手工电弧焊冶金特点

焊接过程中，在电弧空间及熔池四周存在着大量气体，熔滴和熔池表面覆盖着熔渣。由于电弧区和熔池的温度高，焊条熔化金属以细小熔滴的形式向熔池过渡。熔滴的比表面积大，熔池高温停留时间短，使液态金属与气体及熔渣之间发生一系列复杂的非平衡冶金反应。

1．气体（气相）与熔化金属（液相）反应  焊接区内气体主要来自以下几个方面：

1) 焊条药皮造气剂加热时分解或燃烧析出的大量气体；

2) 焊条药皮中水分受热蒸发的蒸汽；

3) 虽然药皮中造气剂加热时产生大量保护气体，但并不能完全排除周围空气的侵入；

4) 工件表面上各种杂质如油污、铁锈、油漆及吸附的水分寺，受热时析出的气体；

5) 金属和熔渣高温蒸发产生的气体；

6) 母材金属和焊条金属中残留气体。

由此可见，电弧区内的气体主要由CO、CO₂、H₂O、O₂、N₂、H₂及它们的分解产物，以及金属和熔渣的蒸气组成。它们对熔化金属的作用以及对焊缝金属性能的影响，主要通过溶解和化学冶金反应两种途径。

（1）氧对金属的作用  焊接过程中，电弧气氛中的自由氧在高温下发生分解

                            O₂ ===＞ 20-569.6 kJ/mol

氧原子与铁发生剧烈氧化，同时钢中的其他合金元素也发生氧化

                               〔Fe〕+½O₂ ===＞ FeO+26.97 kJ/mol

                                〔Fe〕+O₂ ===＞ FeO+515.76 kJ/mol

                               〔C〕+½O₂ ===＞ CO

                                〔Si〕+O₂ ===＞ SiO₂

                             〔Mn〕+½O₂ ===＞ MnO

电弧气氛中的CO₂气体主要来自药皮中的碳酸盐分解反应，或者来源于空气，它们也能使金属发生氧化

                             CaCO₃===＞ CaO+CO₂↑

                                 MgCO₃===＞MgO+CO₂↑

                                  〔Fe〕+CO₂===＞ FeO+CO↑

电弧气氛中的H2O，在高温下也具有氧化性