CaO-SiO-,2--Al-,2-O-,3-渣系直流SAW鋼-渣熔體熔滴反應(yīng)區(qū)化學(xué)冶金致氧機(jī)理及動(dòng)力學(xué)初探.pdf

1、焊縫中的氧含量對(duì)焊縫的性能具有重要的影響，氧含量過(guò)高或過(guò)低都會(huì)使得焊縫的性能下降，從而降低焊接結(jié)構(gòu)的安全性，因此對(duì)焊縫的致氧機(jī)理的研究就顯得比較重要了。鑒于焊接冶金具有分區(qū)連續(xù)的反應(yīng)特征，所以焊縫的致氧應(yīng)該是熔滴反應(yīng)區(qū)致氧和熔池反應(yīng)區(qū)致氧共同作用的結(jié)果。本課題著重研究熔滴反應(yīng)區(qū)的致氧機(jī)理，為后續(xù)進(jìn)一步研究整個(gè)焊接冶金過(guò)程的增氧機(jī)理奠定基礎(chǔ)。 本文在廣泛參考國(guó)內(nèi)外同類研究的基礎(chǔ)上，針對(duì)具有典型熔渣和金屬間交互作用的埋弧自動(dòng)焊接方法

2、，使用試驗(yàn)室通過(guò)有針對(duì)性自行設(shè)計(jì)出的CaO-SiO2-Al2O3焊接熔渣，在通有冷卻循環(huán)水的銅板上快速提取出熔滴金屬作為研究的試驗(yàn)依據(jù)，對(duì)熔滴反應(yīng)區(qū)熔滴金屬的致氧熱化學(xué)和電化學(xué)兩種機(jī)理作了較詳細(xì)的研究。通過(guò)對(duì)不同堿度和極性下直流埋弧焊激冷熔滴金屬氧含量的分析比較發(fā)現(xiàn)，熔渣的堿度、離子特性及電極的極性是影響熔滴含氧量的主要因素。當(dāng)極性不同時(shí)，熔滴金屬的氧含量存在著一定的差異，并且隨著熔渣堿度和離子特性的增強(qiáng)，這種差異呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)。這種現(xiàn)

3、象不能用傳統(tǒng)的熔渣熱化學(xué)活性理論來(lái)解釋，而使用電化學(xué)觀點(diǎn)卻可以得到滿意的解釋，這進(jìn)一步驗(yàn)證了Blandar等人的關(guān)于在直流埋弧焊接冶金過(guò)程中存在著冶金電化學(xué)作用的觀點(diǎn)。同時(shí)本文還基于冶金界近年來(lái)提出的熔渣共存理論，對(duì)試驗(yàn)所設(shè)計(jì)的CaO-SiO2-Al2O3三元渣系結(jié)構(gòu)單元進(jìn)行了熱力學(xué)計(jì)算，其結(jié)果表明，隨著焊接熔渣堿度的增加，熔渣中的自由離子濃度急劇增大，因而熔渣的離子特性更加顯著，這與試驗(yàn)所得到的冶金電化學(xué)致氧規(guī)律一致。另外本文針對(duì)焊接