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有关防腐螺旋钢管产品的表面张力

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有关防腐螺旋钢管产品的表面张力

发布日期:2019-12-16 作者:鼎航管道 点击:

一般来说,如果钎料与防腐螺旋钢管在液态和固态下均无相互作用,则它们之间的润湿性就很差;若钎料和母材之间能相互溶解或形成金属间化合物,则液态钎料就能较好地润湿。此外,钎料中添加表面活性物质时,可明显减小液态钎料的表面张力,改善钎料对母材的润湿性。母材金属表面氧化物的影响在常规条件下,大多数金属表面都有一层氧化膜,氧化膜的熔点一般都比较高,在钎焊温度下为固态,其表面张力值很低,因此,钎焊时将导致0sG<0Ls,产生不润湿现象,表现为钎料成球而不铺展另外,许多钎料合金表面也存在一层氧化膜,当钎料熔化后被自身的氧化膜包覆,此时,钎料与母材之间是两种固态的氧化膜在接触,因此产生不润湿。例如当用A-Si共晶钎料(熔点577℃)置于A母材防腐螺旋钢管(熔点660℃)上加热到600℃时钎料熔化,但不在母材表面上铺展。液态钎料因受固态氧化膜的制约而成为不规则球形。此时用加热的钢针刺入钎料并刺破母材氧化膜,钎料就会在母材与其表面的氧化膜之间铺展,从而将Al203膜“抬起”,形成“皮下潜流”现象。所以在钎焊过程中必须采取适当的措施来去除母材和钎料表面的氧化膜,以改善钎料对防腐螺旋钢管的润湿。母材表面状态的影响母材表面粗糙度在许多情况下会影响钎料对其润湿。在实际钎焊过程中,不同钎料在不同状态的表面上的润湿情况也不同。例如,将Cu和LF21铝合金的圆片分成四份,分别采用抛光、钢丝刷刷、砂纸打磨和化学清洗的方法处理。

        在Cu的中心位置放Sn60Pb40钎料,在LF21铝合金片中心放置Sn80Zn20钎料进行铺展实验。防腐螺旋钢管实验结果表明,在Cu试片上以钢丝刷刷过的区域处铺展面积最大,在抛光区域处的铺展面积最小;但在LF21铝合金试片上各部分的铺展面积几乎相同。铜试片上铺展面积的差异显然是由于不同的表面处理方法产生不同的表面粗糙度,从而影响到铺展面积。而对LF21铝合金来说,由于Sn80Zn20钎料与母材之间的相互作用十分强烈,母材的显微不平处迅速溶解进入钎料,从而降低了表面粗糙度的影响,使得各部分的铺展面积基本相同由此可见,母材的表面粗糙度对与它相互作用弱的钎料的润湿性有明显的影响。这是因为较粗糙表面上的纵横交错的细槽对于液态钎料起到了特殊的毛细管作用,促进了钎料沿防腐螺旋钢管表面的铺展,改善了润湿性。但是表面粗糙度的特殊毛细管作用在液态钎料同母材相互作用较强烈的情况下不能表现出来,因为这些细槽会迅速被液态钎料溶解而不复存在。但并非钎焊温度越高越好,温度过高,钎料铺展能力过强,会造成钎料流失,即钎料流散到不需要钎焊的部位,而不易填满钎缝。同时温度过高还可能造成母材晶粒长大、过热、过烧及钎料熔蚀母材等问题。因此必须综合考虑钎焊温度的影响,在实际钎焊过程中,通常钎焊温度较钎料液相线高30~80℃。

        钎焊保温时间的影响钎焊过程中,钎焊温度下保温时间增加到一定极限时会导致润湿角减小;防腐螺旋钢管进一步增加保温时间,不会影响润湿边界角的变化钎料成分对钎料的铺展性影响很大。在某些情况下,钎焊时沿母材表面钎料的铺展分为两个阶段:第一阶段是表面张力作用下的快速铺展,第二阶段是慢铺展(次铺展)。防腐螺旋钢管某些成分的合金会发生次铺展,例如用含30%~70%铅的钎料钎焊铜时会发生次铺展。这种现象的本质与母材和钎料之间形成比初始状态的钎料具有更高润湿能力的合金有关。有时在第二阶段铺展的钎料面积会发生某种程度的降低或次铺展的效果完全消失。这种情况与相互作用双方物质的物理化学性能及钎焊温度有关。如某些钎料在温度为250C时本身具有次铺展作用,而在300℃时这种作用完全消失。钎焊接头一般是异种材料之间的冶金接合。在钎焊过程中,液态钎料在毛细填缝的同时会与母材发生相互扩散作用,这种扩散作用包括母材原子冋液态钎料中的扩散(即通常所说的溶解)以及钎料组分向母材中的扩散。钎料与母材之发生的这些相互作用使得钎焊接头的成分与组织同钎料原有成分和组织有很大别,其结构和组成是不均匀的,钎缝结构一般由三个区域组成。

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