文档介绍：熔渣及其对金属的作用
焊接熔渣
熔渣的作用、成分及分类
焊接熔渣在焊接过程中的作用
①机械保护作用保护熔滴和熔池。
②改善工艺性能引弧、稳弧;减少飞溅;保证操作性能、脱渣性和焊缝成形。
③冶金处理脱氧、脱硫、脱磷和去氢;合金化。
熔渣的成分和分类
①盐型熔渣金属***酸盐、***酸盐和不含氧的化合物组成。渣系:CaF2-NaF、CaF2-BaCl2-NaF、KCl-NaCl-Na2AlF6、BaF2-MgF2-CaF2-LiF。氧化性很小,用于焊接铝、钛和其它化学活性金属及其合金。
②盐-氧化物型***化物和强金属氧化物组成。
渣系:CaF2-CaO-Al2O3、CaF2-CaO-SiO2、CaF2-CaO-Al2O3-SiO2。氧化性较小,用于焊接合金钢。
③氧化物型金属氧化物组成。渣系:MnO-SiO2、FeO-MnO-SiO2、CaO-TiO2-SiO2。氧化性较弱,主要用于焊接低碳钢和低合金钢。
熔渣的结构理论
熔渣的物理性质及其与金属的作用与熔渣结构有密切的关系。
分子理论(以对凝固熔渣相分析和化学成分分析结果为依据)
①液态熔渣是由化合物的分子组成的
氧化物分子(CaO、SiO2等)、复合物分子(CaO·SiO2、MnO·SiO2)、***化物、硫化物等
②氧化物及其复合物处于平衡状态
各种复合物的稳定性可用它们的生成热效应来衡量,生成热效应越大,越稳定。
③只有自由氧化物才能参与和金属的反应
分子理论简明、定性地解释熔渣与金属的冶金反应;但其假设与实际结构不符,许多现象无法解释。
离子理论(以熔渣电化学性质为基础)
①液态熔渣是由阴阳离子组成的电中性溶液
离子种类和存在形式取决于熔渣成分和温度,
负电性大元素以阴离子的形式存在 F-、O2-、S2-;
负电性小的元素形成阳离子 K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Mn2+;
负电性比较大的元素,阴离子往往不能独立存在,而与氧离子形成复杂的阴离子
②离子的分布和相互作用取决于它的综合矩
Z —离子的电荷(静电单位)
r —离子的半径(10-1nm)
离子综合矩越大,说明它的静电场越强,与异号离子
的引力越大。
综合矩的大小还影响离子在渣中的分布
盐型熔渣主要含简单阴阳离子,综合矩差异不大,可认为是结构简单的均匀离子溶液;
盐—氧化物型熔渣属结构比较复杂的化学成分微观不均匀的离子溶液;
氧化物型熔渣具有复杂网络结构的化学成分更不均匀的离子溶液。
③熔渣与金属的作用过程是原子与离子交换电荷的过程
熔渣的性质与其结构的关系
溶质的碱度——重要化学性质
分子理论将氧化物分为三类:
酸性氧化物 SiO2、TiO2、P2O5
碱性氧化物 K2O、Na2O、CaO、MgO、BaO、MnO、FeO
中性氧化物 Al2O3、Fe2O3、Cr2O3
在不同性质的渣中呈酸性,也可能呈碱性。