3.1.2焊接化学反应区 分区域连续进行:药皮反应区、熔滴 反应区、熔池反应区(熔池前端、后 端); ② 超高温:温度高,反应快速激烈(焊 接弧柱温度可达20000K,熔滴温度 接近金属沸点温度,熔池温度高达 3000K): T/℃ (a)焊接区纵剖面 (b)焊接反应区温度变化特性示意 治金反应界面大:熔滴比表面积大 (相同体积),熔池与渣和气相充分接 触,有利于冶金反应快速完成: ④ 时间短:加热、冷却速度快,不利于 反应充分进行; ⑤ 熔融金属处于不断运动状态:有利于 提高冶金反应速度,促进气体和杂质 的排除,使焊缝成分均匀化
3.1.2 焊接化学反应区 ① 分区域连续进行:药皮反应区、熔滴 反应区、熔池反应区(熔池前端、后 端); ② 超高温:温度高,反应快速激烈(焊 接弧柱温度可达20000 K,熔滴温度 接近金属沸点温度,熔池温度高达 3000 K); ③ 冶金反应界面大:熔滴比表面积大 (相同体积),熔池与渣和气相充分接 触,有利于冶金反应快速完成; ④ 时间短:加热、冷却速度快,不利于 反应充分进行; ⑤ 熔融金属处于不断运动状态:有利于 提高冶金反应速度,促进气体和杂质 的排除,使焊缝成分均匀化
3.1.2焊接化学反应区-药皮反应区 脱水反应 超过100℃水分蒸发,超过350-400C结晶水分解,水进入弧柱增加 了弧柱的含氧量和含氢量; 有机物的分解(木粉、纤维素、淀粉): 温度超过200-280℃有机物分解产生C0和H2进入弧柱; 3 矿物质的分解 焊条芯 焊条 CaCO3=CaO+CO2 药皮 夹持长度 直径 2Fe203-4Fe0+02 ④ 铁合金氧化 焊条长度 温度高于600℃区域,药皮分解产物自由氧、C02、水蒸气会和药皮 中的锰铁、硅铁发生反应,这一过程又称为先前脱氧,使弧柱气 氛的氧化性大大下降; 2Mn+O2=2MnO;Mn+CO2 MnO+CO;Mn+H2O=MnO+H2 ⑤ 气体间反应 药皮反应阶段产生的气体之间也会产生反应 CO2+H2=CO+H2O
3.1.2 焊接化学反应区-药皮反应区 ① 脱水反应 超过100ºC水分蒸发,超过350-400℃结晶水分解,水进入弧柱增加 了弧柱的含氧量和含氢量; ② 有机物的分解(木粉、纤维素、淀粉): 温度超过200-280℃有机物分解产生CO和H2进入弧柱; ③ 矿物质的分解 ④ 铁合金氧化 温度高于600℃区域,药皮分解产物自由氧、CO2、水蒸气会和药皮 中的锰铁、硅铁发生反应,这一过程又称为先前脱氧,使弧柱气 氛的氧化性大大下降; 2Mn+O2=2MnO;Mn+CO2=MnO+CO;Mn+H2O=MnO+H2 ⑤ 气体间反应 药皮反应阶段产生的气体之间也会产生反应
3.1.2焊接化学反应区-熔滴反应区 \n 特点:温度高,比表面积大,混合作用强烈,此区域是冶金反应 最激烈的区域 ①气体的高度分解:H2、HO、CO2、N2 ②氢气和氮气溶解:分解的N、H溶解到熔融金属中; ③熔融金属的氧化反应: 电弧气氛中的氧化性气体和熔滴金属产生氧化反应; 熔渣中的MnO、SiO,与熔滴产生置换氧化,熔渣中FeO向熔滴扩散氧化; ④金属的蒸发:熔滴的温度接近沸点,一些低沸点的元素Mn、Zn 发生蒸发,产生金属蒸气; ⑤熔滴合金化:药皮、药芯中的合金剂使熔滴强烈的合金化
3.1.2 焊接化学反应区-熔滴反应区 特点:温度高,比表面积大,混合作用强烈,此区域是冶金反应 最激烈的区域 ① 气体的高度分解:H2、H2O、CO2、N2 ② 氢气和氮气溶解:分解的N2、H2溶解到熔融金属中; ③ 熔融金属的氧化反应: 电弧气氛中的氧化性气体和熔滴金属产生氧化反应; 熔渣中的MnO、SiO2与熔滴产生置换氧化,熔渣中FeO向熔滴扩散氧化; ④ 金属的蒸发:熔滴的温度接近沸点,一些低沸点的元素Mn、Zn 发生蒸发,产生金属蒸气; ⑤ 熔滴合金化:药皮、药芯中的合金剂使熔滴强烈的合金化
3.1.2焊接化学反应区-熔池反应区 ① 温度较低,比表面积较小 ②反应时间长,熔池处于不断运动中:加快冶金反应速 度,利于气体和非金属夹杂物的排除 ③金属熔化、气体溶解、硅锰化学反应:熔池前部升温 阶段发生; ④气体析出、脱氧、脱硫、脱磷反应:熔池后部发生
3.1.2 焊接化学反应区-熔池反应区 ①温度较低,比表面积较小 ②反应时间长,熔池处于不断运动中:加快冶金反应速 度,利于气体和非金属夹杂物的排除 ③金属熔化、气体溶解、硅锰化学反应:熔池前部升温 阶段发生; ④气体析出、脱氧、脱硫、脱磷反应:熔池后部发生
3.2焊接区内的气体 气体的来源和产生 ①有机物的分解和燃烧:焊条中、焊丝和母材表面油污 碳酸盐和高价氧化物的分解:CaCO3、FezO3 ③材料的蒸发:水分、金属元素和熔渣 气体的分解 ①简单气体的分解:H2、O2、N2 反应式 △H易/mol-1 ②复杂气体的分解:C02、H,O H2一H+H -433.9 H2-H+H*+e -174.5 02=0+0 -489.9 N2=N+N -711.4 c0,-00+号0, -282.8 60=h+20, -483.2 60一0H+2品 -532.8 比0=H2+0 -977.3 H20—2H+0 -1808.3
3.2 焊接区内的气体 气体的来源和产生 ① 有机物的分解和燃烧:焊条中、焊丝和母材表面油污 ② 碳酸盐和高价氧化物的分解:CaCO3、Fe2O3 ③ 材料的蒸发:水分、金属元素和熔渣 气体的分解 ① 简单气体的分解:H2、O2、N2 ② 复杂气体的分解:CO2、H2O