Ⅰ 钨极氩弧焊时什么是钢焊缝金属中的有害元素
钨极氩弧焊时硫、磷是钢焊缝金属中的有害元素。硫是焊缝金属中有害的杂质之一,当硫以(FeS)形式存在时危害性最大。
Ⅱ 钢材的(成份)有害元素有那些
钢材中除主要化学成分Fe铁以外,还含有少量的碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、磷(P)、硫(S)、氧(0)、氮(N)、钛(TO、钒(V)等元素,这些元素虽含量很少,但对钢材性能的影响很大。
碳是决定钢材性能的最重要元素,它影响到钢材的强度、塑性、韧性等机械力学性能。当钢中含碳量在0.8%以下时,随着含碳量的增加,钢的强度和硬度提高,塑性和韧性下降;但当含碳量大于1.0%时,随含碳量增加,钢的强度反而下降。一般工程用碳素钢均为低碳钢,即含碳小于0.25%,工程用低合金钢含碳小于0.52%。
钢中有益元素有锰、硅、钒、钛等,控制掺入量可冶炼成低合金钢。
钢中主要的有害元素有硫、磷及氧,要特别注意控制其含量。
磷是钢中很有害的元素之一,主要溶于铁素体起强化作用。磷含量增加,钢材的强度、硬度提高,塑性和韧性显著下降。特别是温度愈低,对塑性和韧性的影响愈大,从而显著加大钢材的冷脆性。磷也使钢材可焊性显著降低,但磷可提高钢的耐磨性和耐蚀性。
硫也是很有害的元素,呈非金属硫化物夹杂物存在于钢中,降低钢材的各种机械性能。由于硫化物熔点低,使钢材在热加工过程中造成晶粒的分离,引起钢材断裂,形成热脆现象,称为热脆性。硫使钢的可焊性、冲击韧性、耐疲劳性和抗腐蚀性等均降低。
氧是钢中有害元素,主要存在于非金属夹杂物中,少量熔于铁素体内。非金属夹杂物降低钢的机械性能,特别是韧性。氧有促进时效倾向的作用。氧化物所造成的低熔点亦使钢的可焊性变差
Ⅲ 金属对焊缝产生的不良影响及金属元素的分类
摘要 焊缝金属中的有害元素 一、 焊缝金属中的氧 1. 氧的来源 在正常情况下,焊缝中的氧主要来源于焊接材料中的水分、焊件周围的水分、焊件和焊丝表面上的铁锈、氧化膜等,而不是来源于焊接热源周围的空气。 氧在焊缝金属中的存在形式主要是FeO。 2. 氧对焊缝的影响 焊缝中的含氧量增加,不仅焊缝的强度、塑性、韧性明显下降,还会引起红脆、冷脆和时效硬化。对金属的物理和化学性能也有影响使导电性、导磁性和抗腐蚀性能等下降。 3. 控制氧的措施 (1) 纯化焊接材料:尽量用不含氧或含氧少的焊接材料。 (2) 正确选择焊接参数:尽量采用短弧焊接、合适的保护气体流量、焊接速度,焊接电流选择要合理。 (3) 脱氧反应:在焊丝、焊剂、或焊药中加入合适的元素
Ⅳ 钢材熔焊焊缝中可能会出现哪些有害元素
除硫、磷有害元素外,在焊接过程中还会产生氮、氢、氧等有害元素。
Ⅳ 钢材的(成份)有害元素有那些
钢材中除主要化学成分Fe铁以外,还含有少量的碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、磷(P)、硫(S)、氧(0)、氮(N)、钛(TO、钒(V)等元素,这些元素虽含量很少,但对钢材性能的影响很大。 碳是决定钢材性能的最重要元素,它影响到钢材的强度、塑性、韧性等机械力学性能。当钢中含碳量在0.8%以下时,随着含碳量的增加,钢的强度和硬度提高,塑性和韧性下降;但当含碳量大于1.0%时,随含碳量增加,钢的强度反而下降。一般工程用碳素钢均为低碳钢,即含碳小于0.25%,工程用低合金钢含碳小于0.52%。 钢中有益元素有锰、硅、钒、钛等,控制掺入量可冶炼成低合金钢。 钢中主要的有害元素有硫、磷及氧,要特别注意控制其含量。 磷是钢中很有害的元素之一,主要溶于铁素体起强化作用。磷含量增加,钢材的强度、硬度提高,塑性和韧性显著下降。特别是温度愈低,对塑性和韧性的影响愈大,从而显著加大钢材的冷脆性。磷也使钢材可焊性显著降低,但磷可提高钢的耐磨性和耐蚀性。 硫也是很有害的元素,呈非金属硫化物夹杂物存在于钢中,降低钢材的各种机械性能。由于硫化物熔点低,使钢材在热加工过程中造成晶粒的分离,引起钢材断裂,形成热脆现象,称为热脆性。硫使钢的可焊性、冲击韧性、耐疲劳性和抗腐蚀性等均降低。 氧是钢中有害元素,主要存在于非金属夹杂物中,少量熔于铁素体内。非金属夹杂物降低钢的机械性能,特别是韧性。氧有促进时效倾向的作用。氧化物所造成的低熔点亦使钢的可焊性变差
Ⅵ 钢中的主要有害元素有哪些它们造成危害的原因是什么
钢中的主要有害元素有:硫、磷、氮、氧
硫多数以FeS的形式存在于钢中,它是一种强度较专低和性质较属脆的夹杂物,受力时容易中,降低钢的强度和疲劳强度,同时硫对热加工和焊接很不利,且偏析严重;
磷多数溶于铁素体中形成固溶体,磷虽能提高钢的强度和耐腐蚀性能,但显著提高了脆性转变温度,增大了钢的冷脆性,并降低可焊性,且偏析严重;
氮也溶入素体中形成固溶体,能提高钢的强度和硬度,但显著降低了钢的塑性和韧性,增大钢的敏感性和冷脆性;
氧多数以FeO形式存在于非金属夹杂物中,它是一种硬脆的物质,会使钢的塑性、韧性和疲劳强度显著降低,并增大时效敏感性。
Ⅶ 熔焊的气体
1、焊接过程中,焊接区内充满大量气体。
用酸性焊条焊接时,主要气体成分是CO、H2、H2O;用碱性焊条焊接时,主要气体成分是CO、CO2;埋弧焊时,主要气体成分是CO、H2。
焊接区内的气体主要来源于以下几方面:一是为了保护焊接区域不受空气的侵入,人为地在焊接区域添加一层保护气体,如药皮中的造气剂(淀粉、木粉、大理石等)受热分解产生的气体、气体保护焊所采用的保护气体(CO2气体、Ar气)等;其次是用潮湿的焊条或焊剂焊接时,析出的气体、保护不严而侵入的空气、焊丝和母材表面上的杂质(油污、铁锈、油漆等)受热产生的气体,以及金属和熔渣高温蒸发所产生的气体等。
2、氮、氢、氧对焊缝金属的作用和影响
⑴氮 氮主要来自焊接区域周围的空气。手弧焊时,堆焊金属中约含有0.025%的氮。氮是提高焊缝金属强度、降低塑性和韧性的元素,也是在焊缝中产生气孔的主要原因之一。
⑵氢 氢主要来源于焊条药皮、焊剂中的水分、药皮中的有机物,焊件和焊丝表面上的污物(铁锈、油污)和空气中的水分等。各种焊接方法均使焊缝增氢,只是增氢的程度不同:手弧焊时用纤维素药皮焊条焊得的焊缝含氢量比母材高出70倍;只有采用低氢型焊条施焊时,焊缝的含氢量才比较低;而用CO2气体保护焊时,含氢量最低。
氢使焊缝金属的塑性性严重下降,促使在焊接接头中产生气孔和延时裂纹,并且还会在拉伸试样的断面上形成白点。
⑶氧 氧主要来源于空气、药皮和焊剂中的氧化物、水分及焊接材料表面的氧化物。随着焊缝中含氧量的增加,其强度、硬度和塑性会明显下降,还能引起金属的热脆、冷脆和时效硬化,并且也是焊缝中形成气孔(CO气孔)的主要原因之一。
总之,进入焊缝金属中的氮、氢、氧都是属于有害的元素。
3、对焊接区域要进行保护方法对焊接区域进行保护的目的是防止空气侵入熔滴和熔池,减少焊缝金属中的氮、氧含量。保护的方式有下列三种:
⑴气体保护 例如,气体保护焊时采用保护气体(CO2、H2、Ar)将焊接区域与空气隔离起来。
⑵渣保护 在熔池金属表面覆盖一层熔渣使其与空气分开隔离,如电渣焊、埋弧焊。
⑶气—渣联合保护 利用保护气体和熔渣同时对熔化金属进行保护,如手弧焊。
4、 减少焊缝金属中的含氧量
对焊接区域进行保护、防止空气与熔化金属进行接触是控制焊缝金属中含氧量的重要措施,但是不能根本解决问题,因为氧还可以通过许多其它渠道进入焊缝中,要彻底堵塞这些渠道事实上是不可能的,因此只能采取措施,对已进入熔化金属中的氧进行脱氧处理。
5、焊缝金属常用的脱氧方法
利用熔渣或焊芯(丝)金属与熔化金属相互作用进行脱氧,是焊缝金属常用的脱氧办法。
⑴扩散脱氧 当温度下降时,原先熔解于熔池中的FeO会不断地向熔渣进行扩散,从而使焊缝中的含氧量下降,这种脱氧方法称为扩散脱氧。
如果熔渣中有强酸性氧化物SiO2、TiO2等,它们会与FeO生成复合物,其反应式为
(SiO2+FeO)= FeO·SiO2
(TiO2+FeO)= FeO·TiO2
反应的结果使熔渣中的自由FeO减少,这就使熔池金属中的[FeO]不断地向渣中扩散,焊缝金属中的含量因此得以减少。
酸性熔渣(如焊条J422、焊剂HJK431熔化所成的熔渣)中含有较多量的SiO2、TiO,所以其脱氧方法主要是扩散脱氧。但是在焊接条件下,由于熔池冷却速度快,熔渣和液体金属相互作用的时间短,扩散脱氧进行得很不充分,因此用酸性焊条(剂)焊成的焊缝,其含氧量还比较高,焊缝金属的塑性和韧性也比较低。
6、用脱氧剂脱氧 在焊芯、药皮或焊丝中加入某种元素,使它本身在焊接过程中被氧化,从而保证被焊金属及其合金元素不被氧化或已被氧化的金属还原出来,这种用来脱氧的元素称为脱氧剂。常用的脱氧剂有碳、锰、硅、钛和铝。
碱性焊条的脱氧剂以铁合金的形式加入到药皮中去,如锰铁、硅铁等。埋弧焊常采用合金焊丝,如H08MnA、H10MnSi等。
用脱氧剂脱氧的效果比扩散脱氧好得多,所以用碱性焊条施焊的焊缝,其含氧量比用酸性焊条施焊时要低,塑性、韧性相应得到提高,因此碱性焊条常用来焊合金钢及重要的焊接结构。
7、 减少焊缝金属中的含氢量方法
减少焊缝金属中含氢量的常用措施有:
1) 烘干焊条的焊剂;
2) 清除焊件和焊丝表面上的杂质并尽量使焊丝及焊件表面保持干燥;
3) 在药皮和焊剂中加入适量的氟石(CaF2)、硅砂(SiO2),两者都具有较好的去氢效果;
4) 焊后立即对焊件加热,进行后热处理;
5) 采用低氢型焊条、超低氢型焊条和碱性焊剂。
熔焊
8、焊缝金属中硫的危害性
硫是焊缝中常存的有害元素之一。硫能促使焊缝金属产生热裂纹、降低冲击韧度和需腐蚀性,并能促使产生偏析。厚板焊接时,硫还会引起层状撕裂。
硫在液态金属中以FeS的形式存在,熔渣中的Mn、MnO、CaO具有一定的脱硫作用;其反应式如下
[Mn]+[FeS] =[MnS]+[Fe]
[MnO]+[FeS]=[MnS]+[FeO]
[CaO]+[FeS] =[CaS]+[FeO]
生成的MnS、CaS都进入熔渣中,由于MnO、CaO均属碱性氧化物,在碱性熔渣中含量较多,所以碱性熔渣的脱硫能力比酸性熔渣强。
9 、焊缝金属中磷的危害性。
磷也是焊缝中常存的有害元素之一。磷会增加钢的冷脆性,大幅度地降低焊缝金属的冲击韧度,并使脆性转变温度升高。焊接奥氏体类钢或焊缝中含碳量较高时,磷也会促使焊缝金属产生热裂纹。
磷在液态金属中以Fe2P、P2O5形式存在。脱磷反应可分为两步进行:第一步是将磷氧化成P2O5;第二步使之与渣中的碱性氧化物CaO生成稳定的复合物进入熔渣。其反应式为
2[Fe2P]+5(FeO=P2O5+11[Fe]
P2O5+3(CaO)=(CaO)3·P2O5
P2O5+4(CaO)=(CaO)4·P2O5
由于碱性熔渣中含有较多的CaO,所以脱磷效果比酸性熔渣要好。
但是实际上,不论是碱性熔渣还是酸性熔渣,其最终的脱硫、脱磷效果仍不理想。所以控制焊缝中的硫、磷含量,只能采取限制原材料(母材、焊条、焊丝)中硫、磷含量的方法。
10 、焊缝金属的合金化
合金化就是把所需要的合金元素,通过焊接材料过渡到焊缝金属(或堆焊金属)中去。
合金化的目的:1)补偿焊接过程中由于氧化、蒸发等原因造成的合金元素的损失;2)改善焊缝金属的组织和性能;3)获得具有特殊性能的堆焊金属。
常用的合金化方式有:应用合金焊丝;应用药芯焊丝或药芯焊条;应用合金药皮或粘结焊剂;应用合金粉末;应用熔渣与金属之间的置换反应。
11 、合金元素的过渡系数
合金元素在焊接过程中总有一部分因氧化、蒸发等原因损耗掉,不可能全部过渡到焊缝中去。合金元素的过渡系数是指焊接材料中的合金元素过渡到堆焊金属中的数量与其原始含量的百分比,即
式中η——某合金元素的过渡系数(%);
CF——堆焊金属中某合金元素的含量;
CT——焊条(焊丝、焊剂)中某合金元素的原始总含量。
Ⅷ 影响钢材焊接性能的化学元素有哪些何谓钢材疲劳
如下元素是不同钢种都有的化学元素。
1、碳(C):
钢中含碳量增加,屈服点和抗拉强度升高,但塑性和冲击性降低,
当碳量0.23%超过时,钢的焊接性能变坏,因此用于焊接的低合金结构钢,含碳量一般不超过
0.20%。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力,在露天料场的高碳钢就易锈蚀;此外,
碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。
2、硅(Si):在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂,所以镇静钢含有0.15-0.30%的硅。
如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就算合金元素。硅能显著提高钢的弹性极限,屈服点和
抗拉强度,故广泛用于作弹簧钢。在调质结构钢中加入1.0-1.2%的硅,强度可提高15-20%。
硅和钼、钨、铬等结合,有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用,可制造耐热钢。含硅1-4%的
低碳钢,具有极高的导磁率,用于电器工业做矽钢片。硅量增加,会降低钢的焊接性能。
3、锰(Mn):在炼钢过程中,锰是良好的脱氧剂和脱硫剂,一般钢中含锰0.30-0.50%。在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”,较一般钢量的钢不但有足够的韧性,且有较高的强
度和硬度,提高钢的淬性,改善钢的热加工性能,如16Mn钢比A3屈服点高40%。含锰11-14%
的钢有极高的耐磨性,用于挖土机铲斗,球磨机衬板等。锰量增高,减弱钢的抗腐蚀能力,降低焊接性能。
4、磷(P):在一般情况下,磷是钢中有害元素,增加钢的冷脆性,使焊接性能变坏,降低
塑性,使冷弯性能变坏。因此通常要求钢中含磷量小于0.045%,优质钢要求更低些。
5、硫(S):硫在通常情况下也是有害元素。使钢产生热脆性,降低钢的延展性和韧性,在
锻造和轧制时造成裂纹。硫对焊接性能也不利,降低耐腐蚀性。所以通常要求硫含量小于
0.055%,优质钢要求小于0.040%。在钢中加入0.08-0.20%的硫,可以改善切削加工性,通
常称易切削钢。
当然,不同的钢种还有其他元素对钢材的性能影响大。如不锈钢,镍(Ni),铬(Cr)对性能影响也很大。
Ⅸ 钢材,焊材中有害的化学元素是
钢中主要的有害元素复有硫、磷制及氧,要特别注意控制其含量。
磷是钢中很有害的元素之一,主要溶于铁素体起强化作用。磷含量增加,钢材的强度、硬度提高,塑性和韧性显著下降。特别是温度愈低,对塑性和韧性的影响愈大,从而显著加大钢材的冷脆性。磷也使钢材可焊性显著降低,但磷可提高钢的耐磨性和耐蚀性。
硫也是很有害的元素,呈非金属硫化物夹杂物存在于钢中,降低钢材的各种机械性能。由于硫化物熔点低,使钢材在热加工过程中造成晶粒的分离,引起钢材断裂,形成热脆现象,称为热脆性。硫使钢的可焊性、冲击韧性、耐疲劳性和抗腐蚀性等均降低。
氧是钢中有害元素,主要存在于非金属夹杂物中,少量熔于铁素体内。非金属夹杂物降低钢的机械性能,特别是韧性。氧有促进时效倾向的作用。氧化物所造成的低熔点亦使钢的可焊性变差
Ⅹ 金属材料中那些元素是有害元素对金属材料的性能有哪些影响
钢中的主要有害元素是硫、磷
磷(P):在一般情况下,磷是钢中有害元素,增加钢的冷脆性,使焊接性能变坏,降低塑性,使冷弯性能变坏。因此通常要求钢中含磷量小于0.045%,优质钢要求更低些。硫(S):硫在通常情况下也是有害元素。使钢产生热脆性,降低钢的延展性和韧性,在锻造和轧制时造成裂纹。硫对焊接性能也不利,降低耐腐蚀性。所以通常要求硫含量小于0.055%,优质钢要求小于0.040%。