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焊接冶金是熔化焊的理论基础。可以形象的想象熔化焊时，焊接熔池就像一个小小的冶金电炉，像炼钢炼铁冶金(姑且称为大冶金)过程一样，同样经过熔化、冶炼、氧化还原、去除杂质等冶金过程。但焊接冶金还是和“大冶金”有很大的不同，有着自己的特殊性! ①焊接冶金反应是在超高温条件下进行的。如电弧焊时，弧柱温度可达5000-6000℃，金属熔滴温度可达1800-2400℃，熔池的平均温度与焊件金属密切相关，低碳钢焊件熔池温度一般为1800℃。而“大冶金”炼钢炼铁高炉和电炉的温度绝对没有这么高，储存铁水的炉缸温度只有1450-1500℃。 由于焊接冶金时，熔滴和熔池的温度很高，提高了各种元素的化学活泼性，可使一些氧化物SIO2、MnO还原为硅SI、锰Mn、氧O2，冶金炼钢中却很难发生这种还原反应。 焊接冶金时，熔池太小，熔池四周全是较冷的金属，形成很大的温度梯度，由于热传导，形成不均匀的温度场，从而引起不均匀的应力场，会产生不均匀的结晶组织，不均匀的性能表现及焊接缺陷。 ②焊接冶金的过程短。因为焊接是个不断运动的过程，焊接电弧始终以一定的速度向前运动，焊件上的每一点瞬间得到的热量是有限的，而且加热和冷却速度快。 局部金属加热开始熔化，形成熔池，到结晶完成全过程只有几秒钟的时间，熔池体积又很小，只有2-10cm3。温度在不断变化，热传导是一种不稳定的过程，各种冶金反应是不易达到平衡的。化学成分在很小的体积内会有很大的偏析。 这种特点给焊接材料和焊接科学研究带来很大麻烦!  ③液态金属与气体及熔渣接触面积大。焊接冶金过程中，液态金属熔滴完全暴露在弧柱区的气体中，熔池表面也全部与熔渣和弧柱区的气体接触，接触面积按比例来说极大程度上超过“大冶金”，大约超过1000倍。接触面积的增大，使得焊接冶金反应更激烈，有利于冶金反应的进行；但与弧柱区中的气体接触过多，也增大了金属氧化、氮化的机会，增大了产生焊接缺陷-气孔的可能性! ④.焊接冶金反应过程具有阶段性、分区性和连续性。对于焊条熔化焊，从引弧开始，焊条芯熔化、药皮熔化形成熔滴；电弧热熔化焊件配合电弧力在焊件上形成熔池，液态金属熔滴滴入熔池；随着电弧向前移动，形成新熔池的同时，旧熔池液态金属冷却，陆续结晶形成焊缝。 焊条熔化焊焊接冶金反应分为三个阶段分别在三个区域进行的: Ⅰ.电弧引燃阶段:是在药皮反应区进行的焊接冶金过程，焊芯前端和药皮被加热，温度达1200℃，药皮中水分蒸发，产生热分解反应，有机物分解成CO和H2，碳酸盐分解成CaO和CO2；高价氧化物分解为低价氧化物并析出氧气等，反应结果形成保护电弧气氛，保护熔滴区域和熔池区域焊接冶金反应的进行。药皮中的脱氧剂钛铁、硅铁、锰铁等与CO、H2O、O2进行先期脱氧，降低了药皮的氧化势。 Ⅱ熔滴过渡阶段:是药皮熔化到形成熔滴，进入熔池之前的这段区间，温度高达1800℃，熔滴完全暴露在弧柱区空间，故焊接冶金反应最为激烈。液态金属与熔渣、气体之间的反应达到更完全的程度。气体的高温分解、渣中氧化物的分解、熔滴的强烈合金化、低沸点元素严重蒸发等焊接冶金反应都在这个阶段激烈进行。 Ⅲ.熔池反应阶段:这个阶段是从熔滴进入熔池到熔池结晶凝固。熔滴以很高的速度落入熔池，和熔化的母材金属熔合在一起，熔池的前部温度高，有利于吸热反应的进行；熔池的后部温度低，有利于放热反应的进行。 熔池反应阶段的焊接冶金反应是决定焊缝化学成分，并对焊缝金属性能及焊接缺陷的产生起到最重要的作用。所以这个阶段是最重要的阶段! 焊接冶金反应过程虽然分阶段分区域，但还是连续进行的，相连阶段是密不可分的!切记! |
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