filebar
Методические пособия по сварочным работам

Пути проникновения водорода в сварочную ванну

Пути проникновения водорода в сварочную ванну. Можно представить две схемы поглощения сварочной ванной водорода, образовавшегося при разложении гидратированной влаги.

1. Водород, образующийся при разложении влаги, переходит в газовую фазу и из последней растворяется в сварочной ванне:

4 Al (ж) + H2O = - L Al2O3 + H2 (газ), (45а)

Н2(газ) = 2Н (раствор в жидком алюминии). (456)

2. Растворение водорода происходит в результате непосредственного взаимодействия жидкого металла с влагой, присутствующей в окисной пленке:

4 Al(Mc) + H2O = - L Al2O3 + 2Н

(раствор в жидком алюминии). (45в)

Вероятность протекания реакций (45 а—в) можно оценить по стандартному изменению свободной энергии ??°, пользуясь

Уравнениями, приведенными в работе А. Я· Радина (табл. 2) [7]:

??? = (—105 505 - f 19,007·) ~ .

??° = (+25 254 — 25,584Т); АФ° = (—67 624 — 19,397·) .

Средняя температура ванны, для которой рассчитывается взаимодействие, может быть определена по уравнению В. И. Дятлова [17]:

Хср = 2k (Тпл — T0); k = 0,7,

Где Tm и T0 — температура соответственно плавления свариваемого металла (660° С) и окружающей среды (20° С).

Полученная расчетная величина температуры ванны 1170° К согласуется с экспериментальными данными Д. М. Рабкина [57]. Для принятой средней температуры ванны изменение свободной энергии для реакции (45 а и б) равно

АФ? = (—105505 - J - 19,00-11 170) —55 516 кал/моль·,

АФ°2 = (25 254 — 25,584 -1170) ^ — 4679,28 кал/моль.

Изменение свободной энергии для реакции (45в)

АФз = А (—67 624 — 19,39 · 1170) = —60206,86.

Сравнивая полученные результаты суммарного изменения свободной энергии реакций (45 а и в), можно сделать вывод о большой термодинамической вероятности второго пути взаимодействия водорода с металлом сварочной ванны, поскольку протекание реакции (45 в) более вероятно, чем (45 а).

Яндекс.Метрика