由于大多数熔焊方法都采取了各种保护措施来防止空气的有害影响,焊接区的气体主要来源于焊接材料。气体保护焊时,气体则主要来自所用的保护气体及其中的杂
质如氧、氮和水气等。当然,也难免有少量的空气侵入焊接区。焊材表面和母材坡口附着的吸附水、油、锈和氧化铁皮等在焊接时也会析出气体(水气、氧、氢)和
FeO等。下面着重阐述焊接材料产生气体 的反应。
1)物质的蒸发。焊接时,被加热的焊接材料中的吸附水最先开始蒸发。加热温度超过100ºC,吸附水全部蒸发,加热温度达400
~600℃,焊条药皮中某些组成物如白泥和白云母等中的结晶水将被排除,而化合水则需在更高沮温度下才能析出。
在电弧的高温作用下,金属元素和熔渣的各种成分也发生蒸发,形成蒸气。在相同温度下,沸点越低、饱和燕气压越高的物质越容易蒸发。在钢的焊接中,以Fe的蒸发为主,Mn以及药皮中的氧化物由于沸点低,也很易蒸发。在黄铜及铝合金焊接时,Zn和Mg激烈蒸发。
焊接时的蒸发现象不仅使气相成分和冶金反应复杂化,而且造成合金元素的损失,甚至产生焊接缺陷,增加焊接烟尘、污染环境、影响焊工身体健康。
2)有机物的分解和燃烧。制造酸性焊条时常用淀粉、纤维素和藻酸盐等有机物作为造气剂和涂料增塑剂。这些物质受热以后将发生热氧化分解反应。反应开始于
220
~250℃,并伴随着放热效应。在220~320℃范围内它们的分解度最大,其质量损失约为50%,大约在800℃完全分解。反应的气态产物主要是
CO2、CO、H2烃和水气。当有机物与钾钠水玻瑞混合后其分解温度下降,因此含有有机物的焊条烘干温度应控制在150℃左右,不应超过200
℃。
纤维素的热氧化分解反应可表示为:
3)碳酸盐和高价氧化物的分解。焊接材料中常用CaCO3、MgCO3、Ca
Mg(co3),和BaC03等碳酸盐,以利用其高温分解的CO2气体保护熔池减少氮的侵入。
在空气中CaCO3和MgCO3,开始分解的温度分别为545℃和325℃ ,
CaCO3剧烈分解的温度为910℃,而MgCO3为650℃。可见,在焊接过程中它们能够完全分解。复合碳酸盐如CaMg(CO3)2(白云石)要分步
分解,且分解温度升高。碳酸盐分解的产物主要是CO2和各种碱性氧化物。
随加热速度加快,碳酸盐的分解温度升高。而CaF2 , SiO2,
TiO2,和Na2CO3等成分使CaCO3的分解温度区间移向低温。加入Na2CO3,还可扩大CaCO3,的分解温度区间.对改善熔化金属的保护效果
起了特殊的有利作用。碳酸盐的粒度越小,在同样温度下的分解压越大。电弧气氛中的水蒸气有催化作用。可加速碳酸盐的分解。可见对含CaCO3的焊条烘干温
度不应超过450ºC,对含MgCO3的焊条不应超过300℃。
焊接材料中常用的高价氧化物主要有Fe2
03和Mn02。它们在焊接过程中将逐级分解,反应结果生成大量O2和低价氧化物FeO及MnO。
本文摘自:http://www.sxhanji.com/hangye/201411281133.html
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