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粉煤灰是煤燃烧过程中产生的固体废物之一,粉煤灰的综合治理以及资源化利用,已成为我国一项重要的技术经济政策,也是协调我国资源匮乏和电力生产所造成环境污染之间矛盾的重要途径。粉煤灰中的Al2O3、SiO2和其他碱性金属氧化物等成分均可作为活性焊剂使用。 为提高钨极氩弧焊焊接效率,降低焊接活性剂的成本,将粉煤灰作为活性剂并研究它对焊接电弧及焊缝的影响。首先,开发设计了焊接电弧特性和焊接热循环实时采集系统以及焊接电弧直径和电弧力的测试装置,分析涂覆粉煤灰时焊接过程的电流和电压、焊接热循环、电弧直径、焊接电弧力的演化规律。其次,研究了不同配比的SiO2、Al2O3混合粉末对焊缝形貌、微观组织和焊接电弧的影响。在明确活性剂对焊接电弧特性影响规律的基础上,阐述了粉煤灰活性剂作用机理。最后,以粉煤灰为活性剂,在Q235钢上进行焊接,并对它们的焊缝形貌、组织及性能进行研究。 实验结果表明:涂覆高铝粉煤灰焊缝熔深最高可达2.61mm,是无活性剂的1.7倍;涂覆高硅粉煤灰焊缝熔深最高可达3.19mm,是无活性剂时的2.1倍;涂覆粉煤灰活性剂使焊接电弧电压升高、电弧收缩、焊缝温度增加、电弧力变大,在热和力的综合作用下焊缝熔深增加;粉煤灰活性剂中SiO2在焊缝熔深增加及组织细化方面起主要作用,但单纯SiO2活性剂焊缝成形不佳,Al2O3的存在可以起到改善焊缝成形的作用;与无活性剂的焊缝相比,涂覆高铝粉煤灰和高硅粉煤灰活性剂的Q235钢焊缝表面成形良好且焊缝力学性能及耐蚀性均有提高,而后者尤为突出。