第六章 化工设备的焊接课件.ppt

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1、焊接电弧：是电极与工件之间气体介质中长时间的放电现象。一般情况下，电弧热量在阳极区产生的较多，约占总热量的43%，阴极约36%，弧柱约21%。温度：用钢焊条焊钢材时阳极区—2600K阴极区—2400K电弧中心—6000~8000K使用直流电源焊接时有正接、反接两种：正接：正极接工件—工件温度可稍高一些。反接：负极接工件，工件温度可稍低一些。交流焊机、无正反接特点，温度均为2500K。焊机的空载电压就是焊接时引弧电压，一般为50~90V，电弧稳定燃烧时电压为电弧电压。电弧长度越大，电弧电压也越高，一般为16~35V。(一)气体的来源和产生来源:1.焊接材料2

2、.气体介质3.焊丝和母材表面上的油锈等杂质.4.金属和熔渣的蒸发产生的气体成分:金属及熔渣蒸气来源:主要是焊接区周围的空气.氮与金属作用有两种情况.1、不与氮发生作用的金属,即不能熔解氮又不形成氮化物,可用N作为保护气体.2、与氮发生作用的金属,即能溶解氮又能形成氮化物,这种情况下就要防止焊缝金属的氮化1)时效脆化2)气孔3)有利一面:可作为合金元素加入钢中,一般指高合金钢.1),机械保护:气一渣保护,渣保护,气体保护,抽真空.对于适渣型焊条:保护效果取决于药皮的数量及成分2),焊接工艺规范影响:3),焊丝成分的影响:增加焊丝或药皮中的含碳

3、量可降低焊缝中的含氮量1,来源:焊条药皮,焊剂,焊丝药芯中水分,药皮中有机物为,焊件表面杂质(锈,油)空气中水分3,[H]的影响因素①与氢形成稳定氢化物的金属②不与氢形成稳定氢化物的金属③合金元素的影响:氢在铁中溶解度受合金元素影响暂态现象:脆化,白点,经时效,热处理可消除永久现象:气孔,改变组织,显微斑点,冷裂纹,不可消除1),氢脆氢在室温附近,氢溶解在金属晶格中,引起钢的塑性严重下降现象2),白点肉眼可见,直径0.5～3mm中心处有气孔或小的夹渣,外围有塑性裂断的痕迹,象鱼眼似的也称"鱼眼".产生原因:白点是在塑性变形阶段产生的."诱

4、捕理论"解释:焊缝中的气孔及非金属夹杂物边缘的空隙,好象"陷阱"一样.捕捉氢原子,并在其中结合成氢分子,在拉伸试验中"陷阱"中的氢分子被吸附.由于塑性变形新产生的微裂纹表面上,分解成原子氢,原子氢扩散到微裂纹金属晶格内,引起金属脆化.3),气孔4),组织变化和显微斑点焊缝金属A—M时,由于氢在A有较大的溶解度,当含氢量高的焊缝自A化,温度冷却时,引起局部A过冷残余A增加,残余A—M时,富氢的组织内产生大的内应力,造成显微裂纹5),产生冷裂纹1),限制焊接材料的含氢量,药皮成分2),严格清理工件及焊丝:去锈,油污,吸附水分3),冶金处理4),调整

5、焊接规范5),焊后脱氢处理(一)氧在金属中的溶解1).以原子氧形式溶解2).以FeO形式溶解(二)金属被氧化的途径气相中氧化气体与金属相互作用1).自由氧对金属的氧化2).CO2对金属的氧化3).H2O气对金属的氧化4).混合气体对金属的氧化(三)氧对焊接质量的影响1).机械性能下降2).化学性能变差3).产生气孔CO合金元素烧损4).工艺性能变差(四)防止措施一防二脱(一)熔渣的作用,成分及分类1.熔渣的作用1).机械保护作用2).冶金处理作用3).改善工艺性能2.熔渣的成分和分类1).熔渣成分:大体由氧化物,氯化物

6、,氟化物,硼酸盐类组成是多种化学组成的复杂体系.2).熔渣分为三类第一类氧化物型第二类盐—氧化物型第三类盐型液态熔渣的结构有两种理论:分子理论和离子理论分子理论可简明的定性为解释熔渣与金属之间的冶金反应,但不能解释一些重要现象,如导电性,电解等.1.熔渣的碱度分子理论认为熔渣中的氧化物按其性质可分为三类1).酸性氧化物SiO2TiO2P2O52).碱性氧化物K2ONa2OCaOMgOBaOMnOFeO3).中性氧化物Al2O3Fe2O3Cr2O3熔渣的氧化性高温下覆盖在液态金属表面的熔渣，既有对液态金属的保护作用和促进化学冶金反应过程顺利

7、进行的作用，也有因熔渣自身成分与性能特点，对液态金属污染的副作用，其中包括氧化性较强的熔渣对液态金属的氧化。氧化性较强的熔渣又称为活性熔渣。熔渣对液态金属的氧化形式可分为扩散氧化与置换氧化两种。(一)焊缝中硫的危害及控制1.硫的危害2.控制硫的措施(1)限制焊接材料中含硫量(2)用冶金方法脱硫碱性焊条脱硫(CaO)+[FeS]=(CaS)+(FeO)(MnO)+[FeS]=(MnS)+(FeO)脱硫剂:碱性氧化物,锰脱硫[Mn]+[Fes]=(MnO)+[Fe]LgK=8220/T-1.86T↓K↑有利于脱硫(MgO)+[FeS]=(Mg

8、S)+(FeO)1.磷的危害2.控制磷的措施(1)