焊丝中的填充金属如何影响焊接质量？

用于焊接的焊丝含有Si，Mn，S，P，Cr，Al，Ti，Mo，V等合金元素。这些合金元素如何影响焊接性能将在下面分别说明。

硅（Si）

硅是焊丝中常用的脱氧元素，它可以防止铁与氧化结合，并可以在熔池中还原FeO。但仅凭硅脱氧，生成的SiO2熔点高（约1710℃），且产品的颗粒小，难以从熔池中浮出，容易造成焊缝金属渣。

锰（Mn）

锰的作用与硅相似，但脱氧能力略弱于硅。单独进行锰脱氧，生成的MnO密度较大（15.11g / cm3），但也不易从溶解池中浮出。焊丝中的锰，除脱氧外，还与硫化物结合而生成硫化锰（MnS），并被除去（脱硫），因此可以减少由硫引起的热裂的趋势。仅由于硅和锰的脱氧，很难除去脱氧的产生。 MnO-SiO2熔点低（约1270℃），密度小（约3.6g / cm3），可在熔池中聚结成大炉渣并浮出，达到良好的脱氧效果。锰也是钢中重要的合金元素，也是重要的硬化元素，它对焊接金属的韧性有很大的影响。当Mn含量<0.05%时，焊缝金属的韧性非常高；当mn含量> 3%且非常脆时；当Mn含量为0.6〜1.8%时，焊缝金属具有较高的强度和韧性。

硫（S）

硫通常以硫化铁的形式存在于钢中，并以网状分布在晶界处，从而大大降低了钢的韧性。铁加硫化铁的共晶温度较低（985℃），因此，在热加工中，由于加工温度一般为1150〜1200℃，而铁和硫化铁的共晶已经熔化，导致加工开裂，这种现象是所谓的“硫热脆化”。硫的这种性质使钢在焊接时产生热裂纹。因此，通常严格控制钢中的硫含量。普通碳素钢，优质碳素钢和优质碳素钢的主要区别在于硫，磷的含量。如前所述，锰具有脱硫的作用，因为锰可与硫化锰（MnS）的硫（1600℃）形成高熔点，而硫化锰分布在晶粒中。在热加工中，硫化锰具有足够的可塑性，从而消除了硫的有害影响。因此，在钢中保持一定量的锰是有益的。

磷（P）

钢中的磷可以完全溶解在铁素体中。它在钢的强化上仅次于碳，从而使钢的强度和硬度增加，磷可以提高钢的耐腐蚀性，而塑性和韧性则大大降低。尤其是在低温下冲击更严重时，这称为磷的冷跪倾向。因此，不利于焊接并且增加了钢的裂纹敏感性。作为杂质，钢中的磷含量也应受到限制。

铬（Cr）

铬可以提高钢的强度和硬度，而塑性和韧性不会降低。铬具有很强的耐腐蚀性和耐酸性，因此奥氏体不锈钢通常含有更多的铬（13%或更多）。铬还具有非常强的抗氧化性和耐热性。因此，铬也广泛用于耐热钢中，例如12CrMo，15CrMo，5CrMo等。所有钢都含有一定量的铬[7]。铬是奥氏体钢和铁素体的重要组成元素，它提高了合金钢在高温下的抗氧化性和机械性能。在奥氏体不锈钢中，铬和镍的总量为40%且Cr / Ni = 1时，有发生热裂纹的趋势。当Cr / Ni ＝ 2.7时，没有热裂纹的趋势。因此一般18-8钢的Cr / Ni = 2.2到2.3左右，合金钢中的铬容易产生碳化物，从而使合金钢的导热性变差，容易产生氧化铬，从而造成焊接困难。

铝（AI）

铝是强脱氧元素之一，因此使用铝作为脱氧剂，不仅可以产生较少的FeO，而且易于使FeO还原，有效抑制熔池中产生的CO气体的化学反应，提高抵抗CO的能力。孔隙率。另外，铝还可以与氮结合并固氮作用，因此它也可以降低氮的孔隙率。但是随着铝的脱氧作用，生成的Al 2 O 3的熔点很高（约2050℃），在熔池中呈固态，容易引起焊渣。同时，铝焊丝容易引起飞溅，铝含量过高也会降低焊缝金属的抗热裂性，因此焊丝中铝的含量必须严格控制，不应过多。如果适当控制焊丝中的铝量，则焊接金属的硬度，屈服点和拉伸强度会略有增加。

钛（Ti）

钛也是一种强大的脱氧元素，也可以与氮TiN合成，并在固氮中发挥作用，提高焊缝金属的抗氮孔隙率。如果焊缝组织中的Ti和B（硼）含量合适，则可以精炼焊缝组织。

钼（Mo）

合金钢中的钼可以提高钢的强度和硬度，细化晶粒，防止回火脆性和过热趋势，提高高温强度，蠕变强度和持久强度，钼含量低于0.6%，可以提高塑性，降低钢化趋势。产生裂纹，提高冲击韧性。钼具有促进石墨化的趋势。因此，一般的含钼耐热钢例如16Mo，12CrMo，15CrMo等包含约0.5%的钼。钼在合金钢中的含量在0.6〜1.0%，钼会使合金钢的塑性和韧性下降，增加了合金钢的淬火倾向。

钒（V）

钒提高了钢的强度，细化了晶粒，降低了晶粒生长的趋势并提高了淬透性。钒是一种很强的碳化物形成元素，所形成的碳化物在650°C以下稳定。具有延缓衰老的作用。碳化钒是高温稳定的，因此增加了钢的高温硬度。钒可以改变钢中碳化物的分布，但是钒往往会生成难熔氧化物，从而增加了气焊和气割的难度。一般焊缝中的钒含量约为0.11%，可起到固氮作用，不利于有益。

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