焊接冶金过程特点ppt课件.ppt

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1、焊工技师、高级技师培训3-1焊接冶金过程特点焊接冶金过程特点钢的生产钢的生产有两个过程：先将铁矿石原料在高炉中熔炼成生铁，称为炼铁；再由生铁在炼钢炉中熔炼成钢，称为炼钢。炼铁铁在自然界中以赤铁矿(Fe2O3)、磁铁矿(Fe3O4)、褐铁矿(2Fe2O3·3H2O)等形式存在。炼铁的过程实际上是一个将铁还原的过程，还原剂为焦炭。焊接冶金过程特点炼钢生铁中碳的含量平均达3.5%~4.5%，而钢的含碳量<2.11%，一般均低于1.3%。炼钢就是以生铁为原料，通过一系列的冶金反应将含碳量降低，实际上是一个碳的氧化过程。焊接冶金过程特点焊接冶金过程特点一、焊接冶金特点焊接冶金

2、过程：熔化焊时，焊接区内各种物质之间在高温下相互作用的过程。要点：各种物质包括气体、液态金属、熔渣。焊接冶金过程特点普通化学冶金过程是对金属熔炼加工过程，放在特定的炉中进行。焊接冶金过程是金属在焊接条件下，再熔炼的过程，焊接时焊缝相当高炉。二者共同点：金属冶炼加工。焊接冶金过程特点不同点：1）原材料不同普冶材料：矿石、焦炭、废钢铁等。焊金材料：焊条、焊丝、焊剂等。2）目的不同普冶：提炼金属；焊冶：对金属再熔炼，以满足构件性能7焊接冶金过程特点熔池的形成熔池为半椭球，几何尺寸为L=P2IU其中，P2是比例系数，取决于焊接方法和规范。I是焊接电流，U是焊接电压，上式适用

3、于点状热源。焊接冶金过程特点9焊接冶金过程特点焊缝的化学成分由于焊接的高温及焊接区内的各种焊接冶金反应，焊缝的化学成分、组织及性能同母材有相当大的差别。化学成分wt%常温力学性能CSiMnNOHσsMPaσbMPaδ5%AKV20J焊丝0.130.070.660.0050.0210.0001----钢板0.200.180.440.0040.0030.000523541226102熔敷金属无保护光焊丝0.030.020.020.1400.2100.00023024107.512酸性焊条0.060.070.360.0130.0990.00093214602575碱性焊条

4、0.070.230.430.0260.0510.000534545929121低碳钢母材熔敷金属的成分及性能焊接冶金过程特点光焊丝直接用光焊丝在空气中进行无保护焊接时，熔敷金属中的C、Si、Mn都有减少，而气体杂质均增多。其中N几乎增加27倍，氧增加9倍，氢增加1倍。这时熔敷金属的强度虽无问题，而塑性和韧性却都不合格。焊接冶金过程特点正常药皮焊条当采用正常药皮焊条时，C、Si、Mn的成分得以保证，气体杂质数量有所减少，但仍比焊丝中的含量高得多，氢的含量与钢板相近。熔敷金属的性能与母材相当。焊接冶金过程特点焊缝成分特点焊接时，焊缝金属的成分是会发生变化的，有益合金元素

5、会被烧损，有害元素则可能增多，焊缝金属成分一般难以同填充金属或母材完全相同。焊接冶金过程特点焊接冶金过程特点在焊接过程中对焊接区内的金属进行保护是焊接化学冶金的首要任务。为防止空气的有害作用，焊接过程中必须对焊接区金属采取保护措施。不同的保护方式，所取得的效果也不同。焊接冶金过程特点1.无保护的危害(1)焊缝成分显著变化在采用光焊丝的无保护焊接过程中，由于熔化的高温金属与周围的空气发生强烈的作用，可使焊缝金属中氧和氮的质量分数分别达到0.72%和0.22%，即为低碳钢焊丝含氧量和含氮量的35倍和45倍。(2)焊缝力学性能降低正是由于焊缝中氧和氮等有害元素的显著增加以

6、及锰和碳等有益合金元素的减少，焊缝金属的塑性和韧性显著降低，而因氮的部分强化作用使得焊缝金属的强度变化不大。焊接冶金过程特点低碳钢无保护焊接时的焊缝力学性能力学性能抗拉强度/MPa伸长率δ(%)冲击韧度/(J/c)弯曲角α/(°)母材390～44025～30＞147180焊缝334～3905～105～2520～40焊接冶金过程特点(3)焊接工艺性能差由于焊接过程中没有任何保护，电弧空间电离度低，电弧不稳定，焊接飞溅也大，焊道表面成形差，焊缝中也易产生各种类型的气孔。焊接冶金过程特点（1）气保护（2）渣保护（3）气渣联合保护（4）真空保护（5）自保护2.保护的方式和效

7、果焊接冶金过程特点（1）气保护用于保护熔池和溶滴的气体应是惰性气体，并在高温下不分解，或是活性的不溶于金属液体的双原子气体(CO2)。焊接冶金过程特点CO2气体CO2为无色无味气体，密度是空气的1.5倍，在常温下很稳定，但在高温下易分解。CO2气体密度大，受热后体积膨胀大，所以在隔离空气保护焊接熔池和电弧方面，效果良好。但CO2气体为氧化性气体，在高温下将分解为CO和O2：CO2＝CO+O2所以二氧化碳在高温时有强烈的氧化性。氩气氩气为惰性气体，高温下不溶入液态金属，也不与金属发生化学反应，因此，氩气是一种理想的保护气体。由于氩弧温度高，因此一旦引燃，电弧就很稳