由于大多數(shù)熔焊方法都采取了各種保護措施來防止空氣的有害影響,焊接區(qū)的氣體主要來源于焊接材料。氣體保護焊時,氣體則主要來自所用的保護氣體及其中的雜
質(zhì)如氧、氮和水氣等。當(dāng)然,也難免有少量的空氣侵入焊接區(qū)。焊材表面和母材坡口附著的吸附水、油、銹和氧化鐵皮等在焊接時也會析出氣體(水氣、氧、氫)和
FeO等。下面著重闡述焊接材料產(chǎn)生氣體 的反應(yīng)。
1)物質(zhì)的蒸發(fā)。焊接時,被加熱的焊接材料中的吸附水最先開始蒸發(fā)。加熱溫度超過100ºC,吸附水全部蒸發(fā),加熱溫度達400
~600℃,焊條藥皮中某些組成物如白泥和白云母等中的結(jié)晶水將被排除,而化合水則需在更高沮溫度下才能析出。
在電弧的高溫作用下,金屬元素和熔渣的各種成分也發(fā)生蒸發(fā),形成蒸氣。在相同溫度下,沸點越低、飽和燕氣壓越高的物質(zhì)越容易蒸發(fā)。在鋼的焊接中,以Fe的蒸發(fā)為主,Mn以及藥皮中的氧化物由于沸點低,也很易蒸發(fā)。在黃銅及鋁合金焊接時,Zn和Mg激烈蒸發(fā)。
焊接時的蒸發(fā)現(xiàn)象不僅使氣相成分和冶金反應(yīng)復(fù)雜化,而且造成合金元素的損失,甚至產(chǎn)生焊接缺陷,增加焊接煙塵、污染環(huán)境、影響焊工身體健康。
2)有機物的分解和燃燒。制造酸性焊條時常用淀粉、纖維素和藻酸鹽等有機物作為造氣劑和涂料增塑劑。這些物質(zhì)受熱以后將發(fā)生熱氧化分解反應(yīng)。反應(yīng)開始于
220
~250℃,并伴隨著放熱效應(yīng)。在220~320℃范圍內(nèi)它們的分解度最大,其質(zhì)量損失約為50%,大約在800℃完全分解。反應(yīng)的氣態(tài)產(chǎn)物主要是
CO2、CO、H2烴和水氣。當(dāng)有機物與鉀鈉水玻瑞混合后其分解溫度下降,因此含有有機物的焊條烘干溫度應(yīng)控制在150℃左右,不應(yīng)超過200
℃。
纖維素的熱氧化分解反應(yīng)可表示為:
3)碳酸鹽和高價氧化物的分解。焊接材料中常用CaCO3、MgCO3、Ca
Mg(co3),和BaC03等碳酸鹽,以利用其高溫分解的CO2氣體保護熔池減少氮的侵入。
在空氣中CaCO3和MgCO3,開始分解的溫度分別為545℃和325℃ ,
CaCO3劇烈分解的溫度為910℃,而MgCO3為650℃。可見,在焊接過程中它們能夠完全分解。復(fù)合碳酸鹽如CaMg(CO3)2(白云石)要分步
分解,且分解溫度升高。碳酸鹽分解的產(chǎn)物主要是CO2和各種堿性氧化物。
隨加熱速度加快,碳酸鹽的分解溫度升高。而CaF2 , SiO2,
TiO2,和Na2CO3等成分使CaCO3的分解溫度區(qū)間移向低溫。加入Na2CO3,還可擴大CaCO3,的分解溫度區(qū)間.對改善熔化金屬的保護效果
起了特殊的有利作用。碳酸鹽的粒度越小,在同樣溫度下的分解壓越大。電弧氣氛中的水蒸氣有催化作用??杉铀偬妓猁}的分解??梢妼珻aCO3的焊條烘干溫
度不應(yīng)超過450ºC,對含MgCO3的焊條不應(yīng)超過300℃。
焊接材料中常用的高價氧化物主要有Fe2
03和Mn02。它們在焊接過程中將逐級分解,反應(yīng)結(jié)果生成大量O2和低價氧化物FeO及MnO。
本文摘自:http://www.sxhanji.com/hangye/201411281133.html
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