TiO_(2)和Al_(2)O_(3)对CaO-SiO_(2)-CaF_(2)基础焊接渣系熔化特性的影响

研究了TiO_(2)和Al_(2)O_(3)对CaO-SiO_(2)-CaF_(2)基础焊接渣系黏度、熔化温度、表面张力等熔化特性的影响,并利用XRD和拉曼光谱分析四元焊渣的物相和结构特征.结果表明,TiO_(2)含量增加会显著降低焊接熔渣黏度、熔化温度及表面张力,提升熔渣流动性;Al_(2)O_(3)含量增加会使焊接熔渣黏度、熔化温度及表面张力先略有升高后明显降低.CaO-SiO_(2)-CaF_(2)-TiO_(2)和CaO-SiO_(2)-CaF_(2)-Al_(2)O_(3)四元焊渣完全熔化后,其黏度均在0.2 Pa·s以下,继续升温对黏度无显著影响,低于熔化温度后,焊渣随温度降低迅速凝固,呈明显的短渣特性.经XRD和拉曼光谱分析可知,四元焊接熔渣中主要含具有硅酸盐网络结构的Ca_(4)Si_(2)O_(7)F_(2)高熔点相.TiO_(2)和Al_(2)O_(3)的加入均能使硅酸盐网络结构转变成简单四面体结构的[SiO_(4)]_(4−),且含TiO_(2)渣中生成了CaTiO_(3)新相,含Al_(2)O_(3)渣中产生CaF_(2)相和少量Ca_(2)Al(Al SiO_(7))新相.发现了对渣系熔化特性影响较大的TiO_(2)和Al_(2)O_(3)含量敏感区间,对高强钢焊材配方设计具有一定参考意义.创新点:(1)从焊接熔渣的物相和微观结构角度分析了其熔化特性变化的根本原因.(2)发现船用高强钢焊材渣系的TiO_(2)和Al_(2)O_(3)含量敏感区间,为高强钢焊材产品研发提供重要技术支撑.