有關(guān)防腐螺旋鋼管產(chǎn)品的表面張力

一般來(lái)說(shuō)，如果釬料與防腐螺旋鋼管在液態(tài)和固態(tài)下均無(wú)相互作用，則它們之間的潤(rùn)濕性就很差；若釬料和母材之間能相互溶解或形成金屬間化合物，則液態(tài)釬料就能較好地潤(rùn)濕。此外，釬料中添加表面活性物質(zhì)時(shí)，可明顯減小液態(tài)釬料的表面張力，改善釬料對(duì)母材的潤(rùn)濕性。母材金屬表面氧化物的影響在常規(guī)條件下，大多數(shù)金屬表面都有一層氧化膜，氧化膜的熔點(diǎn)一般都比較高，在釬焊溫度下為固態(tài)，其表面張力值很低，因此，釬焊時(shí)將導(dǎo)致0sG<0Ls，產(chǎn)生不潤(rùn)濕現(xiàn)象，表現(xiàn)為釬料成球而不鋪展另外，許多釬料合金表面也存在一層氧化膜，當(dāng)釬料熔化后被自身的氧化膜包覆，此時(shí)，釬料與母材之間是兩種固態(tài)的氧化膜在接觸，因此產(chǎn)生不潤(rùn)濕。例如當(dāng)用A-Si共晶釬料（熔點(diǎn)577℃）置于A母材防腐螺旋鋼管（熔點(diǎn)660℃）上加熱到600℃時(shí)釬料熔化，但不在母材表面上鋪展。液態(tài)釬料因受固態(tài)氧化膜的制約而成為不規(guī)則球形。此時(shí)用加熱的鋼針刺入釬料并刺破母材氧化膜，釬料就會(huì)在母材與其表面的氧化膜之間鋪展，從而將Al203膜“抬起”，形成“皮下潛流”現(xiàn)象。所以在釬焊過(guò)程中必須采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣?lái)去除母材和釬料表面的氧化膜，以改善釬料對(duì)防腐螺旋鋼管的潤(rùn)濕。母材表面狀態(tài)的影響母材表面粗糙度在許多情況下會(huì)影響釬料對(duì)其潤(rùn)濕。在實(shí)際釬焊過(guò)程中，不同釬料在不同狀態(tài)的表面上的潤(rùn)濕情況也不同。例如，將Cu和LF21鋁合金的圓片分成四份，分別采用拋光、鋼絲刷刷、砂紙打磨和化學(xué)清洗的方法處理。? ? ? ? 在Cu的中心位置放Sn60Pb40釬料，在LF21鋁合金片中心放置Sn80Zn20釬料進(jìn)行鋪展實(shí)驗(yàn)。防腐螺旋鋼管實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在Cu試片上以鋼絲刷刷過(guò)的區(qū)域處鋪展面積Z大，在拋光區(qū)域處的鋪展面積Z小；但在LF21鋁合金試片上各部分的鋪展面積幾乎相同。銅試片上鋪展面積的差異顯然是由于不同的表面處理方法產(chǎn)生不同的表面粗糙度，從而影響到鋪展面積。而對(duì)LF21鋁合金來(lái)說(shuō)，由于Sn80Zn20釬料與母材之間的相互作用十分強(qiáng)烈，母材的顯微不平處迅速溶解進(jìn)入釬料，從而降低了表面粗糙度的影響，使得各部分的鋪展面積基本相同由此可見，母材的表面粗糙度對(duì)與它相互作用弱的釬料的潤(rùn)濕性有明顯的影響。這是因?yàn)檩^粗糙表面上的縱橫交錯(cuò)的細(xì)槽對(duì)于液態(tài)釬料起到了特殊的毛細(xì)管作用，促進(jìn)了釬料沿防腐螺旋鋼管表面的鋪展，改善了潤(rùn)濕性。但是表面粗糙度的特殊毛細(xì)管作用在液態(tài)釬料同母材相互作用較強(qiáng)烈的情況下不能表現(xiàn)出來(lái)，因?yàn)檫@些細(xì)槽會(huì)迅速被液態(tài)釬料溶解而不復(fù)存在。但并非釬焊溫度越高越好，溫度過(guò)高，釬料鋪展能力過(guò)強(qiáng)，會(huì)造成釬料流失，即釬料流散到不需要釬焊的部位，而不易填滿釬縫。同時(shí)溫度過(guò)高還可能造成母材晶粒長(zhǎng)大、過(guò)熱、過(guò)燒及釬料熔蝕母材等問(wèn)題。因此必須綜合考慮釬焊溫度的影響，在實(shí)際釬焊過(guò)程中，通常釬焊溫度較釬料液相線高30~80℃。? ? ? ? 釬焊保溫時(shí)間的影響釬焊過(guò)程中，釬焊溫度下保溫時(shí)間增加到一定極限時(shí)會(huì)導(dǎo)致潤(rùn)濕角減小；防腐螺旋鋼管進(jìn)一步增加保溫時(shí)間，不會(huì)影響潤(rùn)濕邊界角的變化釬料成分對(duì)釬料的鋪展性影響很大。在某些情況下，釬焊時(shí)沿母材表面釬料的鋪展分為兩個(gè)階段：**階段是表面張力作用下的快速鋪展，第二階段是慢鋪展（次鋪展）。防腐螺旋鋼管某些成分的合金會(huì)發(fā)生次鋪展，例如用含30%~70%鉛的釬料釬焊銅時(shí)會(huì)發(fā)生次鋪展。這種現(xiàn)象的本質(zhì)與母材和釬料之間形成比初始狀態(tài)的釬料具有更高潤(rùn)濕能力的合金有關(guān)。有時(shí)在第二階段鋪展的釬料面積會(huì)發(fā)生某種程度的降低或次鋪展的效果完全消失。這種情況與相互作用雙方物質(zhì)的物理化學(xué)性能及釬焊溫度有關(guān)。如某些釬料在溫度為250C時(shí)本身具有次鋪展作用，而在300℃時(shí)這種作用完全消失。釬焊接頭一般是異種材料之間的冶金接合。在釬焊過(guò)程中，液態(tài)釬料在毛細(xì)填縫的同時(shí)會(huì)與母材發(fā)生相互擴(kuò)散作用，這種擴(kuò)散作用包括母材原子冋液態(tài)釬料中的擴(kuò)散（即通常所說(shuō)的溶解）以及釬料組分向母材中的擴(kuò)散。釬料與母材之發(fā)生的這些相互作用使得釬焊接頭的成分與組織同釬料原有成分和組織有很大別，其結(jié)構(gòu)和組成是不均勻的，釬縫結(jié)構(gòu)一般由三個(gè)區(qū)域組成。