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)理及動力學(xué)初探.pdf

1、焊縫中的氧含量對焊縫的性能具有重要的影響，氧含量過高或過低都會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)一步研究整個焊接冶金過程的增氧機(jī)理奠定基礎(chǔ)。 本文在廣泛參考國內(nèi)外同類研究的基礎(chǔ)上，針對具有典型熔渣和金屬間交互作用的埋弧自動焊接方法

2、，使用試驗(yàn)室通過有針對性自行設(shè)計出的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。通過對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，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。這種現(xiàn)

3、象不能用傳統(tǒng)的熔渣熱化學(xué)活性理論來解釋，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程中存在著冶金電化學(xué)作用的觀點(diǎn)。同時本文還基于冶金界近年來提出的熔渣共存理論，對試驗(yàn)所設(shè)計的CaO-SiO2-Al2O3三元渣系結(jié)構(gòu)單元進(jìn)行了熱力學(xué)計算，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。另外本文針對焊接