專利名稱：一種不銹鋼用燒結(jié)焊劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為一種不銹鋼埋弧焊用燒結(jié)焊劑，配合相應(yīng)焊絲，適用于各種不銹鋼的焊接及堆焊。

背景技術(shù)：
目前不銹鋼的焊接通常采用熔煉焊劑，如HJ150、HJ151、HJ172、HJ260等。HJ150和HJ151屬于中硅弱氧化焊劑，由于不銹鋼中合金元素含量高，仍然具有較大的氧化作用，容易引起抗晶間腐蝕和抗熱裂性能下降。HJ260屬于高硅焊劑，氧化性較前兩種更強。HJ172屬于低硅低錳的中性焊劑，氧化性很小，但抗氣孔能力低，極易在焊縫中產(chǎn)生氣孔。燒結(jié)焊劑比熔煉焊劑的燒結(jié)溫度低，其中某些組分可以保留下來，在焊接時發(fā)揮作用，因此明顯提高抗氣孔能力。
不銹鋼埋弧焊用燒結(jié)焊劑尚未見相關(guān)的專利報道。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對以上背景，本發(fā)明通過添加少量氟化稀土元素，調(diào)整焊劑配方，解決了不銹鋼埋弧焊焊縫中間結(jié)晶線紋、橫向粘渣及焊縫壓痕及抗氣孔性等問題，該焊劑脫渣性優(yōu)良，電弧穩(wěn)定，焊縫成型美觀，過渡平滑，配合相應(yīng)不銹鋼焊絲，適用于各種不銹鋼的埋弧焊焊接。
技術(shù)要求為①配合不銹鋼焊絲，焊劑具有良好的焊接工藝性能，脫渣容易，氣孔敏感性小，焊縫成型美觀，電弧穩(wěn)定；②焊縫金屬具有良好的抗裂性能；③焊劑應(yīng)具有較高的顆粒強度以及適宜的顆粒度。
針對不銹鋼中合金元素含量高，易氧化損耗、焊縫易出現(xiàn)氣孔、熱裂傾向大的特點，本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是選用CaF2-Al2O3中性(偏堿性)渣系，對不銹鋼中的合金元素?zé)o氧化作用；低氧化性渣系抑制CO氣孔，焊縫易出現(xiàn)的氣孔主要為氫氣孔，焊劑中除含有CaF2降氫組分外，還加入少量的CaCO3和Na3AlF6等鹽類物質(zhì)；添加少量氟化稀土，具有脫氧、脫硫作用，同時對焊縫中夾雜物的形態(tài)具有控制作用，并凈化焊縫，從而改善韌性。
本發(fā)明不銹鋼埋弧焊焊劑的組成和配比按重量份為氟化鈣(CaF2)＞40％，且氟化鈣+氧化鋁(CaF2+Al2O3)≥70％；其他組分為CaCO3≤5％，CrO3為1～3％，Na3AlF6＜4％，氟化稀土為1～3％，SiO2為3～10％，MnO為3～10％，TiO2為1-3％，MgO為5～10％，鐵合金為1～3％，粘結(jié)劑為鉀鈉水玻璃。
本發(fā)明焊劑為顆粒狀，其粒度為10～40目。
焊劑配方中主要組分的作用如下 SiO2是造渣劑同時具有穩(wěn)定電弧的重要作用。含量較少時，電弧不穩(wěn)定，易產(chǎn)生斷弧的現(xiàn)象；含量較高時，熔敷金屬增Si，同時熔渣的粘度過大，流動性變差。此外，SiO2具有降低熔渣表面張力的作用，有利用改善脫渣性能和焊縫成形作用。主要通過焦寶石、硅灰石加入。
MnO調(diào)整熔敷金屬中的含Mn量，降低熔渣的熔點，改善熔渣的流動性，有利于焊縫的成形，有利于改善熔敷金屬的韌性。但是含量過高時由于它的還原作用，使得熔敷金屬的氧含量增加，韌性反而降低。本發(fā)明中主要以錳礦石方式加入。
MgO為調(diào)整熔渣的堿度而加入。具有提高熔敷金屬沖擊韌性，降低擴散氫含量的作用。由于它的熔點較高，提高熔渣的粘度，抑制了熔渣的流動性，所以加入過量時脫渣性不好，尤其是坡口中施焊易出現(xiàn)咬邊和夾渣等缺陷。主要通過鎂砂來加入。
Al2O3熔渣粘度的調(diào)整劑，能調(diào)整熔渣的流動性。但含量過高時熔渣的粘度過高，焊道易產(chǎn)生咬邊和凹坑，使焊道成形變壞。主要通過鋁礬土的形式加入。
CaF2分解產(chǎn)生的氟氣降低電弧氣氛中氫的分壓，從而降低擴散氫含量，此外，還降低熔敷金屬中的氧含量。主要通過螢石的方式加入。
TiO2穩(wěn)定電弧、改善脫渣，同時還有利于抗氣孔性能，但是價格昂貴。主要通過金紅石加入。
鐵合金改善焊縫金屬的流動性，同時具有脫氧作用。
本發(fā)明適用于各種不銹鋼的埋弧焊焊接。

具體實施例方式 (1)焊劑制造工藝 將所需的粉狀原料經(jīng)過準(zhǔn)確復(fù)檢后，過篩后按照配方進行配比稱重，其中礦物粉過80目篩，合金粉過60目篩，然后放進干攪拌器中攪拌，攪拌均勻后放入濕攪拌器，同時加入25％左右的水玻璃進行濕攪拌，充分攪拌均勻后放入造粒機進行造粒，造成的焊劑顆粒送入200℃的烘干爐進行烘干，脫去水分后過篩，將粒度范圍在10～40目的焊劑送入燒結(jié)爐進行燒結(jié)，燒結(jié)溫度800～900℃，燒結(jié)時間60～80分鐘，出爐后經(jīng)檢驗、過篩、包裝、入庫，焊劑生產(chǎn)的所有工序完成。
(2)實施例 實施例一 焊劑配方1成分如表1所示。
表1配方1的焊劑組分 熔敷金屬的機械性能檢測按GB17854-1999之規(guī)定進行。母材為1Cr18Ni9Ti不銹鋼結(jié)構(gòu)鋼，規(guī)格為650mm×150mm×8mm，焊絲為H0Cr21Ni10焊絲，規(guī)格3.2mm，電流380～400A，電弧電壓32～34V，焊接速度0.8m/min.檢測結(jié)果如表2所示。
表2配方1的力學(xué)性能檢測結(jié)果
實施例二 焊劑配方2成分如表3所示。
表3配方2的焊劑組分 熱壁加氫反應(yīng)器是石油加氫裝置的核心設(shè)備，制造母材為2.25Cr1Mo鋼，內(nèi)壁堆焊層為00Cr20Ni10Nb不銹鋼。在高溫高壓條件下材質(zhì)的力學(xué)性能必會惡化，這就需要堆焊修復(fù)。本發(fā)明模擬該工況進行不銹鋼堆焊，熔敷金屬的機械性能檢測按GB/T17854-1999之規(guī)定進行。母材為熱壁加氫器用2.25Cr1Mo鋼，規(guī)格為650mm×150mm×8mm，焊絲為00Cr20Ni10Nb不銹鋼焊絲，規(guī)格4.0mm，電流500～550A，電弧電壓32～34V，焊接速度0.75m/min。預(yù)熱溫度150℃，多層多道焊時層溫低于100℃，金相組織為奧氏體+6.8％鐵素體。檢測結(jié)果如表4所示。
表4配方2的力學(xué)性能檢測結(jié)果
(3)本發(fā)明焊劑匹配相應(yīng)不銹鋼焊絲，可用來焊接各種不銹鋼結(jié)構(gòu)鋼和堆焊。
權(quán)利要求
本發(fā)明提供一種不銹鋼燒結(jié)焊劑，焊劑渣系為CaF2-Al2O3，其特征在于組分重量百分比為氟化鈣(CaF2)＞40％，且氟化鈣+氧化鋁(CaF2+Al2O3)≥70％；其他組分為CaCO3≤5％，CrO3為1～3％，Na3AlF6＜4％，氟化稀土為1～3％，SiO2為3～10％，MnO為3～10％，TiO2為1-3％，MgO為5～10％，鐵合金為1-3％；粘結(jié)劑為鉀鈉水玻璃。
全文摘要
本發(fā)明提供一種不銹鋼燒結(jié)焊劑，焊劑渣系為CaF2-Al2O3，特點是氧化性和氣孔敏感性小，配合相應(yīng)焊絲可焊接不銹鋼鋼結(jié)構(gòu)及不銹鋼堆焊。其特征在于組分重量百分比為氟化鈣(CaF2)＞40％，且氟化鈣+氧化鋁(CaF2+Al2O3)≥70％；其他組分為CaCO3≤5％，CrO3為1～3％，Na3AlF6＜4％，氟化稀土為1～3％，SiO2為3～10％，MnO為3～10％，TiO2為1-3％，MgO為5～10％，鐵合金為1-3％；粘結(jié)劑為鉀鈉水玻璃。
文檔編號B23K35/362GK101585123SQ20091006508
公開日2009年11月25日 申請日期2009年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月1日
發(fā)明者張紅衛(wèi), 王根士, 鄭彥紅 申請人:林肯電氣合力(鄭州)焊材有限公司