埋弧焊时的2mm厚316不锈钢板反应主要有:硅锰还原反应,脱硫、脱磷、碳的氧化反应和去气反应。
1.硅、锰还原反应
硅和锰是2mm厚316不锈钢板焊缝金属中的主要合金元素,锰可提高焊缝的抗热裂性和力学强度,改善常温和低温韧性;硅使焊缝金属镇静,加快熔池金属的脱氧过程,保证焊缝的致密性。低碳钢埋弧焊用焊剂通常含有较高的氧化锰(MnO)和二氧化硅(SiO2),焊缝金属的渗硅和渗锰主要通过MnO和SiO2的还原反应实现。
2[Fe]+(SiO2)→2(FeO)+(Si)
[Fe]+(MnO)→(Feo)+[Mn]
上述Si、Mn还原反应在熔滴过渡过程中最为剧烈,其次是2mm厚316不锈钢板端部和熔池的前部。这三个区域的温度都很高,有利于反应向右进行。在温度较低的熔池后部,Si、Mn还原反应可能向左进行,即熔池金属中的Si和Mn与FeO反应使熔池脱氧而形成SiO2和MnO进入熔渣,,但左向反应因温度较低,反应较缓慢,因此Si和Mn还原反应的最终结果是使焊缝金属渗硅和渗锰。
2.碳的烧损
焊缝金属中的碳来自2mm厚316不锈钢板焊剂中碳的含量很少。2mm厚316不锈钢板中的碳在熔滴过渡时发生剧烈的氧化:
C+O→CO
熔池金属中的碳氧化程度要低得多。
2mm厚316不锈钢板中碳的原始含量增加,则烧毁量增加。碳氧化过程中,对熔池金属产生搅拌作用,加快熔池中气体的逸出,有利于遏制焊缝中氢气孔的形成。
焊缝金属的合金含量对碳的氧化有一定的影响。硅含量的提高能抑制碳的氧化;而锰含量的增加,对碳的氧化无明显的影响。
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