C02焊的冶金反應(yīng)與焊接材料的選擇

發(fā)布時(shí)間：2016-11-10 | 來(lái)源：星鴻藝激光焊接運(yùn)營(yíng)部 | 分享：

C02焊的冶金反應(yīng)與焊接材料的選擇
    C02氣在高溫下要分解，其分解度與溫度有關(guān)，一般在電弧溫度下，其分解度要達(dá)到40% - 60%。所以，在電弧氣氛中實(shí)際上是CO2、CO、O共存。在高溫下，CO氣體比較穩(wěn)定，且不溶于液態(tài)金屬；而CO2和O則具有很強(qiáng)的氧化性，要引起合金元素的燒損。其主要反應(yīng)為
    CO2十Fe =FeO十CO
    2CO2+ Si=SiO2十2CO
    CO2+ Mn=MnO+ CO
    Fe+O=FeO
    Mn+O=MnO
    Si+ 2O=SiO2
    C十O=CO
這些反應(yīng)主要是在高溫區(qū)，即熔滴中和熔池的前半部進(jìn)行的。反應(yīng)所生成的Sio2、Mno包在熔滴的表面或浮在熔池的表面，成為熔渣。生成的Fe0 -部分形成熔渣，男一部分溶人液態(tài)金屬中。所生成的co氣體若是在熔滴內(nèi)部，則由于co氣體的急劇膨脹、逸出，引起爆炸而產(chǎn)生飛濺。這也是CO2焊飛濺較大的
另一個(gè)主要原因。這些反應(yīng)的結(jié)果使Si、Mn等合金元素?zé)龘p，使液態(tài)金屬的含氧量增加。如果不采取有效的脫氧措施，就會(huì)降低焊縫金屬的韌性。更為嚴(yán)重的是，由于液態(tài)金屬中含氧量太大，必然會(huì)在熔池的后半部分產(chǎn)生C脫氧反應(yīng)，
    FeO十C =Fe+ CO
所生成的co若來(lái)不及逸出，則留在焊縫中形成CO氣孔。由此可見(jiàn)，為了減少co2焊時(shí)的飛濺，避免產(chǎn)生CO氣孔，焊接時(shí)，必須采取有效的脫氧措施。脫氧效果的好壞與脫氧劑的選擇有很大的關(guān)系。前已述及，由于CO2焊時(shí)熔池體積小，加上CO2氣體的冷卻作用，使得焊接時(shí)熔池的存在時(shí)間很短，結(jié)晶速度很
快。在這種情況下，選擇的脫氧劑必須滿足下面兩個(gè)條件：
    1)脫氧后的產(chǎn)物不能是氣體，防止產(chǎn)生氣孔。
    N)脫氧產(chǎn)物必須熔點(diǎn)低，密度小，便于從熔池中浮出；否則，易形成氧化物夾雜，影響焊縫金屬的性能。
    常用的脫氧元素是si和Mn，它們的脫氧反應(yīng)為
    FeO十Mn=Fe+ MnO
    2FeO+Si=2Fe+SiO2
但是，單獨(dú)使用Si或Mn的脫氧效果并不理想。單獨(dú)使用Mn脫氧，生成的MnO密度較大，為5.llg/cm3不易從熔池中浮出。單獨(dú)使用Si脫氧，生成的S102熔點(diǎn)高，為1983K，且為小顆粒狀，也不易浮出熔池。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，使用si、Mn聯(lián)合脫氧效果最好。因?yàn)楫?dāng)s與Mn的比例合適時(shí)，它們各自的脫氧產(chǎn)物又會(huì)聚在一起形成復(fù)合物，即
    Sio2+ Mno =Mno.Sio2
這種硅酸鹽復(fù)合物的熔點(diǎn)低(1543K)，密度小(3.llg/cm3)且能凝聚成大塊，易浮出熔池，形成一層薄薄的熔渣覆蓋在焊縫表面。研究還發(fā)現(xiàn)，焊絲中Mn與Si的比例等于1.5-3為最佳，即Mn/Si-1.5-3。除Si、Mn外，還可以在焊絲中加入一些Ai、Ti等合金元素作為輔助脫氧劑，以進(jìn)一步提高脫氧效果，并在一定程度上起到改善焊縫性能的作用。Si和Mn除一部分用于脫氧外，剩余的部分作為合金元素留在焊縫中，合理地選擇焊絲成分是消除co氣孔、保證焊縫性能的關(guān)鍵。

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