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堆焊修復焊絲焊接冶金的反應條件及反應區

堆焊修復焊絲焊接冶金的反應條件及反應區
       (1)藥皮反應區
       處于堆焊修復焊絲端部被加熱到藥皮初步反應的溫度,100oC至藥皮熔點約1200oC (對堆焊修復焊絲而言)的區域為藥皮反應區,這一反應區的溫度較低,首要進行的是水分的蒸發、某些物質的分解和鐵合金的氧化(即先期脫氧)等反應。
       (2)熔滴反應區
       從堆焊修復焊絲端部熔滴構成、長大到過渡至熔池的整個區域都屬子熔滴反應區。這個區域的反應條件如下: 
           1)熔滴溫度。在電弧焊焊接鋼材時,熔滴活性斑斕處的溫度靠近焊芯材料的沸點,約為2800℃;隨焊接參數不一樣,熔滴的均勻溫度在1800~2400 oC規劃內變,使熔滴金屬的過熱度很約為300~900℃。
          2)熔滴金屬與氣休和熔渣的接觸面積。由于熔滴纖細,其比表面積可達1000~10000Cm2/kg,比煉鋼時約大1000倍。此外,熔滴金屬還與熔渣發生劇烈混合,實習接觸面積變大因此反應速度非常高。
          3)各相之間的反應時辰(接觸時辰)。熔滴在堆焊修復焊絲結束停留的時辰約0.01~0. 1s,熔滴向熔池過渡的速度達2.5-10m/s,經過弧柱區的時辰只需0.0001~0.001s。在此反應區內各相接觸的均勻時辰約為0.01~1.0s。
       可見,在熔滴反應區的反應時辰極短,但因溫度很高,相接觸面積很大,并有劇烈混合作用,又處在反應序列前期.反應物含量離平衡濃度較遠,冶金反應進行得很劇烈,是堆焊修復焊絲電弧焊冶金反應的重要反應區。
       在熔滴反應區進行的首要反應有:氣體的分解和溶解、金屬的蒸發、金屬及其合金成分的氧化與恢復以及焊縫金屬的合金化等。
       (3)熔池反應區
        熔滴和熔渣同熔化的母材混合構成熔池即熔池反應區,在熔池內各相間進一步發生物理化學反應,直至金屬凝聚,構成焊縫金屬。熔池反應區的條件如表2-2,表2-3所示。
        由表2-2,表2-3可知,熔池反應區的條件與熔滴反應區比較,熔池的均勻溫度較低,約為
1600一1900 oC;比表面積較小,約為300 ~1300 Cm2/kg;反應時辰(熔池存在時辰)稍長,但也不逾越幾十秒,堆焊修復焊絲電弧焊時一般為3~8s,埋弧焊時為6~25。又由于熔池時間系統中反應物的含量與平衡含量之差比熔滴時間小,因此,熔池時間的反應速度比熔滴時間小。
         但由于在氣流、等離子流以及由于熔池溫度分布不均勻構成的液態金屬密度不一樣和表面張力不一樣等因索的作用下,熔池液態金屬發生有規矩的對流和攪拌運動,這有助于加快反應速度,使熔池時間的反應仍比一般冶金反應劇烈。焊接區的氣相溫度可在很大規劃內改動,焊接鋼時,其高溫反應區溫度約為2000~5000℃。 一般情況下,焊接冶金進程是在0.1Mpa(約1 atm)的條件下進行的。
        此外由于熔池內溫度分布極不均勻,熔池的頭部(電弧前方)較尾部(電弧后方)溫度高,因此,熔他反應區內不一樣部位一同進行的同一反應可以向相反方向進行。在熔池的頭部發生氣體的吸收和氧化反應;而在熔池的尾部卻發生氣體的逸出和脫氧反應。而使焊縫成分更靠近平衡成分。因此,熔池時間反應進行的悄況仍然具有重要的意義。

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