專利名稱：：用于不銹鋼a-tig焊的熔透劑及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于焊接領(lǐng)域，特別涉及一種用于不銹鋼A-TIG焊的熔透劑及其使用方法。
背景技術(shù)：
：鴒極氬弧焊(TungstenInertGas-TIG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(chǎn)效率低的缺點。單道焊接不銹鋼，熔深僅為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TIG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熔透劑。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熔透劑。針對不銹鋼熔透劑存在的缺點，美國愛迪生焊接研究所對其進行了改良，并發(fā)明了SS-7熔透劑。這種熔透劑僅能用于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(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種用于不銹鋼A-TIG焊的熔透劑及其使用方法，使用上述的熔透劑可以使焊接熔深顯著地增加，對厚度為3~12mm的鋼板對接，無需開坡口，可單面焊雙面成型，使焊接效率大幅度提高。為了達到上述目的，本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的一種用于不銹鋼A-TIG焊的熔透劑，包括粉末部分和液態(tài)載體，粉末部分的成分"l要照重量百分比為A12035~8%、FeO5~8%、Si30~43%、Cr20312~20%、NaF7~8%、Mn028~11%、V20520~30%。液態(tài)載體為選自丙酮、曱乙醇、丁酮和無水乙醇的一種有機溶劑。粉末部分的成分按重量百分比為Al2035~6%、Fe05~7%、Si30~40%、Cr20312~17%、NaF7~8%、Mn028~11%、V2Os21~22%。一種用于不4秀鋼A-TIG焊的熔透劑的使用方法，包括如下步驟1)將粉末部分加入液態(tài)載體，成為糊狀；2)將該糊狀熔透劑涂覆于待焊工件表面，待液態(tài)載體揮發(fā)后進行焊接；所述4分末部分的成分4安照重量百分比為A12035~8%、FeO5~8%、Si30~43%、020312~20%、NaF7~8%、Mn028~11%、V2O520~30%。液態(tài)載體為選自丙酮、曱乙醇、丁酮和無水乙醇的一種有機溶劑。待焊工件的厚度為7mm~15mm時，適用如下焊接工藝參數(shù)電流160~200A,電壓12~13V,焊速80~160mm/min，氣流量12IVmin。涂覆于待焊工件表面的涂層寬度為15-30mm。每米焊道熔透劑消耗量為0.2-0.5g。本發(fā)明人在研究活性焊接的基礎(chǔ)上發(fā)明了一種用于A-TIG焊中的熔透劑，其成分的組成體系完全不同于SS-7熔透劑?？捎糜?2mm厚板的對接，無需開坡口，可直接對接，并且單面焊雙面成型，焊接變形也小。本發(fā)明的不銹鋼A-TIG焊熔透劑的成分包括A1203、FeO、Si、Cr203、NaF、Mn02、V205,呈粉末狀，化學(xué)成分按重量百分比配比如下A12035~8%、FeO5~8%、Si30~43%、Cr20312~20%、NaF7~8%、Mn028~11%、V2O520~30%。使用時將一定量的熔透劑加入適量丙酮，使其成為糊狀。將糊狀熔透劑涂覆，涂層寬度為20mm左右，待丙酮揮發(fā)后進行焊接。本發(fā)明的有益效果在于在相同的焊接規(guī)范條件下，使用本熔透劑可以使焊接熔深增加3倍，能有效降低焊縫熔深對母材微量元素波動的敏感性。對3~12mm厚的鋼板對接，無需開坡口，可單面焊雙面成型，使焊接效率大幅度提高。另外，使用熔透劑后，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la為用于對比本發(fā)明第一個實施例的未涂覆熔透劑的焊接熔池形狀圖。圖lb為本發(fā)明第一個實施例涂覆熔透劑的焊接熔池形狀圖。圖2a為本發(fā)明第一個實施例中涂覆和未涂覆熔透劑的焊縫正面外貌形態(tài)圖。圖2b為本發(fā)明第一個實施例中涂覆和未涂覆熔透劑的背面外貌形態(tài)圖。圖3a為本發(fā)明三個實施例中的焊接接頭的焊縫區(qū)金相組織圖(400倍)。圖3b為本發(fā)明三個實施例中的焊接接頭的過熱區(qū)金相組織圖(400倍)。圖4a為用于對比本發(fā)明第二個實施例中未涂覆熔透劑的焊縫熔池形態(tài)圖。圖4b為本發(fā)明第二個實施例中涂覆熔透劑的焊接熔池形態(tài)圖。圖5a為本發(fā)明第二個實施例中涂覆和未涂覆熔透劑的焊縫正面外貌形態(tài)圖。圖5b為本發(fā)明第二個實施例中涂覆和未涂覆熔透劑的背面外貌形態(tài)圖。圖6a為用于對比本發(fā)明第三個實施例中未涂覆熔透劑的焊接熔池形態(tài)圖。圖6b為本發(fā)明第三個實施例中涂覆熔透劑的焊接熔池形態(tài)圖。圖7a為本發(fā)明第三個實施例中涂覆和未涂覆熔透劑的焊縫正面外貌形態(tài)圖。圖7b為本發(fā)明第三個實施例中涂覆和未涂覆熔透劑的焊縫背面外貌形態(tài)圖。附圖標(biāo)記l.未涂熔透劑區(qū)2.涂熔透劑區(qū)具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步i^明。實施例l本發(fā)明第1個實施例的熔透劑的成分按重量百分比為A12035%、Fe06%、Si37%、Cr20315%、NaF7%、Mn029°/。、V2Os21%,焊接規(guī)范如表1所示。表1焊接規(guī)范板厚mm電流A電壓V焊速mm/min弧長mm焊槍傾角°氣流量L/min1018012-13100390127將一定量的熔透劑置于容器中，加入適量丙酮，使其成為糊狀。用扁平毛刷將糊狀熔透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,每米焊道熔透劑消耗量在0.4g左右，待丙酮揮發(fā)后便可焊接。其技術(shù)效果如下。1、熔池形狀如圖la所示，沒有使用熔透劑，對接10mm厚的板，需要開V型破口，填絲，56道才能完成，沒有使用熔透劑的熔深只有3mm。如圖lb所示，有熔透劑的熔深為10mm。使用熔透劑的熔寬比無熔透劑的熔寬減小，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為焊縫的焊縫正面外觀形貌圖，焊縫在^f吏用熔透劑的涂層區(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為焊縫背面外觀形貌圖，沒有使用熔透劑區(qū)沒有焊透，使用熔透劑涂層區(qū)完全焊透，背面焊縫成形良好，余高小于2mm。3、焊接接頭金相組織圖如圖3a所示，使用熔透劑后得到的焊縫區(qū)金相組織為90%左右的奧氏體+10%左右的鐵素體+少量S相，與常規(guī)的氬弧焊組織相同。圖3b為焊接接頭的過熱區(qū)組織，未出現(xiàn)異常的晶粒長大現(xiàn)象。4、焊縫化學(xué)成分母材、使用與不使用熔透劑的焊縫化學(xué)成分對比如表2所示。由表2可知，在不添焊絲的直邊坡口氬弧焊中，使用熔透劑和沒有使用熔透劑的焊縫成分與母材基本相同。顯然，使用熔透劑后對焊縫的化學(xué)成分影響不大。表2化學(xué)成分對比(『f/。)<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>顯然，使用熔透劑后對焊接接頭的力學(xué)性能也沒有影響。實施例2本發(fā)明第2個實施例中的熔透劑4安重量百分比配比為A12036%、Fe07%、Si30%、Cr20317%、NaF7%、Mn02ll°/。、V20522%。焊接規(guī)范如表l所示，使用熔透劑后，其技術(shù)效果如下。1、熔池形^l夫如圖4a所示，沒有使用熔透劑的熔深只有3mm。如圖4b所示，使用熔透劑的熔深為10mm。使用熔透劑的熔寬比沒使用熔透劑的熔寬明顯減小，熔池的形狀為典型的指狀熔池，焊縫背面余高小于2mm。2、焊縫外觀形貌圖5a為焊縫的正面外觀形貌圖，焊縫在使用熔透劑涂層區(qū)明顯變窄，表面成型良好，有少量黑色的點狀熔渣。圖5b為焊縫的背面外觀形貌圖，沒有使用熔透劑區(qū)沒有焊透，使用熔透劑涂層區(qū)完全焊透，背面焊縫成型良好，余高小于2mm。3、焊接接頭金相組織如圖3a所示，使用熔透劑后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5相，與常規(guī)的氬弧焊組織相同。圖3b為焊接接頭的過熱區(qū)組織，未出現(xiàn)異常的晶粒長大現(xiàn)象。4、焊縫化學(xué)成分母材、常規(guī)氬弧焊焊縫和鵪極氬弧焊焊縫的化學(xué)成分如表4所示。由表4可知，在不填焊絲的直邊坡口氬弧焊中，使用熔透劑與沒有使用熔透劑的焊縫成形與母材基本相同。顯然，使用熔透劑后對焊縫的化學(xué)成分影響不大。表4化學(xué)成分對比(^%)<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>5、焊接接頭的力學(xué)性能用熔透劑后，所測定的焊接接頭的力學(xué)性能如表5所示。表5焊接接頭的力學(xué)性能<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>顯然，使用熔透劑后對焊接接頭的力學(xué)性能也沒有影響。實施例3本發(fā)明第3個實施例的熔透劑按重量百分比配比為Al2035%、FeO5%、Si40%、Cr20312%、NaF8%、Mn028%、V20522%。焊4妻夫見范如表1所示。使用熔透劑后，其技術(shù)效果如下。1、熔池形狀如圖6a所示，沒有使用熔透劑的熔深只有3mm。如圖6b所示，使用熔透劑的熔深為10mm。使用熔透劑的熔寬比沒有使用熔透劑的熔寬明顯減小，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4吏用熔透劑涂層區(qū)明顯變窄，表面成型良好，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，沒有使用熔透劑區(qū)沒有焊縫，使用熔透劑涂層區(qū)完全焊透，背面焊縫成型良好，余高小于lmm。3、焊接接頭金相組織如圖3a所示，使用熔透劑后得到的焊縫金相組織為卯％左右的奧氏體+10%左右的鐵素體+少量5相，與常規(guī)的氬弧焊組織相同。圖3b為焊接接頭的過熱區(qū)組織，未出現(xiàn)異常的晶粒長大現(xiàn)象。4、焊縫化學(xué)成分母材、常規(guī)氬弧焊焊縫和鴒極氬弧焊的化學(xué)成分對比如表6所示。由表6可知，在不填焊絲的直邊坡口氬弧焊中，使用熔透劑與沒有使用熔透劑的焊縫成分與母材基本相同。顯然，使用熔透劑后對焊縫的化學(xué)成分影響不大。表6化學(xué)成分對比(『,％)<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>5、焊接接頭力學(xué)性能使用熔透劑后，所測定的焊接接頭的力學(xué)性能如表7所示。表7焊接接頭的力學(xué)性能<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>顯然，使用熔透劑后對焊接接頭的力學(xué)性能也沒有影響。權(quán)利要求1.一種用于不銹鋼A-TIG焊的熔透劑，包括粉末部分和液態(tài)載體，其特征在于粉末部分的成分按照重量百分比為Al2O35～8％、FeO5～8％、Si30～43％、Cr2O312～20％、NaF7～8％、MnO28～11％、V2O520～30％。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔透劑，其特征在于液態(tài)載體為選自丙酮、甲乙醇、丁酮和無水乙醇的一種有積J容劑。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔透劑，其特征在于粉末部分的成分按重量百分比為A12035~6%、FeO5~7%、Si30~40%、Cr20312~17%、NaF7~8%、Mn028~11%、V20521~22%。4.一種用于不^^鋼A-TIG焊的熔透劑的^f吏用方法，包括如下步驟1)將4分末部分加入液態(tài)載體，成為糊狀；2)將該糊狀熔透劑涂覆于待焊工件表面，待液態(tài)載體揮發(fā)后進行焊接；其特征在于所述粉末部分的成分按照重量百分比為A12035~8°/。、FeO5~8%、Si30~43%、Cr20312~20%、NaF7~8%、Mn028~11%、V2O520~30%。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的熔透劑的使用方法，其特征在于液態(tài)載體為選自丙酮、甲乙醇、丁酮和無水乙醇的一種有才幾溶劑。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的熔透劑的使用方法，其特征在于待焊工件的厚度為715mm時，適用如下焊接工藝參數(shù)電流160-200A,電壓12~13V，焊速80~160mm/min，氣流量12L/min。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的熔透劑的使用方法，其特征在于涂覆于待焊工件表面的涂層寬度為15~30mm。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的熔透劑的使用方法，其特征在于每米焊道熔透劑消耗量為0.2~0.5g。全文摘要本發(fā)明涉及一種用于不銹鋼A-TIG焊的熔透劑及其使用方法。該熔透劑包括粉末部分和液態(tài)載體，粉末部分的成分(wt％)Al₂O₃5～8％、FeO5～8％、Si30～43％、Cr₂O₃12～20％、NaF7～8％、MnO₂8～11％、V₂O₅20～30％。在使用時將粉末部分加入液態(tài)載體，使其成為糊狀，將糊狀熔透劑涂覆待焊工件表面，涂層寬度為15～30mm，液態(tài)載體揮發(fā)后進行焊接。在相同的焊接規(guī)范條件下，使用本發(fā)明的熔透劑可以使焊接熔深增加3倍。該熔透劑使用簡單，可以有效減少焊接變形，并降低焊縫熔深對母材微量元素波動的敏感性，對焊縫組織及焊縫的機械性能均無影響。文檔編號B23K9/23GK101554690SQ20091008393公開日2009年10月14日申請日期2009年5月13日優(yōu)先權(quán)日2009年5月13日發(fā)明者桐吳,亮周,巖張,楊凱森,浩梁,賀智勇,方趙,黃容生申請人:中國鋼研科技集團公司;新冶高科技集團有限公司