| 2013 №02 (01) | 2013 №02 (03) |
«Автоматическая сварка», 2013, № 2, с. 9-13
СПОСОБЫ УПРАВЛЕНИЯ АКТИВНОСТЬЮ ОКСИДА КРЕМНИЯ В ШЛАКОВЫХ РАСПЛАВАХ СВАРОЧНЫХ ФЛЮСОВ
И. А. ГОНЧАРОВ1, В. И. ГАЛИНИЧ1, Д. Д. МИЩЕНКО1, Р. Н. ШЕВЧУК1, А. Н. ДУЧЕНКО1, В. С. СУДАВЦОВА2
1 ИЭС им. Е. О. Патона НАНУ. 03680, г. Киев-150, ул. Боженко, 11, E-mail: office@paton.kiev.ua2 Институт проблем материаловедения им. И. Н. Францевича НАН Украины. 03142, г. Киев, ул. Кржижановского, 3. E-mail: post@ipms.kiev.ua
Реферат
Оксид кремния входит в состав флюсов для сварки углеродистых и низколегированных сталей. Для прогнозирования металлургических и сварочно-технологических свойств флюсов важно знать его активность в шлаковом расплаве. Целью данной работы является разработка методики экспрессной оценки активности (эффективной концентрации) оксида кремния SiО2 в шлаковых расплавах и определение способов управления ею. Разработана конструкция оригинального электролитического датчика. Применение в качестве второго электрода сплава, содержащего 5 мас. % силиция, позволило повысить термостойкость датчика до температуры 1500 oС. С использованием разработанного датчика предложена методика определения активности SiО2 в шлаковых расплавах методом электродвижущих сил, которая обеспечивает точность измерения электродвижущих сил в пределах 1...2 мВ. Данная методика может быть применима в металлургии непосредственно в процессе плавки, а также при разработке сварочных материалов. Установлено, что увеличение содержания MgО в шлаковом расплаве системы MgO–Al2O3–SiO2–CaF2 вызывает снижение активности оксида кремния, что можно объяснить образованием тугоплавких и термодинамически стабильных силикатов и алюминатов магния. Определено влияние добавок (1 мас. %) металлов на активность SiО2 в расплавах системы MgO–Al2O3–SiO2–CaF2. Показана возможность управления термодинамической активностью оксида кремния в шлаках при сварке и соответственно процессами восстановления кремния и образования неметаллических включений в сварных швах. Библиогр. 5, табл. 3, рис. 1.
Ключевые слова: дуговая сварка, высокопрочные стали, шлаковые расплавы, термодинамические свойства, активность SiO2, электролитический датчик, способы управления
Поступила в редакцию 17.12.2012
Опубликовано: 24.01.2013
1. Судавцова В. С., Макара В. А., Галинич В. И. Термодинамика металлургических и сварочных расплавов. Ч. 1. Сплавы на основе железа и алюминия. — Киев: Логос, 2005. — 192 с.
2. Taylor J. R., Dinsdale A. T. Thermodynamic and phase diagram data for the CaO–SiО2 system // Сalphad. — 1990. — 14, № 1. — P. 71–88.
3. Образование шпинели в расплаве агломерированного сварочного флюса системы MgO–Al2O3–SiO2–CaF2 и ее влияние на вязкость шлака / И. А. Гончаров, В. Э. Сокольский, А. О. Давиденко и др. // Автомат. сварка. — 2012. — № 12. — С. 21–28.
4. Термодинамические свойства индивидуальных веществ: Справ. изд. / Под ред. В. П. Глушко. — 3-е изд., перераб. и доп. — Т. II. Кн. 2. — М.: Наука, 1979. — 440 с.
5. Подгаецкий В. В., Кузьменко В. Г. Сварочные шлаки. — Киев: Наук. думка, 1988. — 256 с.