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精密管技术

精密无缝亮钢管熔池结晶规律

精密无缝亮钢管焊缝中非自发晶核质点大大降低了熔池中因熔池内液体金属过热而导致合金元素烧损严重,这也是导致精密无缝亮钢管焊缝中柱状晶产生的原因之一。4.精密无缝亮钢管熔池在流动状态下结晶,钢锭的结晶是在钢锭模具中静态地进行的,而在一般熔焊时,则是随热源移动而发生的。

金属在精密无缝亮钢管熔池内的熔融和凝固过程是同时进行的,熔池的前半部abc在熔池的后半部cda进行凝固过程。搅拌作用是在焊接过程中产生的,由于气体的吹出、焊条的摆动和熔池内的气体逸出而产生。这样可以有效地消除气体和夹杂,从而获得致密、性能良好的精密无缝亮钢管焊缝。

精密无缝亮钢管

熔池结晶的一般规律,14精密钢管熔池金属晶体与一般金属晶体基本相同,同样包括成核和晶核的生长过程。因熔池的凝固特性,光亮管精密钢管熔池结晶有其自身的规律。1.精密无缝亮钢管熔池中晶核的形成由金属学理论可知,产生晶核的热力学条件是,过冷导致自由能降低,结晶过程的动力学条件为自由能降低。

精密无缝亮钢管焊接工艺可同时满足两种条件。按照晶体理论,有两类晶核:自发晶核和非自发晶核。但是,液相中无论是自发或非自发晶核的形成,都要消耗一定的能量。EK=16πσ33ΔF2V(5-1)式中,自发晶核形成所需的能量是在液相中形成自发性晶核的能量是EK=16πσ33ΔF2V(5-1)型中的σ---新相与液-相间的表面张力系数。非自发晶核在精密无缝亮钢管焊接熔池结晶过程中起主要作用。

定尺精密光亮钢管液相金属中存在非自发晶核,会降低形成临界晶核所需的能量,有利于结晶化。E′K=16πσ33ΔF2V2-3cos4θ33ΔF2V2-3cos4θ+cos3θ(5-2)即E′K=EK2-3cos4θ+cos3θ(5-3)型中θ—非自发晶核的浸润角(见图5-2)。(5-3)可见,当θ=0°时,EK=0,说明在精密无缝亮钢管液相中存在大量悬浮质,并且有一些现成表面。E′K=EK,表明在液相中只有自发晶核存在,没有现成的非自发晶核表面。

精密无缝亮钢管

所以,E¤K/EK=0~1,而E¤K/EK=0~1,¤K/EK=0~1,即当精密无缝亮钢管液相中有现成表面时,形成临界晶核所需的能量就会减少。实验结果表明,角θ的大小决定了二十号精密钢管新相晶核与现成表面之间的表面张力。

若新相晶核与液相中原来现成表面固体颗粒的晶体结构越相似,即点阵与晶格常数相似,则两者间的表面张力越小,角θ也越小,那么非自发晶核的能量也越小。焊后,精密无缝亮钢管熔池内可能会出现两种现成表面:一种是合金元素或杂质的悬浮点,通常这种现成表面没有明显效果。

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