177 / 460
Актуальные проблемы в машиностроении. 2015. №2
Инновационные технологии в
машиностроении
____________________________________________________________________
177
УДК 621.791:624
СХЕМА УДАЛЕНИЯ ВОДОРОДА ПРИ СВАРКЕ ПОД ФТОРСОДЕРЖАЩИМИ
ФЛЮСАМИ
*
КРЮКОВ Р.Е., аспирант
БЕНДРЕ Ю.В., канд. хим. наук, доцент
ГАЛЕВСКИЙ Г.В., доктор тех. наук, профессор
КОЗЫРЕВ Н.А., доктор тех. наук, профессор
ГОРЮШКИН В.Ф., доктор хим. наук, профессор
(СибГИУ, г. Новокузнецк)
Крюков Р.Е.
– 654007, г. Новокузнецк, ул. Кирова, 42,
Сибирский государственный индустриальный университет,
e-mail:
rek_nzrmk@mail.ruПроведена термодинамическая оценка вероятности протекания процессов удаления
водорода из сварного шва при сварке под фторсодержащим флюсом в интервале температур
1700 – 2200 К. При этом, в качестве стандартных состояний для веществ – реагентов были
выбраны: Na
3
AlF
6ж
, SiO
2ж
, SiF
4г
, NaAlO
2тв
, Na
2
SiO
3ж
, CaF
2ж,
CaSiO
3 тв
, H
2г
, SiF
2г
, HF
г
, О
2г
, SiF
г
,
H
г
. В результате расчетов стандартной энергии Гиббса реакций определено, что наиболее
термодинамически вероятной является реакция прямого образования газообразного
фтороводорода с использованием криолита, затем реакция с использованием флюорита,
далее следует группа реакций с образованием тетрафторида кремния как промежуточного
продукта с последующим образованием HF. В этой группе наиболее термодинамически
вероятной является реакция SiF
4
с водородом и кислородом. Расчеты показали
целесообразность использования соединения Na
3
AlF
6
в сравнении с флюоритом для
удаления водорода при сварке под флюсом
Ключевые слова:
термодинамические расчеты, сварка, сварочные флюсы, удаление
водорода, фтор
Введение
Процесс удаления водорода из металла сварного шва при использовании сварки под
флюсом осуществляется введением фторсодержащих добавок (обычно флюорита или
криолита) позволяющих в результате связывания водорода со фтором проводить удаление
водорода в виде соединения HF.
Материалы и методы исследования
При
разработке
технологии
сварки
под
флюсом
с
использованием
углеродфторсодержащей добавки [1,2] на основе отходов алюминиевого производства масс.
%: Al
2
O
3
= 21-46,23; F = 18-27; Na
2
O = 8-15; К
2
O =0,4 – 6; CaO= 0,7- 2,3; SiO
2
= 0,5-2,48;
Fe
2
O
3
= 2,1-3,27; C
общ
= 12,5-30,2; MnO=0,07-0,9; MgO = 0,06-0,9; S= 0,09-0,19; P=0,1-0,18
одним из изучаемых вопросов был механизм удаления водорода из металла сварного шва,
находящегося в контакте с жидким шлаком. При этом исходили также из того, что наряду с
*
Работа выполнена в СибГИУ в рамках проектной части Государственного задания Минобрнауки РФ
№ 11.1531.2014/к