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焊缝金属的脱硫

硫是焊缝金属中极有害的杂质,是焊缝产生热裂纹的主要原因。硫能引起偏,降低焊缝金属的冲击韧性和耐腐蚀性能。在钢中主要以 FeS MnS 两种化物的形态存在。

MnS 不容解于液态铁中,能在熔渣中排除。

FeS 能溶解于液态铁中,冷却时,FeS 从熔池中析出,并与FeFeO形成低熔点共晶,聚集在晶上,破坏晶粒间的联系而引起热裂纹。

焊接时硫的来源主要来自母材、焊丝、药皮。脱硫方法有元素脱硫和熔渣脱硫两种。

元素脱硫常用的脱硫元素是锰,反应式如下:

FeS + Mn=MnS+Fe

产物MnS不溶于金属而进熔渣中。

熔渣脱硫是利用熔渣中的碱性氧化物进行脱硫,其反应式如下:

FeS+MnO =FeO+ MnS

FeS+CaO =FeO+ Cas

脱氧产物 CaS 不溶于金属,而进熔渣中被排除。

CaF2 脱硫时,氟能与硫化物生成挥发性的化合物而脱。同时,CaFsSiO2,作用产生CaOCaO能进一步脱硫。

在酸性焊条药皮形成的熔渣中,有大量的酸性氧化物,能与碱性的 MnOCaO 等氧化物结合成复化物,因此脱硫效果不好。

碱性焊条药皮形成的熔渣中,有大量的碱性氧化物、石和铁合金等,因此,脱硫效果好。

焊缝金属的脱磷

磷在钢中主要以 Fe2PFe3P 的形式存在。Fe3P 等能与铁形成低熔点共晶,聚集于晶界,易引起热裂纹。更严重的是,这些低熔点共晶削弱了晶粒间的结合力,使钢在常温或低温时变脆即冷脆性),造成冷裂。所以,磷在焊缝金属中是有害杂质。

脱磷时,要求在熔渣中,同时具有足够的游离 CaO FeO才能有较好的脱磷效果。在碱性熔渣中,虽有较多的Ca0,但FeO含量很少,所以脱磷效果较差。在酸性熔渣中,虽有较多的 FeO,但含有的 Ca0较少,所以脱磷能力更差。因此无论是碱性熔渣或酸性熔渣,脱磷都较困难,为了减少焊缝中的含磷量,只有限制母材、焊丝、药皮和焊剂中的含磷量。

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