硫、磷对焊缝金属的危害及控制

硫通常以MnS、FeS两种形式存在于焊缝中,当硫以FeS形式存在时危害性最大,因为它可以无限地溶解于液态的铁中,而在固态中的溶解度仅为0.015%～0.020%。因此,在熔池凝固时FeS析出,并于α-Fe及FeO等形成低熔点共晶,尤其在焊接高镍合金钢时,硫与镍形成的NiS与Ni共晶的熔点更低。这些低熔点共晶显液态薄膜状聚集于晶界,导致晶界处开裂,即热裂纹。另外还会降低焊缝金属的冲击韧性和耐蚀性能。

脱硫措施,常用的方法是元素脱硫和熔渣脱硫。元素脱硫就是在液态金属中加入一些对硫亲和力比铁大的元素,把铁从FeO中还原出来,并形成的硫化物不溶于金属而进入熔渣,从而达到脱硫的目的。在焊接中常用Mn元素来脱硫,即FeO＋Mn=Fe＋MnO。熔渣脱硫就是利用熔渣中的碱性氧化物(如CaO、MnO、CaF2等)进行脱硫。脱硫产物CaS、MnS等进入熔渣被排除,从而脱硫的目的。FeS＋MnO=FeO＋MnS/FeS＋CaO=FeO＋CaS。

Ca比Mn对硫的亲和力强，并且CaS完全不溶于金属，故而CaO比MnO脱硫效果好。CaF2脱硫主要是利用F与S化合生成氟硫化合物及CaF2与SiO2作用产生的CaO进行达到脱硫的目的

事物都是一分为二,在碳钢中一般磷的含量应严格控制在0.035～0.045%,但含硫含磷较多时,对于切削加工非常有利。在铜合金中加入磷却能改善焊接性能,其主表现在:能改善熔炼过程中液体的流动性,细化晶粒;以磷铜合金加入时候生成五氧化二磷气体能够起到脱气和除杂的作用;与杂质元素形成电子化合物强化晶界,并使化合物脆化相更加细小,均匀分布在晶界上;抑制脱锌、增强耐蚀性能和抗应力作用,还可以提高合金的强度。