第二章 焊接化学冶金(修改)
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焊接化学冶金过程焊接是一种非常重要的化学冶金过程,它通过热加工将两个或多个同种或不同种材料连接在一起。
焊接的化学冶金过程涉及到材料的物理和化学性质的改变,以及高温下材料的相互作用。
以下是焊接化学冶金过程的详细介绍。
首先,焊接的化学冶金过程涉及到焊接材料的选择。
焊接材料通常包括焊丝、焊条和填充金属。
这些材料需要具备与被焊接材料相似的化学成分和物理性质,以确保焊接接头的质量和性能。
此外,焊接材料还要具备适当的熔点和流动性,以便在焊接过程中形成完整的焊缝。
其次,焊接过程中发生的化学变化是焊接化学冶金过程的关键。
当焊接材料受到热源的加热时,它会达到熔化温度并迅速融化。
同时,被焊接材料也会被加热到高温,使其表面的氧化物和其他杂质被除去。
当焊接材料与被焊接材料相遇时,它们会迅速混合并形成液态熔池。
在液态熔池中,焊接材料会与被焊接材料发生扩散反应,使它们互相溶解和合金化。
这种扩散反应导致焊缝中形成固溶体和共晶物质,从而使焊接接头在化学组成上均匀一致。
此外,焊接过程中还可能发生气体反应和氧化反应。
在焊接过程中,电弧和熔化金属会产生大量的热量和高温。
这些高温条件下,焊接接头中可能存在的氧和其他气体会被还原为金属氧化物和气体,从而形成氧化渣和气孔。
为了防止这些不良反应的发生,焊接过程中通常会通过气体保护和熔化金属的熔滴覆盖来控制气体的进入,以及通过使用氩气等惰性气体来保护焊接接头的氧化。
最后,焊接过程中的冷却过程也是焊接化学冶金过程的一部分。
当焊接完成后,焊缝会迅速冷却并固化,形成坚固的连接。
在冷却过程中,焊接接头中的金属会经历固相变化,从液态逐渐转变为固态。
这种相变过程会导致晶粒的生长和定向排列,从而影响焊接接头的机械性能。
因此,在焊接冷却过程中需要进行正确的冷却控制,以确保焊接接头具备良好的力学性能和组织结构。
总之,焊接是一种重要的化学冶金过程,它通过热加工将两个或多个材料连接在一起。
焊接过程涉及到焊接材料的选择、熔化和混合、气体和氧化反应的控制,以及焊接接头的冷却和固化过程。
第二章焊接冶金与焊接材料几个概念(1)焊接冶金:熔化焊时,伴随着金属熔化、凝固、固态相变以及形成接头等过程,焊接区内的熔化的金属、熔渣与气体三者间所进行的一系列化学反应过程以及金属的结晶相变过程总称为焊接冶金过程。
它研究焊接化学冶金与焊接物理冶金的基本规律,为制订各种金属材料的焊接工艺建立必要的理论基础。
它对焊缝的化学成分和焊接质量(包括接头的力学性能、物理化学性能、金相组织及有无裂纹、气孔等工艺缺陷)有着决定性的影响。
(2)焊接冶金过程的特点:①电弧区温度高——可达6000~8000℃;②熔池体积小,存在时间短——成分布均匀;③熔池金属不断更新;④反应接触面大,搅拌激烈;⑤反应时间短——0.01~0.1s。
(3)焊接化学冶金:熔焊过程中,焊接区内各种物质之间在高温下相互作用的过程,称为焊接化学冶金过程,主要研究在各种焊接工艺条件下,冶金反应和焊缝金属成分、性能之间的关系及其变化规律。
(4)焊接物理冶金过程:研究焊接条件下材料的物理冶金问题,对材料受焊后的组织、性能、化学成分的变化和产生缺陷的原因进行分析,为进一步提高焊接质量、防止各种焊接缺陷(特别是裂纹)提供理论依据。
2.1 焊接化学冶金过程的任务与特点2.1.1 几个基本概念(1)母材金属:被焊金属材料的统称。
(2)填充金属:焊芯或焊丝。
焊条是指药皮里面的焊芯,其它熔化焊方法中指焊丝。
(3)熔敷金属:完全由填充金属熔化后所形成的焊缝金属。
由于熔滴在落入熔池过程中与周围的熔渣和气体发生了激烈的冶金反应,所以它的成分和填充金属的有很大的不同。
(4)焊缝:熔敷金属与熔化的母材金属激烈反应混合,构成熔池内的液态金属,冷却凝固后即形成焊缝。
(5)熔合比(稀释率):熔池中母材金属所占比例称熔合比。
焊缝的成分取决于熔合比大小,熔合比数值与焊接方法、焊接规范、接头型式、坡口形式及母材热物理性质有关。
当焊接异种金属或合金堆焊时,熔合比又可称为“稀释率”。
2.1.2焊接化学冶金的任务(1)首要任务就是对金属加强保护,防止有害气体的作用(2)焊接化学冶金的第二个任务就是对熔化金属进行冶金处理2.1.3 焊接化学冶金的特点普通化学冶金过程是对金属熔炼加工过程,在放在特定的炉中进行。