CO2气保焊机培训资料(二)

 2、和co2高温分解出的原子氧作用
      me+o      meo(1—4)
如:   fe+o        feo
          si+2o       sio2
          mn+o       mno
          c+o        co
上述氧化反应既发生在熔滴中,也发生在熔池中,以在电弧空间中过渡的熔滴和靠近电弧的熔池中相当为剧烈,这是由于这些区域温度较高的缘故,此外,氧化反应的程度还取决于合金元素在焊接区的浓度及它们和氧的亲合能力。
在反应生成物(sio2、mno、co、feo等)中,sio2和mno、以熔渣形式浮于熔池表面。生成的co气体,因具有表面性质而逸出到气相中去,不会引൷焊缝气孔,只是使c受到烧损。feo则按分配律:一部分以熔渣形式浮出池表面;而另一部分则熔入液态金属中,并会进一步与熔池及熔滴中的合金元素发生反应使其氧化。
溶入熔池中的feo与c 作用,产生co气体,如下式所示:
            feo+c      fe+co    (1—5)
产生的co气体,在熔池凝固时若来不及析出,则会在焊缝中形成气孔。
溶入熔滴中的feo与c作用产生的co气体,在电弧高温作用下急剧膨胀,使熔滴爆破而产生金属飞溅。
二、脱氧措施及焊缝金属的合金化
在co2焊接过程中,溶入液态金属中的feo是引起气孔,飞溅的主要因素,同时残留在焊缝金属中的feo将使焊缝中的含氧量增加而降低其力学性能,如果能使feo脱氧并同时对烧损掉的合金元素给予补气,则由于co2气体的氧化性带来的弊端便可基本上克服。
通常是在焊丝(或药芯焊丝的药粉中)加入一定量的脱氧剂(和氧的亲和力比fe大的合金元素),使feo中的fe还原。此外,还应有剩余的脱氧剂作为合金元素留在焊缝中,提高焊缝的力学性能。
加入焊丝中的脱氧元素,其反应生成物不应是气体,以免造成气孔,生成物密度要小,熔点要低,并以熔渣形式浮出熔池表面,以免造成焊缝夹渣缺点。
可作co2焊用的脱氧剂,主要有al、ti、si、mn等合金元素。
  (1)al  al是相当强的脱氧剂之一。因此它可以很容易地使feo脱氧。在2273k以下时,它对氧的亲和力比c还大,所以能有效地抑制co气体的产生。但al会降低焊缝金属的抗热裂缝能力,因而焊丝中加入的al不宜过多。
(2)ti  ti也是强脱氧剂之一,除脱氧外它还可以在钢中起到细化晶粒的作用,另外,ti能与氧形成非常牢固的钛的氮化物,且不溶于钢中,可以防止钢的时效。在co2电弧焊时常将ti和si、mn结合起来使用。
  (3)si   si也具有较强的脱氧能力,而且价廉易得。是co2焊中主要的脱剂。但单独用si脱氧时,生成的sio2熔点较高,颗粒又较小,不易浮出熔池,会在焊缝中形成夹渣。
(4)mn  mn单独用mn脱氧时,其脱氧能力较小,并且生成物mno密度较大,不易浮出熔池表面。
mn除可作脱氧剂,还能与硫化合,提高焊缝金属的抗热裂缝能力。
可以看出,上述四种合金元素中,单独用al或ti来脱氧,其效果不理想,单独用si或mn脱氧,其效果也不佳。实践表明,采用si、mn联合脱氧时能得到满意的结果,可以提高焊缝质量。目前国内外应用相当 的h08mn2sia焊丝,就是采用si、mn联合脱氧。
sio2和mno能结合成复合化合物mno·sio2(硅酸盐),其熔点只有2543k,密度也较小且能凝聚成大块,易浮出熔池,凝固后成为渣壳覆盖在焊缝表面。
加入焊丝中的si、mn,在焊接过程中,一部分被直接氧化掉和蒸发掉,一部分耗于feo的脱氧,其余部分则剩留在焊缝金属中充作合金元素,所以焊丝中加入的si和mn,需要有足够的数量。但焊丝中si和mn的含量过多也不行。si含量过高会降低焊缝的抗热裂缝能力,mn含量过高会使焊缝金属的冲击韧度下降。
后待续