焊接化学冶金过程的特点解析

焊接冶金特点一、引言焊接是一种常见的金属加工方式，具有高效、灵活等优点，被广泛应用于机械制造、航空航天、建筑等领域。

而焊接冶金特点则是焊接过程中的重要问题之一，本文将对焊接冶金特点进行全面详细的分析。

二、焊接冶金特点的定义焊接冶金特点指的是在焊接过程中，由于高温作用和热循环作用，会对材料的组织结构和性能产生影响，表现为物理、化学和机械性质等方面的变化。

三、热影响区(HAZ)特征1. 定义：HAZ是指在焊缝周围受到加热影响区域。

2. 特征：（1）显微组织发生变化：晶粒尺寸增大；相比例改变。

（2）硬度增加：由于晶粒尺寸增大和相比例改变导致硬度增加。

（3）脆性增加：由于晶粒尺寸增大和相比例改变导致脆性增加。

（4）裂纹敏感性增加：由于晶粒尺寸增大和相比例改变导致裂纹敏感性增加。

四、焊接金属组织变化特点1. 熔池区：熔池区是焊接过程中最高温度区域，熔池中的金属会发生液态，随着冷却，液态金属逐渐凝固成为晶粒。

2. 热影响区：在热影响区内，由于温度较高但未达到熔点，晶粒尺寸增大、相比例改变、硬度和脆性增加。

3. 母材区：母材区是未受到加热影响的材料，其组织结构保持不变。

五、焊接冶金特点对焊缝性能的影响1. 强度：由于HAZ的硬度和脆性增加，会导致焊缝强度降低。

2. 韧性：由于HAZ的脆性增加，会导致焊缝韧性降低。

3. 耐蚀性：由于晶粒尺寸增大和相比例改变，可能会导致焊缝耐蚀性降低。

六、减小焊接冶金特点的方法1. 选择合适的焊接工艺：不同的焊接工艺对材料的影响不同，应根据具体情况选择合适的焊接工艺。

2. 控制焊接参数：控制焊接参数可以减小HAZ的尺寸和硬度，从而提高焊缝强度和韧性。

3. 采用热处理：通过热处理可以改善HAZ的性质，提高焊缝强度和韧性。

七、结论综上所述，焊接冶金特点是影响焊缝性能的重要因素之一。

了解其特点和影响，对于正确选择合适的焊接工艺、控制焊接参数以及进行后续热处理等方面都有很大帮助。

焊接过程特点手工电弧焊时，在电弧热的作用下，焊条芯、药皮、基本金属被熔化，并别保护气体（主要是由药皮热分解的气体、偶有因保护不好而侵入的空气）所包围。

这样在气体、熔渣、金属之间发生着复杂的物理-化学反应。

如合金元素的氧化与人为脱氧，气体的溶解与排除，硫磷的带入与控制，合金元素的渗入等等。

这些冶金反应的剧烈进行，就是焊接的所谓冶金过程。

焊接冶金过程的实质就是金属的一次再熔炼，因此有人把焊接过程叫做小冶金。

不过从实际出发，还应分析它的特殊点。

1、焊接区的温度较高，特别是弧柱区达6000℃左右，因此引起金属的蒸发，使金属成分改变。

各种气体如N2、H2、O2分解后的气体原子及离子很易溶于液态金属中，增加焊缝产生气孔的倾向。

熔池的温度较高，提高了元素的化学活泼性，使物理化学反应加速进行。

如埋弧自动焊焊缝渗锰、渗硅现象就是SiO2、MnO的还原，而在炼钢过程中，这类反应就不常发生。

熔池和周围基本金属连在一起，它的温度梯度大，在不同地方、不同时间其温度不同，而且随时间变化很快。

而炼钢过程钢水的温度基本上是均匀的，浇筑后钢锭冷却时，温度也是缓慢下降的。

2、熔池体积小，液态金属的比表面积大，电弧移动过程中对熔池金属有搅动作用。

这本应有利于物理化学反应进行，有利于焊缝化学成分的均匀性及气体的逸出。

但其主导方面是电弧移动，参加反应的三相不断更换，熔池加热冷却的速度大，凝固时间短，物理化学反应难于达到平衡，使化学成分有较大的不均匀性，形成偏析，气体也往往跑不出来。

而钢的冶炼，炉容大，时间长，物理化学反应充分，整炉钢化学成分均匀，机械性能一致。

3、电极（焊条或焊丝）溶化后是以熔滴过渡到熔池，故液体金属与气体和熔渣的接触面积大，这可加强气体、熔渣与金属间的反应，使之趋于平衡。

但与此同时，气体侵入液态金属中的机会多，各种气体的融入会使金属在结晶过程中形成气孔。

4、钢锭的结晶是靠模壁表面不平和有杂质存在等非自发晶核形成结晶中心，而焊接熔池的结晶，模壁就是基本金属，晶粒救灾原来半熔化晶粒的固液面上长大。