金属成型3液态金属净化与合金(héjīn)过渡3.1焊缝金属(jīnshǔ)的脱氧一、脱氧(tuōyǎng)的目的和要求选择(xuǎnzé)脱氧剂的原则：1、在焊接温度下，脱氧剂对氧的亲和力比被焊金属对氧的亲和力大；1600℃时，各种元素对氧亲和力从小到大的次序排列为：Cu、Ni、Co、Fe、W、Mo、Cr、Mn、V、Si、Ti、Zr、Al。焊接铁合金时，Al、Ti、Si、Mn可作为脱氧剂，生产上常用它们的铁合金如锰铁、硅铁、钛铁、铝粉等。脱氧的方式：脱氧按其进行方式可分为：先期脱氧、沉淀脱氧、扩散脱氧1、先期脱氧先期脱氧：在药皮的加热阶段，固态药皮中进行的脱氧反应(fǎnyìng)。特点：脱氧过程的产物与熔滴不发生直接关系。2、沉淀脱氧沉淀脱氧：指溶解在液态金属中的脱氧剂和FeO直接反应，把铁还原，脱氧产物浮出液态金属的一种脱氧方式。特点：在熔滴和熔池内进行，脱氧反应速度快。脱氧效果：脱氧彻底，是减少焊缝含氧量的重要环节。但脱氧产物不能清除时将增加金属液中杂质(zázhì)的含量。其脱氧反应为：x[Me]＋y[O]→（MexOy）或：x[Me]＋y[FeO]→（MexOy）＋y[Fe]常用的沉淀脱氧反应：1）锰的脱氧反应2）硅的脱氧反应3）硅锰联合脱氧1）锰的脱氧反应(fǎnyìng)式中：γMnO—渣中MnO的活度系数；αMnO—渣中MnO的活度；αMn—金属中Mn的活度；αFeO—金属中Fe的活度。当金属中Mn和FeO的含量少时，其活度系数≈1，即αMn≈[Mn%]，αFeO≈[FeO%]，于是：2）硅的脱氧反应与分析锰类似，硅的脱氧反应为：影响因素：①增加[Si]、减少（SiO2）→脱氧效果提高；②硅与氧的亲和力比锰大，脱氧能力比锰大。SiO2熔点高（1713℃）、易造成夹杂(jiāzá)。不单独使用硅脱氧。3）硅锰联合脱氧当[Mn]/[Si]=3~7时，脱氧产物形成硅酸盐MnO·SiO2，密度小、熔点低、容易聚合(jùhé)、便于上浮。应用：CO2保护焊时，焊丝中[Mn]/[Si]=1.5~3碱性焊条，加锰铁和硅铁联合脱氧3、扩散脱氧扩散脱氧：以分配定律为理论(lǐlùn)基础，在液态金属与熔渣界面上进行的脱氧分配定律：影响因素：1）温度↓→L↑，发生如下扩散过程：[FeO]→（FeO）。即在熔池后部低温区进行扩散脱氧。2）降低渣中（FeO）的活度，有利于扩散脱氧。酸性渣中（FeO）活度小、碱性渣中活度大。脱氧效果：不充分焊接时冷却速度大、扩散时间短、氧的扩散又慢3.2焊缝(hànfénꞬ)金属中硫和磷的控制一、硫的危害(wēihài)及控制2、控制(kòngzhì)硫的措施①限制焊材的含硫量低碳钢、低合金钢焊丝：S＜0.03%~0.04%；合金钢焊丝：S＜0.025%~0.03%；不锈钢焊丝：S＜0.02%；限制药皮、焊剂、药芯中的含硫量。与铁、镍形成(xíngchéng)低熔点共晶如：Fe3P＋Fe（1050℃）Ni3P＋Fe（880℃）2、控制磷的措施①限制母材、焊材的含磷量药皮和焊剂中的锰矿是焊缝增磷的主要来源。当焊剂中P＞0.03%时，磷由熔渣向焊缝过渡(guòdù)。锰矿：P≈0.22%高锰熔炼焊剂：P≤0.15%无锰熔炼和烧结焊剂：P≤0.05%②用冶金方法脱磷脱磷反应分为两步：第一步，FeO将磷氧化生成P2O5；第二步，P2O5与渣中的碱性氧化物生成稳定的磷酸盐。反应式为：增加熔渣的碱度有利于脱磷碱性渣中不允许有较多FeO，否则，增氧、不利(bùlì)脱硫、产生气孔。3.3合金(héjīn)过渡一、合金(héjīn)过渡的目的及方式（二）合金过渡的方式常用的合金过度的方式有以下几种：1、应用合金焊丝或带极方法：合金焊丝、带极或板极+碱性药皮或低氧、无氧焊剂。优点：可靠、焊缝(hànfénɡ)成分均匀、合金元素损失少。缺点：焊丝制造工艺复杂，成本高。应用：气保护焊、埋弧焊2、应用药芯焊丝或药芯焊条方法：将所需的合金粉料填入药芯中。优点：药芯中合金成分的配比可任意调整缺点：药芯焊丝制造工艺复杂，成本高应用：埋弧焊、气保护焊、自保护焊3、应用合金药皮或粘结焊剂方法：合金加入药皮或粘结焊剂+普通焊丝。优点：简单方便、制造容易、成本低。缺点：合金利用率低、合金成分(chéngfèn)不够稳定、均匀。应用：碱性焊条，非烧结焊剂。4、应用合金粉末或预涂层方法：所需合金制成粉末，输送到焊接区，随母材熔化。优点：成分(chéngfèn)比例调配方便，无需轧制、拉拔，合金损失少。缺点：合金成分(