活性SiO-,2-在電弧焊鋼-渣界面的熱電化學(xué)冶金行為.pdf

1、埋弧焊焊劑中的SiO2對鋼-渣界面的冶金反應(yīng)有著重要的影響。熔滴反應(yīng)區(qū)熔渣中的SiO2會導(dǎo)致有益合金元素大量氧化燒損，尤其在使用低堿度熔渣進(jìn)行焊接時由于SiO2含量較大，問題更為嚴(yán)重。因此若能有效地控制液態(tài)熔渣中自由SiO2分子化合物的數(shù)量，如設(shè)法進(jìn)一步將活性SiO2與其它造渣物質(zhì)形成另外一些復(fù)合化合物，這無疑對減弱熔渣中SiO2造成的熔滴反應(yīng)區(qū)增氧以及緩解有益合金元素的燒損會起到積極的作用，從而有望解決低堿度熔渣焊接工藝操作性能優(yōu)良卻

2、氧化嚴(yán)重的矛盾。 本文選取有強(qiáng)烈鋼-渣兩相交互作用特點(diǎn)的埋弧焊接方法，就MgO-CaO-SiO2鋼鐵冶金中典型的渣系在準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)焊接過程中發(fā)生的鋼-渣界面化學(xué)冶金反應(yīng)，基于非平衡熱力學(xué)理論，對準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)焊接過程中鋼-渣界面的熱化學(xué)及電化學(xué)冶金反應(yīng)分別作了定量化研究，并以此來探討活性SiO2在準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)焊接過程中鋼-渣界面的電化學(xué)和熱化學(xué)冶金行為。 研究工作就MgO-CaO-SiO2典型渣系制成的燒結(jié)焊劑焊接，用試驗(yàn)的方法對準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)焊接

3、時的熔滴反應(yīng)區(qū)及熔池反應(yīng)區(qū)液態(tài)金屬進(jìn)行非氧化分區(qū)快速提取采樣，并通過對采樣金屬進(jìn)行一系列物理化學(xué)測試及微觀分析，以獲取準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)焊接過程鋼-渣界面化學(xué)冶金反應(yīng)的若干信息；同時根據(jù)熔滴反應(yīng)區(qū)、熔池反應(yīng)區(qū)的幾何模型，定量研究冶金反應(yīng)進(jìn)行的方向及限度。 冶金反應(yīng)驅(qū)動力A的定量計算表明，冶金反應(yīng)熱力學(xué)力A/T也隨著SiO2含量降低和熔渣堿度的增大呈現(xiàn)負(fù)向增大的變化趨勢。熔滴反應(yīng)區(qū)由熔渣中SiO2引起液態(tài)金屬Fe的氧化程度遠(yuǎn)大于熔池反應(yīng)區(qū)Si

4、引起液態(tài)金屬中FeO還原的脫氧程度，兩者的綜合效果總是導(dǎo)致焊接過程的增氧，這是焊接過程增氧的根本原因。用EDX和金相顯微鏡對熔滴和熔池金屬內(nèi)部夾雜物成分及形貌特征進(jìn)行了分析，結(jié)果也證明了計算結(jié)果的正確性。 MgO-CaO-SiO2渣系在直流埋弧焊接鋼－渣界面的冶金電化學(xué)現(xiàn)象試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)采用直流反接（DCEP）時，焊絲末端生長的熔滴金屬將由于冶金電化學(xué)的增氧作用導(dǎo)致熔滴金屬的氧含量升高，而當(dāng)采用直流正接（DCEN）時，焊絲末端