\ш - Л;а, А,, Аж, А,и - Аг,(2.82)

Атв+ Вг Ств, \в + Вг - Сг,(2.83)

А,в - В,, + СГ) Аж - Вж + СГ)(2.84)

+ Вте ^ Сте + Эг, ^+ Вг - Ств+ Эг,(2.85)

где индексы «тв», «ж» и «г» означают соответственно твердую, жидкую и газообразную фазы, а штрих — аллотропный переход.

Приведенные уравнения соответствуют описанию испарения, фазовых переходов, окисления, разложения, восстановления, которые характерны для сварочных процессов.

Для изучения свойств сердечников проволок использовали термогравиметрию (ТГ), дифференциальный термический анализ (ДТА), дифференциальную сканирующую калориметрию (ДСК) и анализ выделенного газа (АВГ). ТГ-анализ производился на термоанализаторе модели 1090 фирмы «ОиРоШ» (США). Модуль термоанализатора ТГА-951 позволяет непрерывно регистрировать значение и скорость изменения массы образца как функцию температуры или времени в контролируемой проточной атмосфере.

Основу для расчетов кинетических параметров термохимических реакций с образованием газовой фазы составляет формальное кинетическое уравнение 1109—112|:

_^ = *а\(2.86)

где — — изменение во времени доли образца (х), вступившего ах

в реакцию; п — порядок реакции; к — удельная константа скорости реакции.

Температурная зависимость к описывается известным уравнением Аррениуса. Соотношение между а и изменением массы описывается уравнением

-da = -^dm,(2.87)

где щ — начальная масса образца; ттах — максимальное измене-

ние массы. Интегрируя левую часть от т0 до а, а правую от 0 до т, получаем

« =-^MflW-m).(2-88)

Подставив (2.88) в (2.86), запишем к по уравнению Аррениуса; и продифференцировав выражение в логарифмической форме, получим [ПО, 1131:

.dm Е . п — = -—— + ЯІП dx RT

+ nln(mmax-m). (2.89)

Разность для двух близких моментов времени равна:

Е дГО = п_ д1"1*г/ (2 90)

Ш^п~^т) [т) Д1п(ттах -т)'

Таким образом, согласно [ПО, 113], по уравнению (2.90) оценивается порядок реакции и энергия активации.

Кинетика газообразования при нагреве и плавлении порошковых сердечников. Методы ТГ и ДТА применялись при скоростях нагрева исследуемого вещества 10.100 °С/мин. В реальном сварочном процессе оболочка порошковой проволоки и ее сердечник нагреваются со скоростью, достигающей 10б °С/мин. Поэтому данные, полученные при низких скоростях нагрева, дают завышенные количественные оценки образования защитной атмосферы. Для оценки газообразования при высоких скоростях нагрева материалов сердечника разработан метод прогнозировании степени развития реакций с использованием кинетических параметров, вычисляемых по данным серий экспериментов термического анализа со сравнительно низкими скоростями нагрева.

Для определения кинетических параметров твердофазных термохимических реакций использовался изоконверсионный метод, предложенный Флинном и Уоллом 1109, 112, 113].

Уравнение Аррениуса описывает скорость реакции в конденсированной фазе:

ах

RT

^Яехр --£г/(а),(2.91)