不锈钢焊条工艺性能研究及新型高效不锈钢焊条研制

一、前言 不锈钢焊条由于焊芯电阻大,热膨胀系数大,在施焊过程中药皮易发红开裂,严重恶化工艺性能,甚者焊接三分之二时,药皮脱落,不能继续施焊,造成很大浪费。由于解决药皮发红开裂问题和改善工艺性能的根本途径在于提高焊条熔化系数和改变熔滴过渡形态,因而,本课题具有较大的理论和实际意义。     

药皮组分对不锈钢焊条工艺性能的影响规律

焊条药皮成分对不锈钢焊条工艺性能有较大的影响。通过对近百种焊条的药皮组分进行调配，发现碳酸盐与氯化物的比值对稳弧性、焊接飞溅以及焊缝成型等性能的影响很大。TiO2与硅铝酸盐之比应不小于3．5：1，以防止出现粘渣。加入硅、钛等强脱氧剂会显著改善焊条的脱渣性能。药皮厚度对焊条工艺性能也有较大的影响。药皮厚度越大，焊接飞溅率越低，脱渣性能越好。     

防潮焊条的初步研究

本文阐述了酚醛树脂溶液用作焊条粘结剂的可能性。指出了树脂浓度对焊条制造工艺,药皮强度和焊接工艺性能等方面的影响。并且还列举了这种焊条耐水性能和机械性能等试验资料。     

奥132焊条工艺稳定性研究

通过对奥１３２焊条药皮熔化速度和膨胀系数的测定，研究了金红石、长石、大理石、萤石和白泥等五种主要组分对酸性不锈钢焊条药皮熔化速度和膨胀系数的影响规律，并研制出了焊接工艺性能稳定的新奥１３２焊条。该研究对于酸性不锈钢焊条新品种的开发具有实际参考价值。     

EDZCr型耐磨焊条的研制

根据耐磨性和工艺性的要求，结合我国资料情况，运用正交试验法，研究设计了EDZCr型耐磨焊条的药皮成分，分析了药皮重要系数分别为53%和104％的两种焊条在焊接电流分别为100A、180A、200A、240A时的堆焊层的硬度、金相组织和性能。结果表明：用该焊条堆焊，不需专用设备，容易掌握，堆焊层硬度高，耐磨性好；药皮重量系数和焊接工艺对堆焊层性能有较大影响，生产中须根据具体情况确定。     

双电极钛钙型碳钢焊条焊芯间距对焊接工艺及电弧形态的影响

采用平板堆焊的方法及高速摄像系统，研究了双电极钛钙型碳钢焊条的焊芯间距对焊接工艺和电弧形态的影响。结果表明，双电极钛钙型碳钢焊条的焊芯间距是影响电弧电压的最重要因素。在焊接过程中，调节双电极焊条与工件间距对电弧电压的影响很小；随着焊芯间距的增大，电弧电压升高，焊条套筒形状由两边尖、中间凹逐渐变为两边凹、中间凸的形状，焊接电弧由小而集中变为大而分散。对于药皮质量系数为45．6％、直径为4mm的双电极钛钙型碳钢焊条(双焊芯)，在电流为200A的条件下，当焊芯间距为1．2～1．7mm时焊缝成形较好。     

电容法测定低氢型焊条药皮湿度

通过测定低氢型焊条Ｊ５０７的药皮湿度和电容量的相关关系，发现在药皮湿度低于２．０％的范围内，焊条药皮的湿度值和电容量有很好的线性关系，由此可以通过测定焊条的电容量来确定焊条药皮的湿度．     

药皮组分对不锈钢焊条工艺性能的影响规律

焊条药皮成分对不锈钢焊条工艺性能有较大的影响。通过对近百种焊条的药皮组分进行调配 ,发现碳酸盐与氟化物的比值对稳弧性、焊接飞溅以及焊缝成型等性能的影响很大。TiO2 与硅铝酸盐之比应不小于 3.5∶1,以防止出现粘渣。加入硅、钛等强脱氧剂会显著改善焊条的脱渣性能。药皮厚度对焊条工艺性能也有较大的影响。药皮厚度越大 ,焊接飞溅率越低 ,脱渣性能越好。     

电容式焊条药皮湿度测定仪的研制

研制成功的电容式焊条药皮湿度测定仪，由电容式湿度传感器、测量运算电路、Ａ／Ｄ转换和ＬＣＤ显示电路组成，可对焊条药皮湿度进行快速、无损检测，并可现场操作．采用脉宽调制和开关电容滤波电路可保证对传感器电容量的精确测量，设计弹性对开管式传感器极大限度地消除了金属管与焊条药皮之间的空气间隙，提高了传感器灵敏度．     

EDZCr型耐磨焊条的研制

根据耐磨性和工艺性的要求 ,结合我国资源情况 ,运用正交试验法 ,研究设计了EDZCr型耐磨焊条的药皮成分 ,分析了药皮重量系数分别为53%和104 %的两种焊条在焊接电流分别为100A、180A、200A、240A时的堆焊层的硬度、金相组织和性能。结果表明 :用该焊条堆焊 ,不需专用设备 ,容易掌握 ,堆焊层硬度高 ,耐磨性好 ;药皮重量系数和焊接工艺对堆焊层性能有较大影响 ,生产中须根据具体情况确定。     

聚偏氟乙烯粘结剂溶液干燥条件对锂电池用石墨负极附着力的影响

聚偏氟乙烯（PVDF）溶液的干燥条件对其结晶性、粘结强度有很大影响,对制备锂离子电池的电极材料亦有影响．为此,设计了一种薄膜剥皮试验来评估PVDF附着于石墨的机械强度;以XRD和电池循环来测量不同热处理条件下PVDF粘结剂的影响．结果表明,在高于PVDF熔点的温度处理的样品,PVDF具有更高的结晶性和附着力,从而改善了石墨电极的循环性能,还观察到前150次循环过程中的容量逐步上升现象．PVDF的逐渐溶胀被认为是出现该现象的原因．     

碳点修饰硅在锂离子电池中的应用研究

Silicon (Si) particles were functionalized using carbon dots (CDs) to enhance the interaction between the Si particles and the binders. First, CDs rich in polar groups were synthesized using a simple hydrothermal method. Then, CDs were loaded on the Si surface by impregnation to obtain the functionalized Si particles (Si/CDs). The phases and microstructures of the Si/CDs were observed using Fourier-transform infrared reflection, X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and high-resolution transmission electron microscopy. Si/CDs were used as the active material of the anode for electrochemical performance experiments. The electrochemical performance of the Si/CD electrode was assessed using cyclic voltammetry, electrochemical impedance spectroscopy, and constant current charge and discharge experiment. The electrodes prepared with Si/CDs showed good mechanical structure stability and electrochemical performance. After 150 cycles at 0.2 C, the capacity retention rate of the Si/CD electrode was 64.0%, which is twice as much as that of pure Si electrode under the same test conditions.     

Sm掺杂Ti/SnO2-Sb电极电催化氧化性能

采用涂层热解法制备Sm掺杂Ti/SnO2-Sb电极.以C6H5NO3(对硝基苯酚)为目标有机物,考察不同热处理温度、不同Sm掺杂量下制备的电极的电催化性能,采用LSV(线性扫描曲线)、降解曲线和破损的分析方法研究电极的电催化氧化性能和使用寿命.结果表明:最佳热处理温度为550℃,xSn∶xSb∶xSm=100∶10∶1电极的综合性能最好.在降解有机物试验中,不掺杂Sm的电极降解率为74.4%,掺杂率为1%的电极降解率为85.6%,掺杂率为2%的电极的降解效率仅为74.2%.因此,适量的稀土Sm掺杂有利于提高电极的电催化性能.     

石墨烯-钴-聚吡咯复合电极改善藻菌微生物燃料电池性能的研究

通过恒电位法一步将氧化石墨烯、过渡金属Co和聚吡咯（PPy）三者共固定于碳毡电极表面,制备了复合膜电极,采用循环伏安法、交流阻抗对复合电极进行了电化学测试,并将其用作微生物燃料电池（MFC）的阳极和阴极,考察了其对MFC产电性能的改善作用. 结果表明:碳毡电极表面经修饰后,在三者协同作用下碳毡电极的电容显著增大. 这种修饰有效增加了电极比表面积和导电性能,减小了电荷传递阻抗,提高了电极的电子传递效率. 同时,该电极具有良好的生物相容性及稳定性,使藻菌MFC产电功率增大了3.1倍,且内阻减小了76%.     

铅酸蓄电池正极添加剂的研究

对不同添加剂的铅蓄电池正极性能进行了研究。采用６Ｖ－６Ａｈ电池在确保电池性能受正极控制的条件下,测定了含不同添加剂的正极活性物质利用率及电池的湿储存性能,并采用电子扫描电镜法观察了这些电极的表面形态。实验结果表明,导电纤维添加剂可明显提高电极的活性物质利用率,而某些硫酸盐添加剂可显著提高电池的储存性能。     

红外干燥条件下水基锂电池正极涂层黏结剂分布

为探究迁移控制干燥动力学理论在红外辐射干燥条件下的适用性,在红外辐射条件下对水基锂电池正极涂层进行了干燥,应用迁移控制干燥动力学理论对极片内部黏结剂分布规律进行了分析,通过热重分析仪(thermogravimetric analyzer,TGA)对理论分析进行了检验,并使用透反偏光显微镜观察了极片涂层的上、下表面形态,应用百格刀对比了不同干燥条件下极片的力学性能.结果表明:黏结剂分布的理论计算结果与TGA实验数据及显微镜观察结果吻合,说明红外干燥条件下极片内部黏结剂分布符合迁移控制干燥动力学理论,在水分迁移的带动下涂层中黏结剂含量随着距离基材距离的增大而增大.同时,结合力学性能结果和干燥能耗水平显示,在辐射功率为200 W,辐射距离为13 cm时干极片具有较好的力学性能和经济效益.     

C/KOH/Ni（OH）2非对称电容器活化过程电极行为

通过对电极和电极材料的电化学性能测试,分析了C/KOH/Ni(OH)2非对称电容器在活化过程中的正、负电极行为.实验结果表明,表现双电层电化学行为的活性炭负极活化过程相对快速,30周循环后电极性能稳定;Ni(OH)2正极的活化是影响非对称电容性能的关键因素,活化过程中Ni3 在电极上积累,在添加剂的共同作用下,活性物质表层组成发生改变,电极的析氧电位升高,导电性改善,容量性质和快速充放电性能提高.     

Pt—C／PTFE型气体扩散电极制备的研究

用热分解的方法制备Ｐｔ－Ｃ＝ＰＴＦＥ型气体扩散电极，及其他不同电催化剂的气体扩散电极，对其电化学活性进行对比。实验结果表明铂电催化剂的气体扩散电极的电化学活性优于铂－铈合金电催化剂的。     

电催化苯加氢反应中气体扩散电极性能的影响因素分析

将气体扩散电极应用在电催化苯加氢反应中，通过测定电流效率，分析了气体扩散电极的制备因素对其电化学性能的影响。考察了反应温度对苯加氢反应速度和析氢反应速度的影响，推算出苯加氢反应和析氢反应的表观活化能；考察了电解液硫酸的浓度、苯蒸汽的浓度、增湿水蒸气的浓度、载气流速等对电极性能的影响，并确定最佳的外界实验操作条件。应用气体扩散电极前后的反应电流对比表明，气体扩散电极能够有效地提高反应速度。     

铁电池铁电极材料及性能研究进展

通过调查铁电池铁电极材料和性能研究现状,综述了近年来提高铁电极性能方面的研究进展。分析了现有铁电极存在的主要问题并提出了解决方法。特别详细地介绍了锂铁电池铁电极材料制作方法。