與不同氧化性氣體等按不同比例混合的氣體。27 /