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C02焊的冶金反应与焊接材料的选择

发布时间：2016-11-10 | 来源：星鸿艺激光焊接运营部 | 分享：

C02焊的冶金反应与焊接材料的选择
    C02气在高温下要分解，其分解度与温度有关，一般在电弧温度下，其分解度要达到40% - 60%。所以，在电弧气氛中实际上是CO2、CO、O共存。在高温下，CO气体比较稳定，且不溶于液态金属；而CO2和O则具有很强的氧化性，要引起合金元素的烧损。其主要反应为
    CO2十Fe =FeO十CO
    2CO2+ Si=SiO2十2CO
    CO2+ Mn=MnO+ CO
    Fe+O=FeO
    Mn+O=MnO
    Si+ 2O=SiO2
    C十O=CO
这些反应主要是在高温区，即熔滴中和熔池的前半部进行的。反应所生成的Sio2、Mno包在熔滴的表面或浮在熔池的表面，成为熔渣。生成的Fe0 -部分形成熔渣，男一部分溶人液态金属中。所生成的co气体若是在熔滴内部，则由于co气体的急剧膨胀、逸出，引起爆炸而产生飞溅。这也是CO2焊飞溅较大的
另一个主要原因。这些反应的结果使Si、Mn等合金元素烧损，使液态金属的含氧量增加。如果不采取有效的脱氧措施，就会降低焊缝金属的韧性。更为严重的是，由于液态金属中含氧量太大，必然会在熔池的后半部分产生C脱氧反应，
    FeO十C =Fe+ CO
所生成的co若来不及逸出，则留在焊缝中形成CO气孔。由此可见，为了减少co2焊时的飞溅，避免产生CO气孔，焊接时，必须采取有效的脱氧措施。脱氧效果的好坏与脱氧剂的选择有很大的关系。前已述及，由于CO2焊时熔池体积小，加上CO2气体的冷却作用，使得焊接时熔池的存在时间很短，结晶速度很
快。在这种情况下，选择的脱氧剂必须满足下面两个条件：
    1)脱氧后的产物不能是气体，防止产生气孔。
    N)脱氧产物必须熔点低，密度小，便于从熔池中浮出；否则，易形成氧化物夹杂，影响焊缝金属的性能。
    常用的脱氧元素是si和Mn，它们的脱氧反应为
    FeO十Mn=Fe+ MnO
    2FeO+Si=2Fe+SiO2
但是，单独使用Si或Mn的脱氧效果并不理想。单独使用Mn脱氧，生成的MnO密度较大，为5.llg/cm3不易从熔池中浮出。单独使用Si脱氧，生成的S102熔点高，为1983K，且为小颗粒状，也不易浮出熔池。经研究发现，使用si、Mn联合脱氧效果最好。因为当s与Mn的比例合适时，它们各自的脱氧产物又会聚在一起形成复合物，即
    Sio2+ Mno =Mno.Sio2
这种硅酸盐复合物的熔点低(1543K)，密度小(3.llg/cm3)且能凝聚成大块，易浮出熔池，形成一层薄薄的熔渣覆盖在焊缝表面。研究还发现，焊丝中Mn与Si的比例等于1.5-3为最佳，即Mn/Si-1.5-3。除Si、Mn外，还可以在焊丝中加入一些Ai、Ti等合金元素作为辅助脱氧剂，以进一步提高脱氧效果，并在一定程度上起到改善焊缝性能的作用。Si和Mn除一部分用于脱氧外，剩余的部分作为合金元素留在焊缝中，合理地选择焊丝成分是消除co气孔、保证焊缝性能的关键。

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