Soldag. insp. vol.16 número2

(Recebido em 04/10/2010; Texto inal 17/03/2011).

Artigo originalmente pu blicado no C O N S O L D A 2009 ,

Vitreous Matrices Evaluation of th e SiO₂-Al₂O₃-CaO-MgO Sy stem f or agglomerate Flux es across th e optic B asicity and structural-ch emical Criteria

Raf ael Q u intana- P u ch ol, C arlos R. G ómez - P érez , Amado C ru z - C res po, L orenz o P erdomo- G onz ález

C entro de I nv es tigación de S oldadu ra (C I S ), F acu ltad de I ngeniería M ecánica, U niv ers idad C entral “M arta Abreu ” de L as V illas , C arretera a C amaj u aní k m. 5 ½, S anta C lara, V illa C lara, C P . 5 48 30, C u ba.

E . mail: rq u in@ u clv .edu .cu .

R esumen

L a cons titu ción es tru ctu ral y la natu ralez a iónica o molecu lar de las matrices alu minos ilicáticas v ítreas en es tado líq u ido es tán gobernadas f u ndamentalmente por la relación molar O : (S i+ Al), q u e du rante el proces o de s oldadu ra repercu ten en s u s propiedades termodinámicas , q u ímicas y f ís icas , as í como en s u s interacciones con la gota metálica y el baño de s oldadu ra. E n f u s iones alu minos ilicáticas ,las interacciones del ión O2- _{con otras s u s tancias de la matriz del f u ndente no aleado y con los metales de aporte}

y bas e s on de cons iderable importancia du rante la cons titu ción del metal depos itado mediante el proces o s oldadu ra au tomática baj o

f u ndente (S AW ). E n el pres ente trabaj o, s e v alora la corres pondencia entre los índices de bas icidad clás icos y v arios índices de bas icidad óptica acorde a los criterios Z h ang (B O_{Z h}), D u f f y e I ngram (B O_D) y el propu es to en es te trabaj o por los au tores (B O_P), as í como también

entre B O_P y la relación molar O : (S i+ Al) de cada matriz . Todo es to brinda criterios es tru ctu ro- q u ímicos de las matrices y de s u activ idad metalúrgica. A partir de u n anális is termodinámico s e determina la pos ible cantidad oxígeno en el metal depos itado, con lo cu al s e

es tima las pos ibles propiedades f ís ico- mecánicas del mis mo.

Palabras claves. B as icidad óptica, matrices v ítreas , oxígeno en metal depos itado

Abstract. Th e s tru ctu ral cons titu tion and ionic or molecu lar natu re of th e glas s y matrix in liq u id alu minos ilicates are gov erned mainly by th e molar ratio O : (S i + Al), and du ring th e w elding proces s af f ect its th ermody namic, ch emical and ph y s ical properties as w ell as in th eir interactions w ith th e metal droplet and th e w eld pool. I n alu minos ilicate f u s ion, O2- _{ion interactions w ith oth er s u bs tances f rom th e}

u nalloy ed lu x matrix and iller metals and bas e are of cons iderable importance du ring th e f ormation of th e w eld metal by s u bmerged arc w elding proces s (S AW ). I n th is s tu dy , as s es s ing th e relation betw een th e clas s ical bas icity index and s ev eral optical bas icity indices u s ing criteria according to Z h ang (B O_{z h}), D u f f y and I ngram (B O_D) and th e propos ed in th is w ork by th e au th ors (B O_P) and als o betw een th e

B O_P and th e molar ratio O : (S i + Al) in each matrix. Th is prov ides s tru ctu ral- ch emical criteria f or th e matrices and th eir metallu rgical activ ity . F rom a th ermody namic analy s is one can determine th e oxy gen amou nt in th e w eld metal, w h ich allow to es timate th e pos s ible ph y s ical and mech anical properties of its elf .

Key words. O ptical bas icity , F lu x v itreou s matrixes , w eld metal oxy gen

1 . I ntroducción

L a c onst it uc ión e st ruc t ural y la nat urale z a iónic a o m ole c ular de las e sc orias silic át ic as e n e st ado líq uido e st án gobe rnadas

f undam e nt alm e nt e por la re lac ión O : Si o O : ( Si+ Al) , re lac ión q ue durant e e l proc e so de soldadura re pe rc ut e e n las propie dade s t e rm odinám ic as, m e t alúrgic as, q uím ic as y f ísic as de la m ism a y de sus int e rac c ione s c on la got a m e t álic a y e l baño de soldadura

[ 1] .

L a pre se nc ia de l ión nuc le of ílic o O2- _{libre ( base dura)}

e n la m at riz y la e sc oria líq uidas e s un h e c h o e st udiado y su c ant idad de pe nde de la basic idad [ 1] . L as int e rac c ione s de l ión O2- _{c on ot ras sust anc ias de la m at riz de l f unde nt e no ale ado} y c on los e le m e nt os q uím ic os de l m e t al de aport e y base son de c onside rable im port anc ia durant e la c onst it uc ión de l m e t al de l c ordón y de l c om port am ie nt o ope rat iv o de la e sc oria e n e l proc e so SAW [ 2] .

E n e l proc e so SAW c on f unde nt e s aglom e rados no-ale ados e s posible la int e rac c ión de l m e t al líq uido c on e l ox íge no gase oso de l aire oc luido e nt re los granos de l f unde nt e [ 3] ; sin e m bargo, la f undam e nt al f ue nt e de ox íge no la c onst it uy e la int e rac c ión de l f unde nt e líq uido ( m at riz f undida) c on h ie rro líq uido de la got a y de l baño de soldadura durant e los proc e sos R E D O X , aunq ue , t am bién, una im port ant e part e de l inc re m e nt o de l ox íge no e n e l c ordón pue de se r aport ada por e l H₂O adsorbida o c onst it uc ional

E l h ie rro, e nt re ot ros m e t ale s, pre se nt a la c apac idad lim it ada de disolv e r e l ox íge no y de re t e ne r e n su se no e l óx ido f orm ado, e m pobre c ie ndo así sus propie dade s f ísic o-m e c ánic as. E l F e O e s m arc adam e nt e soluble e n ac e ros de baj o c arbono a 1535 ºC , su solubilidad se inc re m e nt a c on la t e m pe rat ura y , al dism inuir ést a, se se para c om o una f ase inde pe ndie nt e e n f orm a de inc lusión e ndóge na. E n ac t uale s re pre se nt ac ione s de la e st ruc t ura de las m asas f undidas de F e se plant e a q ue e l ox íge no e st á pre se nt e e n f orm a de O2- _{y no e n f orm a de F e O [ 4] . No obst ant e , e l ión} O2- _{no pue de t ransf e rirse de la m at riz f undida al m e t al líq uido} sin e l t raspaso de l c at ión F e2+_{, y a q ue e n c aso c ont rario se v iola} e l princ ipio de ne ut ralidad e léc t ric a de las f ase s e n c ont ac t o ( e sc oria-m e t al) .

E l surgim ie nt o de dif e re nt e s t e orías sobre e l c arác t e r ác ido-base de las sust anc ias e s un int e nt o inic ial de c lasiic ar,

prim e ram e nt e , las re ac c ione s q uím ic as h om ogéne as e n m e dio líq uido y e n e st ado gase oso [ 5] . E l uso de los c onc e pt os q uím ic os de ac ide z y basic idad se h a t ransf e rido, e n m uc h os c asos, de una f orm a dire c t a y arbit raria para v alorar los dif e re nt e s f e nóm e nos e n los proc e sos m e t alúrgic os de la side rurgia y ést as e x pe rie nc ias se h an aplic ado h ist óric am e nt e de f orm a c asi dire c t a a los proc e sos de soldadura aut om át ic a por arc o baj o f unde nt e y m anual c on e le c t rodos re v e st idos ( SAW y SM AW , por sus siglas e n inglés) , e nt re ot ros.

E s inc ue st ionable q ue las e sc orias de soldadura por arc o

e léc t ric o se dif e re nc ian e se nc ialm e nt e de las side rúrgic as de l h orno de arc o e léc t ric o, no sólo por su c om posic ión q uím ic a y sus f unc ione s isic oq uím ic as, sino, ade m ás, por la re lac ión e sc oria/ m e t al líq uido, durac ión, las c ondic ione s y m odo de int e rac t uar la f ue nt e e ne rgét ic a c on e l binom io e sc oria-m e t al; no obst ant e , algunos princ ipios ge ne rale s de la c onst it uc ión ( nat urale z a) de la e sc oria y los c onoc im ie nt os sobre su c om posic ión q uím ic a y su int e rac c ión m e t alúrgic a c on e l m e t al líq uido pre se nt an una se m e j anz a indudable c on las prim e ras. Por t ant o, e se ac e rv o ac um ulado brinda una v aliosa h e re nc ia c ognosc it iv a.

E n e l proc e so de soldadura aut om át ic a ( SAW ) , las int e rac c ione s sólido-líq uidos, q ue son e st able c idas e nt re la e sc oria líq uida y los granos de l f unde nt e , de los q ue e lla se nut re

c onst ant e m e nt e y e l c ont ac t o e nt re ést a y e l m e t al líq uido, de c uy o re sult ado se c onst it uy e la unión soldada, son f e nóm e nos

de e se nc ial im port anc ia para de inir las propie dade s f ísic o-m e c ánic as de l c ordón y su sanidad, c arac t e ríst ic as q ue de pe nde n de l c arác t e r ác ido-básic o de las e sc orias. E n la ac t ualidad

e x ist e n m ás de una t re int e na de f órm ulas q ue e x pre sa num éric a o e st adíst ic am e nt e e l c arác t e r ác ido-básic o de los f unde nt e s [ 6] . E nt re e st os índic e s se e nc ue nt ra la basic idad ópt ic a ( B O ) , c uy os f undam e nt os f ue ron de sarrollados por D uf f y e t al. [ 7, 8 ] y aplic ado c on éx it o por D at t a y Pare k t [ 9 ] a c onsum ible s de soldadura e n los proc e sos de soldadura por arc o.

E n últ im a inst anc ia los c onc e pt os de ác ido y base de los e st ados sólidos y f undidos se e nc ue nt ran ínt im am e nt e re lac ionados c on e l niv e l de de sarrollo de los c onoc im ie nt os ac e rc a de la e st ruc t ura int e rna de las sust anc ias e n los e st ados sólido y líq uido, de la dist ribuc ión e le c t rónic a e n e l e nlac e q uím ic o de los c om pue st os y de las int e rac c ione s sust anc ia-m e dio ( ia-m e t al-e sc oria-ia-m e dio c irc undant e ) . L a e st ruc t ura de una e sc oria v ít re a am orf a e s sim ilar a la de un líq uido v isc oso, no

e x ist e un arre glo e st ruc t ural de inido de largo alc anc e , pe ro sus propie dade s e lást ic as son t ípic as de un sólido isót ropo.

E l obj e t iv o princ ipal de e st e t rabaj o e s re aliz ar una v alorac ión de la basic idad ópt ic a e n m at ric e s v ít re as de l sist e m a de óx idos SiO₂-Al₂O₃-C aO -M gO y c om parar los v alore s obt e nidos c on los de ot ros índic e s de basic idad f orm ulados de dif e re nt e s f orm as y c óm o e st os índic e s de la basic idad ópt ic a se c orre lac ionan c on las c arac t e ríst ic as e st rut uro-q uím ic as de e st as m at ric e s, c on e l ac c ionar t e rm odinám ic o y m e t alúrgic o de la m ism a y , inalm e nt e , c on e l c ont e nido de [ O ] e n e l m e t al de posit ado por SAW .

2. Fundamentos

2. 1 . Estructura de las matrices y la electronegatividad

L as m at ric e s f undidas y c e rám ic as de los f unde nt e s aglom e rados no ale ados para la SAW , q ue c onst it uy e n una

part e im port ant e de su m asa ( > 8 5 % ) , son f re c ue nt e m e nt e alum osilic at os c om ple j os, q ue pre se nt an un e m paq ue t am ie nt o m ás o m e nos c om pac t o de v olum inosos anione s O2-_{( F}-_{) , donde}

c ada uno de ést os anione s pue de e st ar rode ados e n un plano por ot ros se is y e n e l v olum e n por ot ros se is adic ionale s, t re s arriba y t re s de baj o de e se prim e r plano, c onf orm ando ot ros dos nue v os planos parale los al prim e ro. L a supe rposic ión de e st os t re s planos, e n un orde nam ie nt o c e rc ano e n sust anc ias am orf as, prov oc a q ue c ada ión O2- _{se e nc ue nt re rode ado por ot ros 12 ( NC = 12, X I I )}1_, oc asionando la aparic ión de c av idade s t e t raédric a ( NC = 4, I V) y oc t aédric as ( NC = 6; VI ) , e n donde se inse rt an los c at ione s I V_Si4+_, I V,VI_Al3+_, VI_{C a}2+_, VI_{M g}2+ _{y ot ros. E n e l e m paq ue t am ie nt o} de nsam e nt e c om pac t o de ione s O2-_{( F}-_{) , e n orde nam ie nt o de}

re d c rist alina, e l núm e ro de c av idade s t e t raédric as e s e l doble de las oc t aédric as [ 10 ] , pe ro no t odas de be n e st ar oc upadas por c at ione s; la re lac ión de lle nado de e st as c av idade s e st á re gida por las dim e nsione s de los c at ione s inse rt ados y la ne ut ralidad e léc t ric a de la sust anc ia. L a inse rc ión de un c at ión e n uno u ot ro t ipo de e st os int e rst ic ios e st ruc t urale s, así c om o la disposic ión e spac ial e nt re sí inluy e n e n e l grado de l c arác t e r ác ido-base de l c om pue st o. E n las e sc orias v ít re as am orf as o de baj o grado de c rist alinidad obt e nidas por la soldadura de arc o e léc t ric o ( SAW , SM AW ) , los c at ione s, Mn+_{, se agrupan c on los anione s O}

2-f orm ando t e t rae dros [ M O₄]y - _{u oc t ae dros [ M O} 6]

z -_{, q ue no e st án} dispue st os e nt re sí c on una re gularidad e spac ial bie n de inida.

L a v ariac ión de las propie dade s de un át om o aislado re spe c t o a uno c om binado e st á asoc iada a las c arac t e ríst ic as de e nlac e pre se nt e , q ue e s m anif e st ac ión de la dispe rsión ( de nsidad) de la c arga e le c t rónic a e nt re los át om os q uím ic am e nt e c om binados. A m ay or e st abilidad de los c om ple j os aniónic os f orm ados por

c at ione s, Mn+ _{y anione s ox íge no O}2-_{, [ M O} 4]

y -_{, [ M O} 6]

z -_{, pre se nt e s}

e n la e sc oria, m e nor se rán sus c apac idade s de m anif e st ar e l c arác t e r ác ido-base e n una c ondic ión dada. E st a e st abilidad se

e x pre sa por la f ort ale z a de l e nlac e q uím ic o e nt re e llos, q ue e s una e x pre sión de la e ne rgía ne c e saria para rom pe r un solo e nlac e

de l c om ple j o aniónic o. E n base a la m e c ánic a ondulat oria, Pauling c alc uló, t om ando la supe rposic ión de los orbit ale s s-s

c om o unidad de re f e re nc ia, las f ort ale z as re lat iv as de v arios e nlac e s c ov ale nt e s, c uy os v alore s se e x pone a c ont inuac ión [ 11] :

s–s = 1,00 s–sp3 _{= 2,00}

s–p = 1,73 s–dsp2 _{= 2,694}

s–sp = 1,93 s-d2_sp3 _{= 2,923}

s–sp2 _{= 1,99 p–p = 3,00}

L a e le c t rone gat iv idad, χ, de un e le m e nt o e s la c apac idad

( f ue rz a) de l át om o de l e le m e nt o de at rae r e le c t rone s c uando f orm a part e de un c om pue st o. E st a fuerza de at rac c ión e le c t rost át ic a

de l e le c t rón por e l núc le o de un át om o ( e le c t rone gat iv idad) se gobie rna por la le y de C oulom b [ 12] :

[ N] ( 1)

D onde e e s la c arga e n e l e le c t rón ( 1,60 2∙10-19 _{C ) , r e l radio} c ov ale nt e de l ión ( x ∙10-10 _{m ) ,} ε

o c onst ant e die léc t ric a e n e l v ac ío

( 8 ,8 5∙10-12 _C2_{/( N∙m ) ) y Z}*_{la c arga nuc le ar e f e c t iv a c alc ulada por}

las re glas de Slat e r [ 12] . L as f ue rz as obt e nidas de e st a f orm a pue de n aj ust arse a la e sc ala de e le c t rone gat iv idade s de Pauling,

χP [ 11] , m e diant e la f órm ula siguie nt e :

( 2)

Aq uí r se e x pre sa e n Å.

2. 2. B asicidad óptica y sistema de óx idos

E l c onc e pt o de basic idad ópt ic a ( B O ) , de nom inada por Λ por v arios aut ore s [ 7-9 ] , e st á asoc iada a la dist ribuc ión de la c arga

e le c t rónic a ( porc ión de l c arác t e r iónic o) de l e nlac e M -O e n un “ox íc om pue st o” ( e le c t rone gat iv idad, χ) , q ue e s c onse c ue nc ia

de la ac c ión de la c arga e le c t rónic a e f e c t iv a Z*_{, port ada por}

los ione s de l c om pue st o. Por lo e nunc iado ant e riorm e nt e , re sult a q ue la basic idad ópt ic a e s un parám e t ro de pe ndie nt e de la e le c t rone gat iv idad y q ue pue de c onst ruirse a part ir de los c onc e pt os c lásic os de la ac ide z de L e w is. Por t ant o, la basic idad ópt ic a pe rm it e c lasii c ar a los “ox íc om pue st os” e n una e sc ala de ac ide z q ue e st á re f e rida a la m ism a base O2-_{, por lo q ue la}

int e rac c ión de las radiac ione s, e nm arc adas f undam e nt alm e nt e e n e l rango ult rav iole t a ( U V, λ: 10 0 h ast a 40 0 0 Å) y v isible

(λ: 40 0 0 h ast a 8 0 0 0 Å) y , e n m e nor m e dida, e n e l inf rarroj o c e rc ano ( I R , λ: supe riore s a 8 0 0 0 Å) , c on lám inas de lgadas de

sust anc ias c ont e nt iv as de l ión ox íge no ( O2-_{) , pe rm it e c uant ii c ar} e l c arác t e r ác ido-básic o de la sust anc ia e n c ue st ión, t ant o am orf as c om o c rist alinas. L as m e didas de la longit ud de onda (λ) de l m áx im o ( c orrim ie nt os de λ) y las c arac t e ríst ic as de l pe ri l de las bandas ( su anc h o de banda) de l e spe c t ro de absorc ión de e st as radiac ione s son parám e t ros q ue e x pre san e n c ie rt a m e dida e l pode r donant e de e le c t rone s de l anión O2- _{al c at ión M}n+ _{e n e l}

óx ido M O_y ( y = n/2) . E l pode r polariz ant e de l c at ión Mn+ _{inl uy e} e n la c apac idad de l anión O2- _{de dar o c om part ir una part e de su}

) ( 744 , 0 359 ,

0 ₂* f P

r

Z

_χ

χ

c arga, lo q ue e st á t am bién inl ue nc iado por e l NC de Mn+ _{c on} re spe c t o al O2-_{. E n re sum e n, para át om os e le c t rone gat iv os, su} banda de absorc ión se c orre h ac ia la re gión de longit ude s de onda m ay ore s, e s de c ir de l ult rav iole t a al v isible , al aum e nt ar las proporc ione s de l c arác t e r c ov ale nt e e n e l e nlac e . Sin e m bargo, para los át om os e le c t roposit iv os se obse rv a un e f e c t o opue st o: al aum e nt ar e l c arác t e r c ov ale nt e de l e nlac e , la banda de adsorc ión se c orre h ac ia e l v iole t a.

Por c onse c ue nc ia de e st os e f e c t os y ot ros aspe c t os, se pue de usar la e le c t rone gat iv idad para c uant ii c ar e l c arác t e r ac ido-básic o de las sust anc ias sólidas o f undidas. A e st e raz onam ie nt o h an arribado aut ore s e n v arias public ac ione s [ 7-9 ] .

E nt re los pione ros sobre e l e st udio de la basic idad ópt ic a de sust anc ias v ít re as am orf as se e nc ue nt ra D uf f y y c olaboradore s [ 7, 8 ] , q uie ne s c onst ruy e ron una e sc ala q ue se c om port a sat isf ac t oriam e nt e para la m ay oría de los óx idos s-p, pe ro no pre se nt a e sa m ism a re gularidad para los óx idos de los m e t ale s de t ransic ión ( orbit ale s d y f) [ 9 ] . E n la e sc ala de basic idad de

D uf f y (DΛ_{) se de signó al C aO e l v alor de la unidad (}DΛ C aO = 1) .

E n e st udios ant e riore s, se usó e l sist e m a de e st ado c uat e rnario SiO₂-Al₂O₃-C aO -M gO para la obt e nc ión de m at ric e s v ít re as de f unde nt e s aglom e rados a part ir de las posibilidade s q ue brinda

la c om posic ión q uím ic a de m e z c las binarias de c onc e nt rados de c aolín y dolom it a [ 13] . E n e sa m ism a líne a de pe nsam ie nt o de t rabaj o, se e nc ont ró la m e j or m e z c la de c aolinit a y dolom it a para la c ual la m at riz obt e nida pulv e riz ada y aglom e rada c on v idrio líq uido se c om port ó, baj o la ac c ión de l arc o e léc t ric o, ac e pt able m e nt e a part ir de los c rit e rios t e c nológic os y m e t alúrgic os norm ados para e l proc e so SAW [ 14] . E l obj e t iv o de e st e t rabaj o e s v alorar e l c om port am ie nt o de la basic idad ópt ic a ( B O ) de una se rie de m at ric e s v ít re as obt e nidas usando solam e nt e c onc e nt rados de c aolín y dolom it a y de t e rm inar q ué re lac ión pre se nt a la basic idad ópt ic a c on ot ros índic e s de basic idad c om únm e nt e e m ple ados e n la soldadura por arc o e léc t ric o y , t am bién, c on la e st ruc t uro-q uím ic a de c ada m at riz .

3. Materiales, métodos y valoración

3. 1 . Conf ormación de las matrices

E n la T abla 1 se e x pone las c om posic ione s q uím ic as de los c onc e nt rados m ine rale s de c aolín ( C ) y dolom it a ( D ) , se c ados a 110 ºC y c alc inados a 10 0 0 ºC .

A part ir de e sos análisis q uím ic os se re aliz ó una se rie de se is m e z c las binarias, las q ue se dif e re nc ian una de la ot ra e n 5 % e n pe so re spe c t o a c ada c om pone nt e m ine ral.

T abla 1. C om posic ión q uím ic a, e n % e n pe so de c aolín y dolom it a se c ados a 110 ºC y c alc inados a 10 0 0 ºC

re spe c t iv am e nt e

Óxidos

Caolín Dolomita

Seco 110 ºC

(%)

Calcinado 1000 ºC

(%)

Secada 110 ºC (%)

calcinada 1000 ºC

(%)

SiO2 57,62 63,29 0,84 1,42

Al2O3 26,5 29,11 0,4 0,68

Fe₂O₃ 1,08 1,19 0,06 0,1

MnO 0,01 0,01 1,00 1,7

CaO 0,01 0,01 38,6 65,46

MgO 0,51 0,56 18 30,52

Na₂O 0,1 0,11 0,04 0,07

K2O 4,21 4,62 0,03 0,05

TiO₂ 1 1,1 0 0

cv* 8,96 0 41,03 0

*componente volátil: H₂O en el caolín y CO₂ en la dolomita

T abla 2. C om posic ión q uím ic a, e n % e n pe so, de m asa granulada de las m at ric e s obt e nidas de m e z c las binarias de

c aolín y dolom it a

Óx idos

C om binac ione s binarias de c aolín ( C ) y dolom it a ( D )

C -70 + D -30

C -65+ D -35

C -60 + D -40

C -55 + D -45

C -50 + D -50

C -45 + D -55

SiO₂ 44,72 41,63 38 ,55 35,45 32,35 29 ,26

Al₂O₃ 20 ,58 19 ,16 17,74 16,32 14,9 0 13,47

F e O 0 ,8 6 0 ,8 1 0 ,75 0 ,70 0 ,65 0 ,59

M nO 0 ,52 0 ,60 0 ,69 0 ,77 0 ,8 6 0 ,9 4

C aO 19 ,65 22,9 1 26,19 29 ,46 32,73 36,0 1

M gO 9 ,55 11,0 5 12,54 14,0 4 15,53 17,0 4

K₂O 3,25 3,0 2 2,79 2,56 2,34 2,11

Na₂O 0 ,10 0 ,10 0 ,0 9 0 ,0 9 0 ,0 9 0 ,0 9

T iO₂ 0 ,77 0 ,72 0 ,66 0 ,61 0 ,55 0 ,49

E n la T abla 2 se obse rv a q ue e l c ont e nido porc e nt ual de los c uat ros óx idos de l sist e m a c uat e rnario de f ase s e n las m at ric e s obt e nidas se e nc ue nt ra e n un rango re lat iv am e nt e e st re c h o, e nt re 9 4,5 y 9 5,78 % e n pe so. Ade m ás, los v alore s de las re lac ione s m ásic as e nt re SiO₂/Al₂O₃ y C aO /M gO son prác t ic am e nt e c onst ant e s, lo q ue signii c a q ue e l c ont e nido de los c uat ro óx idos ( SiO₂, Al₂O₃, C aO y M gO ) de c ada m at riz f orm a un punt o e n un se gm e nt o de re c t a de nt ro de l t e t rae dro de c om posic ión. L os se is punt os, c orre spondie nt e s a las c om posic ione s de las m at ric e s de e st e se gm e nt o, se e nc ue nt ran c e rc anos a las isot e rm as, q ue

re pre se nt an t e m pe rat uras de f usión e nm arc adas e nt re 130 0 y 1420 ºC se gún las z onas Anort it a, M e lilit a y M e rw init a de l diagram a c uat e rnario de f ase s SiO₂-Al₂O₃-C aO -M gO [ 15] . E st as

t e m pe rat uras se e nc ue nt ran e nt re 10 0 y 20 0 ºC por de baj o de la t e m pe rat ura de ac e ros no ale ados de baj o c ont e nido de c arbono, propie dad e x igida a las m at ric e s para la f orm ac ión de e sc orias e n e l proc e so SAW .

3. 2. D eterminación de la b asicidad por dif erentes ex presiones

D e bido a e st e c arác t e r line al de la c om posic ión q uím ic a de las m at ric e s se podrá v alorar las de pe nde nc ias q ue h ay e nt re e l índic e de basic idad ( I B ) propue st o por T uliani e t al.[ 16] , e l propue st o por Pot apov ( B ) [ 17] y v arios índic e s de basic idad

ópt ic a ( B O ) ac orde a los c rit e rios Z h ang [ 18 ] , D uf f y e I ngram [ 8 ] y e l propue st o e n e st e t rabaj o por sus aut ore s, se gún la f órm ula

( 7) . T odas e sas f órm ulas para e l c álc ulo de l índic e de basic idad se e x pone n a c ont inuac ión.

F órm ula de T uliani e t al.:

( 3)

F órm ula de Pot apov :

( 4)

F órm ula de Z h ang sobre la basic idad ópt ic a,

( 5)

D onde n_i e s e l núm e ro de los át om os de ox íge nos e n óx ido, p. e j . 2 para SiO₂, 3 para Al₂O₃; x_i y Λ_i, son e l porc e nt aj e m olar y la basic idad ópt ic a de l c om pone nt e i, re spe c t iv am e nt e . L os

v alore s de basic idad ópt ic a para c ada óx ido se re port an e n la T abla 3.

T abla 3. Valore s de e le c t rone gat iv idad de los e le m e nt os se gún Pauling, χ_M [ 11] , y la basic idad ópt ic a de los óx idos,

ΛM x O y ( B O ) se gún la e sc alda de D uf f y [ 8 ]

Óxidos SiO2 Al2O3 FeO MnO CaO MgO Na2O K2O TiO2

χM 1,8 1,5 1,7 1,5 1,0 1,2 0,9 0,8 1,5

ΛMxOy 0,48 0,59 0,51 0,59 0,99 0,78 1,15 1,36 0,59

F órm ula s de D uf f y y I ngr am [ 8 ] : ( 6)

y

Λ

i

M se c alc ula m e dia nt e ( 6a ) : ( 6a )

E n ( 6) , z+

i

M

f e s la f rac c ión de la c arga sobre e l ox íge no e n una m e z c la de óx idos “ne ut raliz ada” por Miz+ y Λ z+

i

M se

c alc ula a part ir de la e le c t rone gat iv idad de Pauling [ 11] , z+

i

M

χ

F órm ula s de D uf f y y I ngr am [ 8 ] : ( 6)

se gún la e c uac ión ( 6a) .

F órm ula de sarrollada por los aut ore s de l pre se nt e t rabaj o:

( 7)

D ónde : z+

i

M

Z e s la c arga asoc iada al c at ión, z+

i

M

N núm e ro de m ole s de l c at ión, Z_O2− c arga de l ión ox íge no, N_O2− núm e ro

de m ole s de ión ox íge no y z+

i

M

χ

E n la T abla 4 se re sum e n t odos los v alore s de basic idad c alc ulados para las m at ric e s de la T abla 2, obse rv ándose q ue los m ism os aum e nt an c on e l inc re m e nt o de l c ont e nido de dolom it a, t e nde nc ia q ue re sult a lógic a de e spe rar. Sin e m bargo los v alore s de I B y B pre se nt an una m arc ada dif e re nc ia, q ue no se m anii e st a e nt re los v alore s de las dif e re nt e s basic idade s ópt ic as ( B O ) . Sin e m bargo, al aum e nt ar la basic idad de la m at riz los v alore s de las basic idade s ópt ic as ( B O ) se dif e re nc ian m arc adam e nt e de los de I B y B , pe ro m ant ie ne n la m ism a t e nde nc ia.

T abla 4. Valore s de dif e re nt e s Índic e s de B asic idad y B asic idade s Ópt ic as se gún las f órm ulas ( 3) , ( 4) … ( 7)

B as icidades

C - 70 + D - 30

C - 6 5 + D - 35

C - 6 0 + D - 40

C - 5 5 + D - 45

C - 5 0 + D - 5 0

C - 45 + D - 5 5

B , P otapov [ 17] 0, 741 0, 9 13 1, 111 1, 344 1, 6 22 1, 9 5 9

I B , Tu liani[ 16 ] 0, 5 9 2 0, 725 0, 8 79 1, 06 0 1, 276 1, 5 37

B O_{Z h}, Z h ang[ 18 ] 0, 5 9 8 0, 6 10 0, 6 19 0, 6 33 0, 6 46 0, 6 6 5

B O_D, D u f f y [ 8 ] 0, 6 08 0, 6 23 0, 6 35 0, 6 5 3 0, 6 6 9 0, 6 8 7

B O_P, P u ch ol 0, 6 04 0, 6 19 0, 6 35 0, 6 5 2 0, 6 6 9 0, 6 8 7

E nt re los v alore s de las dif e re nt e s basic idade s ópt ic as ( B O_D, B O_{Z h} y B O_P, T abla 4) se e st able c e n las de pe nde nc ias ( 8 ) y ( 9 ) :

( 8 )

( 9 )

L a c orre sponde nc ia e nt re las dif e re nt e s basic idade s ópt ic as (B O_D, B O_{Z h} y B O_P) e s alt a ( alt o v alor de R2_{) , a pe sar de q ue sus}

f orm ulac ione s son dif e re nt e s. E llo indic a q ue los princ ipios f ísic os y q uím ic os t om ados para su de sarrollo son c oinc ide nt e s.

E n la F igura 1 se obse rv a una bue na c orre sponde nc ia e nt re los v alore s de I B y B , q ue v ie ne dado por e l re lat iv o alt o v alor de R2_{. E st o indic a q ue para e l c aso e st udiado de una v ariac ión} c ont inua de la c om posic ión q uím ic a, la basic idad c alc ulada de las re lac ione s m olare s ( B ) pre se nt a una bue na c orre lac ión c on e l índic e s de basic idad ( I B ) , c alc ulados a part ir de la c om posic ión q uím ic a e x pre sada e n por c ie nt os para I B y e n m ole s para B . E st a alt a c orre lac ión e nt re I B y B no de be e spe rarse al c om parar basic idade s de m at ric e s de f unde nt e s c orre spondie nt e s a una se rie de c om posic ione s q uím ic as m uy dif e re nt e s e nt re sí.

F igura 1. D e pe nde nc ia e nt re los índic e s de basic idad I B y B .

E n la F igura 2, se e x pone la de pe nde nc ia e nt re la basic idad ópt ic a ( B O_P) y la re lac ión I B /B . L a alt a c orre lac ión dada por R2 _{c oni rm a q ue la basic idad ópt ic a e s un parám e t ro q ue re l e j a} ac e rt adam e nt e e l c arác t e r ác ido básic o de las m at ric e s e n e st udio a part ir de los c rit e rios c lásic os, lo q ue e s, e n gran part e , c onse c ue nc ia de la line alidad de la c om posic ión q uím ic a de las m ue st ras.

F igura 2. D e pe nde nc ia e nt re la B O_P y la re lac ión de índic e s de basic idad I B /B .

3. 2. R elación de la b asicidad óptica con el ox ígeno estructural

T e nie ndo e n c ue nt a la c ant idad de m ole s de át om os de ox íge no pre se nt e s e n la m asa f undida, se pue de dar c rit e rios de la re ac t iv idad e n “e st ado f undido” de las m at ric e s alum osilic át ic as ( T abla 5) .

Por e j e m plo, e n una m at riz sólida ne t am e nt e silic át ic a, la re lac ión O : Si e x pre sa e l grado de “polim e riz ac ión” de l anión c om ple j o [ Si_xO_w]z - _{( z = 2w - 4x ) , así c om o e l núm e ro de át om os} de ox íge no c om part idos e nt re los t e t rae dros [ SiO₄]4-_{. E n e l}

c aso de una m at riz líq uida, e st a re lac ión m anii e st a, ade m ás, la c ant idad e n e x c e so de ione s O2- _{re spe c t o a la “m oléc ula” ác ida}

SiO₂ ( O : Si = 2) . E n un i losilic at o c om o la c aolinit a, e l anión c om ple j o [ Si₄O₁₀]4- _{pre se nt a un e x c e so de 0 ,5 O}2- _{( 10 /4= 2,5) ,}

T abla 5. C ant idad de m ole s ox íge no y la re lac ión O /( Si+ Al

M ue st ras C -70 + D -30 C -65+ D -35 C -60 + D -40 C -55+ D -45 C 50 + D -50 C -45+ D -55

M ol-O 2,7778 2,7236 2,669 4 2,6152 2,561 2,50 68

O /( Si+ Al) 2,419 4 2,548 4 2,69 8 2,8 738 3,0 8 31 3,3367

e x c e so de ione s O2- _{e n la m at riz , t am bién e n la e sc oria re sult ant e ,} ést a se rá m e nos ác ida ( m ás básic a) . I gual suc e de c on e l anión c om ple j o [ Si_xAl_yO_w]z - _{( z = 2w - 4x - 3y ) , donde se e nt re laz an los} t e t rae dros [ SiO₄]4- _{c on los [ AlO}

4]

5- _{c om part ie ndo los ox íge nos} pue nt e s ( -Si-O -Al-) . Aq uí, e l e x c e so de ione s O2- _{pre se nt a un} m ay or signii c ado básic o, de bido a la c ont ribuc ión de l ión [ AlO₄]5-_{, q ue se m anii e st a por e l v alor num éric o de la re lac ión} O : ( Si+ Al) re spe c t o al SiO₂.

Ac orde a la T abla 5, a m e dida q ue c re c e e l v alor de la re lac ión O /( Si+ Al) , e l anión c om ple j o [ Si_xAl_yO_w]z - _{se h ac e}

m e nos v olum inoso e n la m asa f undida, dism inuy e ndo la v isc osidad para una t e m pe rat ura dada. Ade m ás, aum e nt a la re ac t iv idad de e st a m asa, así c om o la int e rac c ión c on e l m e t al de l baño de soldadura, de m ane ra q ue se m anii e st a una m ay or ac t iv idad m e t alúrgic a e n la z ona L₁, donde e l baño de soldadura

absorbe ox íge no ( F igura 3) .

F igura 3. C orre lac ión e nt re O /( Si+ Al) y la basic idad ópt ic a B O_P

E n la F igura 3 se de m ue st ra una alt a c orre lac ión e nt re la re lac ión O /( Si+ Al) y la basic idad ópt ic a B O_P, q ue e st á

e x pre sada por e l alt o v alor de l c oe i c ie nt e de de t e rm inac ión ( R2_{) , c oni rm ando, así, lo dic h o e n e l párraf o ant e rior re spe c t o} al de sm e m bram ie nt o de l anión c om ple j o [ Si_xAl_yO_w]z - _{e n anione s}

m e nos c om ple j os c on e l aum e nt o de la basic idad, c oinc idie ndo c on los re sult ados pre c e de nt e s de los aut ore s [ 19 ] .

L o q ue prov oc a q ue los c ont e nidos de silic io [ Si]_d y ox íge no

[ O ]_d disue lt os ( d) e n e l m e t al de l baño de soldadura dism inuy an signii c at iv am e nt e , aspe c t o q ue e st á re port ado por K ou ( 20 0 3) [ 20 ] . E l c ont e nido de silic io y ox íge no e n e l m e t al de soldadura e st á re gido, e n part e , por la e c uac ión ( 10 ) .

[ Six Aly O w ] z - ⇋ n[ Si] d + m [ O ] d + [ Six -nAly O w -m ] z ´- ( 10 )

D onde z ´ e s e l v alor absolut o de la c arga de l anión c om ple j o

re sult ant e y se c alc ula z ´= [ 2∙( w -m ) - 4∙( x -n) - 3∙( y -n) ] . E l signo

ne gat iv o e s la c arga inalt e rable de l anión c om ple j o re sult ant e de la re ac c ión ( 10 ) .

3. 4 . R elación entre la b asicidad óptica y el contenido de ox ígeno en el metal

Si se c onside ra q ue [ O ]_d de la e c uac ión ( 10 ) re pre se nt a la c onc e nt rac ión [ F e O ] e n e l baño de soldadura, z ona L₁ ( F igura

4) c olindant e c on la líne a C , e nt onc e s pue de c onside rarse e l proc e so m e t alúrgic o siguie nt e :

2[ F e O ]_soluc.⇋2[ F e ]_{soluc .} + O₂↑ ( 11)

L a c onst ant e de e q uilibrio de la e c uac ión ( 11) pue de e x pre sarse de la f orm a siguie nt e :

( 12) .

D onde e s la pre sión de disoc iac ión

q ue de pe nde no sólo de la t e m pe rat ura, sino t am bién de la c onc e nt rac ión de l ox íge no ( [ F e O ]_{soluc .}⇋ [ F e ]_{soluc .}+ [ O ] ) ; e s

la pre sión de de sc om posic ión de l F e O e n la soluc ión sat urada, q ue sólo de pe nde de la t e m pe rat ura (∆Go _{= − R T lnP}

O 2) ; aF e y

a_{F eO} son las ac t iv idade s de los c om pone nt e s de la soluc ión e n la z ona L₁ ( F igura 4) .

F igura 4. D iagram a de e q uilibrio F e -O c e rc ano a la t e m pe rat ura de solidii c ac ión de l baño de soldadura.

C onside rando q ue F e O pre se nt a una baj a solubilidad e n F e_{( l)}, las ac t iv idade s de la e c uac ión ( 12) pue de n e sc ribirse así:

a_{F e =} N_{F e}/N_{F e ,sat urado} ≈ [ % -F e ] /[ % -F e ]_{sat urado}≈ 1 y a_{F e O =} N_{F e O}/ N_{F e O ,sat urado} ≈ [ % -F e O ] /[ % -F e O ]_{sat urado}≈ 1.

D onde N e s la f rac c ión m olar. Sust it uy e ndo e st as e x pre sione s alt e rnat iv as de las ac t iv idade s e n la e c uac ión ( 12) se obt ie ne :

( 13)

D e la e c uac ión ( 13) se pue de de spe j ar , obt e niéndose :

( 14)

A part ir de la e c uac ión ( 13) y c onside rando la ( 14) se pue de f orm ular la e ne rgía libre de G ibbs de l proc e so e n c ue st ión:

( 15)

D e e st as e c uac ione s se de duc e q ue c uando [ F e O ] → 0 , e nt onc e s → 0 y ∆G →∞, lo q ue signii c a q ue aunq ue e x ist a m ínim as c onc e nt rac ione s de ox íge no ( O₂) e n e l m e dio, e l F e_l lo

absorbe rá, ox idándose .

E n la i gura 4 la líne a G , q ue div ide las z onas L₁ y L₁+ L₂, re pre se nt a la solubilidad m áx im a de ox íge no e n F e_l e n e l rango

de t e m pe rat ura de 18 0 1 h ast a 20 0 0 K y se m anii e st a se gún la e c uac ión siguie nt e :

( 16)

E l c ont e nido m áx im o de ox íge no e n F e_(l) e n e l rango de

t e m pe rat ura de 18 0 1 a 20 0 0 K osc ila, se gún la e c uac ión ( 16) , e nt e 0 ,168 y 0 ,375% . Al solidii c arse e l F e_(l), una part e de l

e x c e so de ox íge no e n F e_(l) se de spre nde y la ot ra se c onv ie rt e e l inc lusione s e ndóge nas de F e O .

E n dist int os rangos de t e m pe rat ura, e l h ie rro sólido pre se nt a v arias m odii c ac ione s alot rópic as, q ue m anii e st an dist int as solubilidade s de ox íge no e n f unc ión de la t e m pe rat ura.

E l α-F e ( h ast a 10 41 K ) y δ-F e ( e nt re 1667-18 11 K )

pre se nt an e l m ism o t ipo de re d c rist alina ( c úbic a c e nt rada e n e l c ue rpo) , por t ant o, la solubilidad m áx im a de l ox íge no se rige por la m ism a de pe nde nc ia de la t e m pe rat ura:

( 17)

E l c ont e nido de ox íge no q ue pue de n absorbe r las m odii c ac ione s c ubic a c e nt rada e n las c aras de l β-F e ( e nt re 10 41

K ) y γ-F e ( e nt re 118 5 y 1667K ) v ie ne dado por la e c uac ión ( 18 ) .

( 18 )

L os c álc ulos de v alore s de los c ont e nidos m áx im os de ox íge no [ O ] obt e nidos c on las f órm ulas ( 17) y ( 18 ) para c ada una de las m odii c ac ione s alot rópic as de l F e se e x pone n e n la T abla 6.

( 13)

( 14)

( 16)

T abla 6. Valore s de c ont e nidos t e óric os de ox íge no e n las v arie dade s alot rópic as de l F e

F orm a alot rópic a T e m p., ( K )m áx . _{( % )}[ O ]

α 30 0 1,65∙10-18

10 41 4.9 4∙10-5

β 10 41 5,66∙10-5

118 5 1,9 8 ∙10-4

γ 118 5 1,9 8 ∙10-4

1667 2,70 ∙10-4

δ 1667 5,53∙10-3

18 0 1 9 ,9 1∙10-3

F e_{( l)} 18 0 1 1,68 ∙10-1

E n la T abla 6 se obse rv a q ue e l t ransit o de l α-F e a β-F e

aum e nt a e l c ont e nido de ox íge no m uy poc o, sin e m bargo al oc urrir la t ransic ión de γ-F e a δ-F e , e l inc re m e nt o de l c ont e nido de ox íge no e s de 20 ,5 v e c e s. Al f undirse e l h ie rro a 18 0 1 K , la c apac idad de absorbe r ox íge no e s 16,9 v e c e s c om parada c on la de l δ-F e , pe ro c om parada c on α-F e a 10 41 K e s de 340 0 v e c e s.

C on c ada una de las m at ric e s granuladas y se c adas ( T abla 2) se de t e rm inó e l ox íge no c ont e nido e n la t e rc e ra c apa de posit ada por e l proc e so SAW , c uy o v alor se m ue st ra e n la T abla 7. L os v alore s prom e dios de t re s de t e rm inac ione s de l c ont e nido de ox íge no de l últ im o c ordón, obt e nido c on las dif e re nt e s m at ic e s, osc ilan alre de dor de 7,5 % y se e x pone n e n la T abla 7.

T abla 7. C ont e nido prom e dio de ox íge no e n % de l últ im o c ordón de posit ado por SAW

Muestra C-70+_D-30 C-65+_D-35 C-60+_D-40 C-55+_D-45 C50+_D-50 C-45+_D-55

[O], % 0,0655 0,0515 0,0454 0,0362 0,0325 0,0245

Para re aliz ar la e v aluac ión de las c arac t e ríst ic as t e c nológic as, de la m at riz granulada, se part e de la se le c c ión de l régim e n de de posic ión, se gún re c om e ndac ione s de H e rre ra [ 21] , por lo q ue se ut iliz aron planc h as de ac e ro C t -3 ( proc e de nc ia rusa, su

e q uiv ale nt e A36 e n AST M ) de 10 m m de e spe sor, 150 m m de longit ud y 70 m m de anc h o y un alam bre -e le c t rodo C b-0 8 de 1,2 m m de diám e t ro ( proc e de nc ia rusa, su e q uiv ale nt e E L 8 K , se gún AW S-A5.17) , e m ple ando un régim e n de soldadura de : I_s = 20 0

A, V_a = 25-26 V y v_s =0 ,75 m .m in-1 .

L os re lat iv os alt os v alore s de los c ont e nidos de ox íge no de los c ordone s c om parados c on las posibilidade s de las dif e re nt e s v ariac ione s alot rópic as de re t e ne r e l ox íge no, se de be a q ue la v e loc idad de e nf riam ie nt o durant e e l proc e so SAW e s de m asiado alt a para q ue e l proc e so de e x pulsión de ox íge no se re alic e c om ple t am e nt e e n c ada m odii c ac ión alot rópic a de l h ie rro. No obst ant e se obse rv a q ue los v alore s de los c ont e nidos de ox íge no e n los c ordone s son c oinc ide nt e s c on los re port ados por ot ros aut ore s [ 22-24] .

E n la F igura 5 se e x pone e st a de pe nde nc ia, obse rv ándose q ue los índic e s de c orre sponde nc ia R2 _{son alt os y c asi c oinc ide nt e s}

de las f unc ione s log( B ) = f[ O ] y log( B O_P) = f[ O ] .

F igura 5. D e pe nde nc ia de B y B O p e n f unc ión de l c ont e nido de ox íge no e n e l c ordón de soldadura.

Si se q uie re sabe r q ué c ant idad de ox íge no, q ue h a sido re t e nido por e l m e t al de posit ado m e diant e SAW usando c om o f unde nt e s m at ric e s f undidas de l sist e m a c uat e rnario SiO₂-Al₂O₃

-C aO -M gO , pue de dispone r de las e c uac ione s siguie nt e s:

log[ O ] = -7.568 6∙log( B O p) – 2.8 317 ( 19 )

y log[ O ] = -0 ,9 628 ∙log( B ) – 1,3113 ( 20 )

E n la prác t ic a se h a re port ado q ue la c apac idad de l α-F e

de re t e ne r ox íge no e s aprox im adam e nt e 0 ,0 3% y la de l γ-F e e s 0 ,0 0 3% [ 17, 25, 26] , c onc e nt rac ione s q ue son inf e riore s a los c ont e nidos de t e rm inados e n los 6 c ordone s de soldadura ( T abla 7) . L as c ant idade s de ox íge no at óm ic os proc e de nt e s de las m at ric e s, q ue son adsorbidas por e l m e t al de posit ado t am bién re basa la c apac idad t e óric a de solubilidad de las

dif e re nt e s v arie dade s alot rópic as a las dif e re nt e s t e m pe rat uras, pe ro, sin e m bargo, se e nc ue nt ra por de baj o de la c apac idad de absorc ión de ox íge no de l F e_{( l)} ( T abla 6) , por lo q ue su pre se nc ia

e n e l m e t al de posit ado sólido se e nc ue nt ra prác t ic am e nt e e n su t ot alidad re t e nido e n f orm a de F e O . E st os c ont e nidos de F e O prov oc an t e nsione s int e rnas, q ue de t e rioran algunas de las

propie dade s m e c ánic as de l c ordón, dism inuy e ndo la c apac idad de de f orm ac ión de l m ism o, t al c om o se obse rv a e n la F igura 6 ac orde a lo re port ado por Se f e rian [ 25] .

F igura 6: C om port am ie nt o de las propie dade s m e c ánic as de l ac e ro de bido a las ac c ione s de l ox íge no disue lt o; H -dure z a, K -R e sile nc ia, A% -Alarga- m ie nt o, se gún Se f e rian [ 25] .

4 . Conclusiones

1. E n m at ric e s v ít re as c orre spondie nt e s a un sist e m a de óx idos de l t ipo SiO₂-Al₂O₃-C aO -M gO , c onst it uido a part ir de m e z c las binarias de c onc e nt rados de c aolín y dolom it a, la basic idad

ópt ic a ( B O ) pre se nt a una alt a c orre sponde nc ia c on los índic e s de basic idad ( I B ) propue st o por T uliani [ 16] y e l propue st o por Pot apov [ 17] , por lo q ue se pue de ut iliz ar para pronost ic ar la c apac idad ox idant e o de sox idant e de las e sc orias re sult ant e s, así c om o ot ras propie dade s m e t alúrgic as.

2. L os f undam e nt os e n q ue se basan los c álc ulos de la basic idad ópt ic a pue de n dar c rit e rios sobre la e st ruc t uro-q uím ic a de las m asas f undidas de los alum osilic at os ( e c uac ión ( 10 ) ) y v alorar la inlue nc ia de su ac t iv idad m e t alúrgic a sobre e l m e t al de l baño de soldadura baj o la ac c ión de l arc o e léc t ric o, lo q ue e st á e x pre sado por la c orre lac ión e x ist e nt e e nt re la re lac ión O / ( Si+ Al) y la basic idad ópt ic a B O_P ( F igura 3) .

3. L a basic idad ópt ic a ( B O p) pre se nt a una bue na c orre lac ión c on los c ont e nidos de ox íge no e n e l m e t al de posit ado por SAW al usar m at ric e s de l sist e m a c uat e rnario de óx idos SiO₂-Al₂O₃

-C aO -M gO , q ue se e nm arc an de nt ro de los niv e le s re port ados y q ue se pue de usar para pronost ic ar las propie dade s m e c ánic as

de los de pósit os obt e nidos ( F igura 5) .

5 . Agradecimientos

Agrade c e m os al pe rsonal de l laborat orio de AC I NO X -T unas e n la de t e rm inac ión de l c ont e nido de ox íge no e n los de pósit os de soldadura e n e st e t rabaj o.

6 . B ib liograf ía

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