專利名稱：用于不銹鋼鎢極氬弧焊的活性劑的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是一種用于不銹鋼鎢極氬弧焊的活性劑。
背景技術：
鎢極氬弧焊幾乎可用于所有金屬的連接，但它也存在焊接熔深淺，生產效率低的缺點。單道焊接不銹鋼，熔深僅3mm左右，對于3mm以上的厚板對接，需要開坡口，填絲，多道焊才能完成，焊接變形也大。對10mm厚的鋼板，通常要焊5、6道才能完成。用鎢極氬弧焊焊接不銹鋼存在的另一個問題是，焊接熔深不易控制，熔深隨著母材中的微量元素(O、S)的波動而波動。在相同的焊接規(guī)范條件下，往往得不到相同的焊接熔深，給實際施工帶來很多的困難。巴頓焊接研究所為了解決鈦合金焊接中存在的上述問題，首次使用了用于鈦合金的活性劑。1997年他們又對不銹鋼進行了研究，并發(fā)明了一種用于不銹鋼的活性劑。針對不銹鋼活性劑存在的缺點，美國愛迪生焊接研究所對其進行了改良，并發(fā)明了SS-7活性劑。上述活性劑僅使用于6mm左右的板厚，也未考慮焊縫的背面成型及對焊接變形的影響。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是有效降低焊縫熔深對母材微量元素波動的敏感性，增加焊接熔深，減少了工件的熱輸入，減少焊接變形。
本發(fā)明是用于不銹鋼鎢極氬弧焊的活性劑，活性劑是由CaO、Fe2O3、SiO2、Cr2O3、TiO2、MnO、B2O3組成，其重量配比為CaO 5～8％、Fe2O35～8％、SiO230～43％、Cr2O312～20％、TiO27～8％、MnO8～11％、B2O320～30％。
本發(fā)明的有益之處使用活性劑后能有效降低焊縫熔深對母材微量元素波動的敏感性。另外，使用活性劑后，焊接熔深顯著增加，但焊接的電流保持不變，所以在相同的焊接電流條件下，減少了工件的熱輸入，焊接的變形是最小的。


圖1a為用于對比本發(fā)明第一個實施例的未涂覆活性劑的焊接熔池形狀圖，圖1b為本發(fā)明第一個實施例中涂覆活性劑的焊接熔池形狀圖。
圖2a本發(fā)明第一個實施例中涂覆和未涂覆活性劑的焊縫正面外觀形貌圖，圖2b本發(fā)明第一個實施例中涂覆和未涂覆活性劑的焊縫背面外觀形貌圖。
圖3本發(fā)明三個實施例焊接接頭金相組織圖，圖3a為焊縫區(qū)金相組織圖，圖3b為過熱區(qū)金相組織圖。
圖4a為用于對比本發(fā)明第二個實施例的未涂覆活性劑的焊接熔池形狀圖，圖4b為本發(fā)明第二個實施例中涂覆活性劑的焊接熔池形狀圖。
圖5a本發(fā)明第二個實施例中涂覆和未涂覆活性劑的焊縫正面外觀形貌圖，圖5b本發(fā)明第二個實施例中涂覆和未涂覆活性劑的焊縫背面外觀形貌圖。
圖6a為用于對比本發(fā)明第三個實施例的未涂覆活性劑的焊接熔池形狀圖，圖6b為本發(fā)明第三個實施例中涂覆活性劑的焊接熔池形狀圖。
圖7a本發(fā)明第三個實施例中涂覆和未涂覆活性劑的焊縫正面外觀形貌圖，圖7b本發(fā)明第三個實施例中涂覆和未涂覆活性劑的焊縫背面外觀形貌圖。
具體實施例方式
第一個實施例本發(fā)明第一個實施例的活性劑重量配比為CaO 5％、Fe2O36％、SiO237％、Cr2O315％、TiO27％、MnO 9％、B2O321％。焊接規(guī)范如表1所示
表1焊接規(guī)范

將一定量的活性劑置于容器中，加入適量丙酮，使其成為糊狀。用扁平毛刷將糊狀活性劑刷涂于待焊工件表面，刷涂厚度以能遮蓋母材本色為宜，刷涂寬度約20mm，每米焊道活性劑消耗量在5g左右，待丙酮揮發(fā)后便可焊接。
其技術效果為1、熔池形狀沒有使用活性劑，對接10mm厚的板，需要開V型坡口，填絲，五、六道才能完成。如圖1a所示，沒有使用活性劑的熔深只有3mm，如圖1b所示，有活性劑的熔深為10mm。使用活性劑的熔寬比無活性劑的熔寬略有減小，熔池的形狀為典型的指狀熔池。焊縫背面的余高小于2mm。
2、焊縫外觀形貌圖2a所示，為焊縫的焊縫正面外觀形貌圖，焊縫在使用活性劑的涂層區(qū)明顯變窄，表面成形良好，有少量黑色的點狀熔渣，正面焊縫略有凹陷。圖2b所示，為焊縫背面外觀形貌圖，沒有使用活性劑區(qū)沒有焊透，使用活性劑涂層區(qū)完全焊透，背面焊縫成形良好，余高小于2mm。
3、焊接接頭金相組織如圖3a所示，使用活性劑后，所得到的焊縫金相組織為90％左右的奧氏體+10％左右的鐵素體+少量σ相，與常規(guī)的氬弧焊組織相同。如圖3b所示，過熱區(qū)也未出現異常的晶粒長大現象。
4、焊縫化學成份母材、常規(guī)氬弧焊焊縫及鎢極氬弧焊焊縫的化學成份如表2所示。由表可見，在不填焊絲的直邊坡口氬弧焊中，使用活性劑與沒有使用活性劑的焊縫成份與母材基本相同。顯然，使用活性劑后對焊縫的化學成份影響不大。
表2化學成份對比(Wt)％

5、焊接接頭的力學性能使用活性劑后，所測定的焊接接頭的力學性能如表3所示。
表3焊接接頭的力學性能

顯然，使用活性劑后對焊接接頭的力學性能也沒有影響。
第二個實施例本發(fā)明第二個實施例的活性劑重量配比為CaO 6％、Fe2O37％、SiO230％、Cr2O317％、TiO27％、MnO 11％、B2O322％。焊接規(guī)范如表1所示。使用活性劑后的技術效果如下1、熔池形狀如圖4a所示，沒有使用活性劑的熔深只有3mm，如圖4b所示，使用活性劑的熔深為10mm。使用活性劑的熔寬比沒有使用活性劑的熔寬明顯減小，熔池的形狀為典型的指狀熔池。焊縫背面的余高小于2mm。
2、焊縫外觀形貌如圖5a所示，為焊縫的正面外觀形貌圖，焊縫在使用活性劑涂層區(qū)明顯變窄，表面成形良好，有少量黑色的點狀熔渣，正面焊縫略有凹陷。如圖5b所示，為焊縫的背面外觀形貌圖，沒有使用活性劑區(qū)沒有焊透，使用活性劑涂層區(qū)完全焊透，背面焊縫成形良好，余高小于2mm。
3、焊接接頭金相組織如圖3a所示，使用活性劑后，所得到的焊縫金相組織為90％左右的奧氏體+10％左右的鐵素體+少量σ相，與常規(guī)的TIG焊組織相同。如圖3b所示，過熱區(qū)也未出現異常的晶粒長大現象。
4、焊縫化學成份母材、常規(guī)氬弧焊焊縫及鎢極氬弧焊焊縫的化學成份如表4所示。由表可見，在不填焊絲的直邊坡口氬弧焊中，使用活性劑與沒有使用活性劑的焊縫成份與母材基本相同。顯然，使用活性劑后對焊縫的化學成份影響不大。
表4化學成份對比(Wt)％

5、焊接接頭的力學性能使用活性劑后，所測定的焊接接頭的力學性能如表5所示。
表5焊接接頭的力學性能

顯然，使用活性劑后對焊接接頭的力學性能也沒有影響。
第三個實施例本發(fā)明第三個實施例的活性劑重量配比為CaO 5％、Fe2O35％、SiO240％、Cr2O312％、TiO28％、MnO 8％、B2O322％。焊接規(guī)范如表1所示。使用活性劑后的技術效果如下1、熔池形狀如圖6a所示，沒有使用活性劑的熔深只有3mm，使用活性劑的熔深為10mm。使用活性劑的熔寬比沒有使用活性劑的熔寬明顯減小，熔池的形狀為典型的指狀熔池。焊縫背面的余高小于2mm。
2、焊縫外觀形貌如圖7a所示，為焊縫的正面外觀形貌圖，焊縫在使用活性劑涂層區(qū)明顯變窄，表面成形良好，有少量黑色的點狀熔渣。如圖7b所示，為焊縫的背面外觀形貌圖，沒有使用活性劑區(qū)沒有焊透，使用活性劑涂層區(qū)完全焊透，背面焊縫成形良好，余高小于2mm。
3、焊接接頭金相組織如圖3a所示，使用活性劑后，所得到的焊縫金相組織為90％左右的奧氏體+10％左右的鐵素體+少量σ相，與常規(guī)的氬弧焊組織相同。如圖3b所示，過熱區(qū)也未出現異常的晶粒長大現象。
4、焊縫化學成份母材、常規(guī)氬弧焊焊縫及鎢極氬弧焊焊縫的化學成份如表6所示。由表可見，在不填焊絲的直邊坡口氬弧焊中，使用活性劑與沒有使用活性劑的焊縫成份與母材基本相同。顯然，使用活性劑后對焊縫的化學成份影響不大。
表6化學成份對比(Wt)％

5、焊接接頭的力學性能使用活性劑后，所測定的焊接接頭的力學性能如表7所示。
表7焊接接頭的力學性能

顯然，使用活性劑后對焊接接頭的力學性能也沒有影響。
權利要求
1.用于不銹鋼鎢極氬弧焊的活性劑，其特征是活性劑是由CaO、Fe2O3、SiO2、Cr2O3、TiO2、MnO、B2O3組成，其重量配比為CaO 5～8％、Fe2O35～8％、SiO230～43％、Cr2O312～20％、TiO27～8％、MnO8～11％、B2O320～30％。
全文摘要
用于不銹鋼鎢極氬弧焊的活性劑，其目的是有效降低焊縫熔深對母材微量元素波動的敏感性，增加焊接熔深，減少了工件的熱輸入，減少焊接變形?；钚詣┦怯蒀aO、Fe
文檔編號B23K9/16GK1733416SQ20051004301
公開日2006年2月15日 申請日期2005年7月19日 優(yōu)先權日2005年7月19日
發(fā)明者樊丁, 張瑞華 申請人:蘭州理工大學