埋弧焊焊接焊缝中硫（S）磷（P）的危害与控制方法

1.焊缝金属中硫、磷的危害性

硫和磷是钢中有害杂质。通常母材和焊丝（芯）的含硫、磷量都很低，对焊缝金属不会带来危害。但是焊条药皮或焊剂的某些原材料中常含有相当数量的硫和磷，在焊接过程中过渡到焊缝金属中就会造成危害。

（1）硫的危害

硫在钢中主要以FeS和MnS的形式存在。其中FeS的危害性最大。因为它与液态铁几乎无限互溶，而在室温下即在固态铁中的溶解度很小，仅为0.015%~0.02%。熔池凝固时它容易偏析，以低熔点共晶Fe+FeS(熔点为985℃)或FeS+FeO(熔点为940℃)的形式呈片状或链状分布于晶界。因此增加了焊缝金属结晶裂纹的倾向，同时还会降低冲击韧度和抗腐蚀性。钢中含有镍时，硫的有害作用严重，因硫与镍形成NiS，而NiS又与Ni形成熔点更低(664℃)的共晶NiS+Ni，产生结晶裂纹的倾向更大。当钢焊缝中含碳量增加时，会促进硫的偏析，增加硫的危害性。

（2）磷的危害

磷在液态铁中溶解度很大，并以Fe2P和Fe3P的形式存在，但磷在固态铁中的溶解度只自千分之几。磷与铁和镍可形成低熔点共晶，如Fe3P+Fe(熔点1050℃)，Ni3P+Fe(熔点880℃)。当熔池快速凝固时，磷易发生偏析。磷化铁常分布于晶界，减弱了晶粒间的结合力，而且它本身既硬又脆。增加了
，即冲击韧度降低，脆性转变温度升高。

2.硫的控制

主要从两方面着手：先是采取工艺措施限制硫的来源，然后再采取冶金措施把焊缝金属中的硫通过熔渣排出去。

（1）限制焊接材料中的含硫量

焊缝中的硫来自母材、焊丝、药皮和焊剂。母材含硫量一般较低，所以须限制的主要是焊丝、药皮或焊剂中的含硫量。
低碳钢及低合金钢焊丝的w(S)应小于0.03％～0.04％；合金钢焊丝小于0.025％～0.03％，不锈钢焊丝应小于0.02％。
药皮、药芯或焊剂用的原材料，如锰矿、赤铁矿、钛铁矿、锰铁等均含有一定量的硫。尽量选用含硫量低的原材料，必须使用含硫量过高的材料时，应预先进行处理，如采用焙烧的办法，以降低到要求范围内。

（2）用冶金方法脱硫

选择对硫亲和力比铁大的元素进行脱硫。最常用的脱硫剂是锰，反应产物MnS不溶下钢液，故大部分进入熔渣，少量残留在焊缝中，以点状弥散分布，危害较小。熔池温度降低、平衡常数K增大，有利于脱硫。但温度低的熔池后部，冷却快，反应时间短，却不利于去硫，故需增加熔池中的含锰量才能取得较好的去硫效果。
熔碴中的碱性氧化物，如MnO、CaO等电能脱硫，生成的CaS和MnS不溶于钢液而进入熔清，增加渣中的MnO和CaO的含量，减少FeO的含量，有利于脱硫。渣中加入CaF2能降低渣的粘度，有利于S扩散，同时形成易挥发物SF6，也有利于脱硫。
增加熔渣的碱度可提高脱硫能力，目前常用焊条药皮和焊剂的碱度都不高(一般B<2)，其脱硫能力有，焊接普通钢能满足要求，用于焊接w(S)<0.014％的精炼钢，则需提高药皮或焊剂的碱性。

3.磷的控制

和控制硫一样，首先限制磷的来源，然后再用冶金方法去磷。母材和焊丝(芯)经过冶炼一般磷含量都较低，都在有关标准规定范围内，所以关键在于限制制造焊条药皮、药芯或焊剂中所用原材料的含磷量。锰矿是焊缝增磷的主要来源，通常w(P)=0.22％，其存在形式为(MnO)3P2O5。

磷一旦进入液态金属，应采用冶金脱磷

第一步FeO将磷氧化生成P2O5，第二步使之与渣中的碱性氧化物生成稳定的磷酸盐。增加熔渣的碱度可减少焊缝的含磷量，但当碱度B>2.5时，则影响很小。在碱性渣中加入CaF2有利于脱磷，因caF2在渣中形成Ca2+使渣中P2O5的活度下降。此外，CaF2降低渣的粘度，有利于物质扩散。但是,由于焊接熔渣的碱度受焊接工艺性能制约而不能过分增大，同时碱性渣不允许含有较多的FeO，否则使焊缝增氧，不利于脱硫，所以碱性渣脱磷效果并不理想。酸性渣虽含有较多的FeO，有利于磷的氧化，但因碱度低，其脱磷能力更不如碱性渣。总之，焊接时脱磷比脱硫更难，要控制焊缝含磷，主要是严格限制焊接材料中的含磷量。

以上就是豫林焊材为您总结的埋弧焊焊接焊缝中硫（S）磷（P）的危害与控制方法。