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文檔簡介

稀土在焊接中作用稀土元素(如鑭、鈰、釔等)在焊接領(lǐng)域具有多種重要作用,主要體現(xiàn)在對焊接材料、焊接工藝性能和焊縫性能的改善上。以下是稀土在焊接中的具體應(yīng)用及作用:一、在焊接材料中的作用1.

作為合金元素添加到焊接材料中提高焊縫金屬性能:在焊條、焊絲或焊劑中加入稀土元素,可細(xì)化焊縫金屬的晶粒,減少氣孔、裂紋等缺陷,提高焊縫的強(qiáng)度、韌性和耐腐蝕性能。例如:在不銹鋼焊接中,稀土可抑制晶間腐蝕;在低合金鋼焊接中,稀土能改善焊縫的低溫沖擊韌性。調(diào)整焊縫化學(xué)成分:稀土與焊縫中的有害元素(如硫、磷、氧、氮)結(jié)合生成高熔點(diǎn)化合物,起到脫硫、脫磷、脫氧、去氮的作用,凈化焊縫金屬。2.

改善焊接材料的工藝性能穩(wěn)定電弧燃燒:在焊條藥皮或焊劑中加入稀土氧化物(如二氧化鈰),可提高電弧的穩(wěn)定性,減少飛濺,使焊接過程更平穩(wěn)。調(diào)節(jié)熔渣性能:稀土化合物可改善熔渣的流動性和脫渣性,使焊后清渣更容易,同時優(yōu)化焊縫成形。二、在焊接工藝中的作用1.

稀土處理母材表面改善焊接性:對高碳鋼、鑄鐵等難焊材料,可通過稀土表面處理(如鍍層、滲層)降低焊接時的淬硬傾向,減少冷裂紋的產(chǎn)生。抑制氧化:稀土在高溫下易與氧結(jié)合,形成致密氧化膜,保護(hù)母材表面在焊接過程中不易氧化,尤其適用于鋁、鎂等活潑金屬的焊接。2.

稀土作為焊接保護(hù)氣體的添加劑混合氣體保護(hù)焊接:在氬氣中添加少量稀土化合物(如六氟化硫與稀土的組合),可改善電弧形態(tài)和熔滴過渡特性,適用于鋁合金、鈦合金等的脈沖焊接,提高焊接速度和焊縫質(zhì)量。三、對焊縫組織和性能的影響1.

晶粒細(xì)化與組織優(yōu)化異質(zhì)形核作用:稀土元素在焊縫凝固過程中作為異質(zhì)形核核心,細(xì)化柱狀晶,促進(jìn)等軸晶形成,從而提高焊縫的力學(xué)性能。抑制有害相析出:在某些合金(如鎳基高溫合金)焊接中,稀土可抑制脆性相(如σ相)的析出,改善焊縫的塑性和韌性。2.

耐腐蝕與抗氧化性能提升形成保護(hù)性氧化膜:稀土元素在焊縫表面形成穩(wěn)定的氧化膜(如Ce?O?、Y?O?),提高焊縫在高溫、腐蝕環(huán)境下的抗氧化和耐腐蝕能力,適用于化工、核電等嚴(yán)苛工況。四、典型應(yīng)用場景1.航空航天領(lǐng)域:在鈦合金、高溫合金結(jié)構(gòu)件的焊接中,稀土用于改善焊縫的疲勞性能和高溫穩(wěn)定性,如飛機(jī)發(fā)動機(jī)部件的焊接。2.能源行業(yè):用于核電用不銹鋼、鋁合金管道的焊接,提高焊縫的耐腐蝕性能;在風(fēng)電設(shè)備焊接中,增強(qiáng)低合金鋼焊縫的抗沖擊能力。3.先進(jìn)制造領(lǐng)域:在激光焊接、電子束焊接等高能束焊接中,稀土作為輔助元素優(yōu)化焊縫熔池流動,減少氣孔和裂紋,適用于精密器件焊接。五、注意事項(xiàng)添加量控制:稀土的作用具有“微量高效”特點(diǎn),過量添加可能導(dǎo)致焊縫性能惡化(如形成稀土偏析相),需通過試驗(yàn)確定最佳比例。與其他元素的交互作用:稀土可能與焊接材料中的其他合金元素(如鉻、鉬)發(fā)生反應(yīng),需綜合考慮成分匹配。工藝適應(yīng)性:不同焊接方法(如手工電弧焊、氣體保護(hù)焊)對稀土的響應(yīng)不同,需針對性調(diào)整工藝參數(shù)??偨Y(jié)稀土在焊接中通過凈化焊縫、細(xì)化組織、改善工藝性能等多重機(jī)制,顯著提

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