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如何提高焊缝质量?
如何提高焊缝质量?
admin
2013-10-26
35
问题
如何提高焊缝质量?
选项
答案
焊接从母材和焊条熔化到熔池的形成、停留、结晶,其过程发生了许多的冶金化学反应,这样就影响了焊缝的化学成分、组织、力学性能(强度、硬度、韧性和疲劳极限)、物理和化学性能,因此,焊缝的质量好坏关系到焊件的质量好坏,会影响到焊件的使用性能。(1)氧化;熔池的体积很小,受电弧加热升温很快,温度可达2000℃或更高。在高温下氧气发生分解,成为氧原子,这样,其化学性质非常活泼,容易与金属和碳发生氧化反应,形成大量的金属氧化物和非金属氧化物,反应方程式如下:Fe+O→FeOMn+O→MnO;Si+20→SiO
2
2Cr+30→Cr
2
O
3
;C+O→CO这样,Fe、Mn、Si、C等元素大量烧损,使焊缝金属含氧量增加,焊缝力学性能大大下降(如低温冲击韧性明显下降,引起冷脆,使得焊件在低温条件下的安全性降低)。当焊缝凝固冷却后,FeO转变为Fe
3
O
4
,它使焊缝金属的屈服极限、冲击韧度、疲劳极限。SiO
2
、MnO如果没有充足的时间上浮,则成为夹杂物。CO如果没有析出,则成为焊缝中的气孔。这些夹杂物和气孔都会降低焊缝的性能。焊接高碳钢和铸铁时容易发生CO气孔。焊接灰口铸铁时,由于碳、硅的烧损,冷却快,焊缝会成为硬脆的白口组织。(2)熔池吸气1)吸氮。由于受到高温的影响,氮气也要发生分解,形成氮原子,溶于液态金属中,在冷却过程中要发生相变(奥氏体转变为铁素体),氮在固溶体中的溶解度发生突降,最后以Fe
4
N析出,由于Fe
4
N呈片状夹杂物,虽然使得焊缝金属的硬度增高,但塑性下降。2)吸氢。焊接接头表面附着的油、铁锈所含水分、焊条药皮中配用的有机物等,经高温分解产生氢,氢以原子的形式被液态金属所吸收。当温度降低时,过饱和的氢将从液态金属中析出,成为气孔。当焊缝凝固至室温时,过饱和氢原子扩散到微孔中结合成氢分子。在微孔中氢的压力逐渐增大,使焊缝产生裂纹,高碳钢和合金钢容易产生氢裂。(3)焊接应力;由于焊缝不能自由收缩而引起焊接应力,焊接应力可以引起变形,降低结构的承载能力,引发焊接裂纹,甚至造成结构脆断。为了保证焊接质量,在焊接过程中,通常采取下列措施:1)脱氧及渗合金。为了补偿烧损的合金,提高焊缝的力学性能和物理化学性能,在焊条药皮中加入锰铁合金等进行脱氧、脱硫、脱磷、去氢、渗合金等,从而保证焊缝的性能。 Mn+FeO→MnO+FeSi+2FeO→SiO
2
+2Fe; MnO+FeS→MnS+FeOCaO+FeS→CaS+FeO; 2Fe
3
P+5FeO→P
2
O
5
+11Fe 生成的MnS、CaS、硅酸盐(MnO.SiO
2
)和稳定的复合物(CaO)
3
.P
2
O
5
不溶于金属,进入焊渣,最终被清理掉。2)焊前进行清理。对坡口以及焊缝两侧的油、锈及其他杂物进行清理。对焊条、焊剂进行烘干,可降低吸氢现象。3)合理的焊接顺序和焊接方向。先焊收缩量大的焊缝,以保证焊缝能够自由收缩。拼板时,先焊错开的短焊缝,后焊通直的长焊缝。另外,焊前预热、焊后锤击焊缝金属,使之延伸,可以减少焊接应力。4)形成保护气体(如CO
2
、氩气等),限制空气侵入。5)控制电弧长度,因为电弧越长,侵入的氧越多。6)对于重要的焊接结构,若焊接接头的组织和性能不能满足要求时,可采取焊后热处理(退火、回火、淬火)改善焊接接头的组织和性能,同时也可以消除或减少焊接应力。通过以上措施,可以提高焊缝的质量,同时也使得焊件的质量得到保证。
解析
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电焊工(中级)题库制造大类分类
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