專利名稱：不銹鋼埋弧帶極堆焊用燒結(jié)焊劑及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于焊接材料領(lǐng)域，具體涉及一種不銹鋼埋弧帶極堆焊用燒結(jié)焊劑及其制造方法。
背景技術(shù)：
石化，核電等行業(yè)中應(yīng)用的壓力容器通常需要在高溫、高壓及腐蝕性的介質(zhì)中工作，普通材料無法承受。如果整體采用不銹鋼來制造，會(huì)大大增加成本，并且由于不銹鋼本身強(qiáng)度并不高，需要加大壁厚，增大加工制造的難度。目前通常的做法是以較高強(qiáng)度低合金鋼鍛件為基體，經(jīng)卷制成筒體后，在內(nèi)壁堆焊不銹鋼耐蝕層，滿足強(qiáng)度和耐腐蝕性的雙重要求。目前，常用的不銹鋼堆焊方法主要有電渣堆焊和埋弧堆焊。電渣堆焊靠熔渣產(chǎn)生的電阻熱熔化焊帶，通常焊道表面成形較好。但焊接過程中焊接機(jī)頭需要加裝磁控裝置和水冷裝置，操作比較復(fù)雜，且熔深較淺，稀釋率低，在加氫反應(yīng)器內(nèi)壁堆焊時(shí)由于氫剝離的問題使用受到限制。因此，其使用范圍不如埋弧堆焊廣泛。通常，埋弧堆焊用焊劑又分為熔煉型和燒結(jié)型。熔煉型焊劑通常使用的是HJ107 和HJ107Nb。熔煉型焊劑由于堿度低，焊接過程中合金元素?zé)龘p多，且焊劑中不能加入合金進(jìn)行補(bǔ)充。另外，堆焊含Nb焊帶時(shí)，存在Nb燒損嚴(yán)重和難脫渣等問題，需要專門配制焊劑， 不能實(shí)現(xiàn)多帶一劑。并且，堆焊用燒結(jié)焊劑普遍存在一個(gè)最佳焊接規(guī)范，在此規(guī)范下焊接，一般能得到比較好的成型，但是當(dāng)電流電壓偏離這個(gè)最佳規(guī)范后，成型惡化明顯，一般表現(xiàn)在焊道不平，易出現(xiàn)中間凹兩邊高，潤濕角差。但在實(shí)際使用過程中由于設(shè)備及人員的原因，最佳規(guī)范很難得到保證。另外，在堆焊含Nb不銹鋼時(shí)，燒結(jié)焊劑一般脫渣比較困難，此時(shí)如果工件壁比較薄，冷卻速度慢，且曲率比較小的話，很容易粘渣，焊后的敲渣過程增大了勞動(dòng)強(qiáng)度。公開號(hào)為CN101518860A的中國專利“一種帶極埋弧堆焊燒結(jié)焊劑”所公開的渣系中，氟化物是以CaF2及NaF加入，且含量較低。氟化物在高溫下有稀渣作用，可以降低熔渣粘度，因此，當(dāng)加入量過少時(shí)，使得熔渣粘度過高，而過高的熔渣粘度會(huì)造成焊道不攤開，從而易造成咬邊，夾渣等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種不銹鋼帶極埋弧堆焊焊劑及其制造方法，通過合理的成分設(shè)計(jì)，該焊劑可以在較寬的焊接規(guī)范(電壓、電流)范圍內(nèi)獲得潤濕角良好、平整的焊道成形，具有極佳的脫渣性。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案一種不銹鋼埋弧帶極堆焊用燒結(jié)焊劑，其中，該焊劑渣系主要由 MgO-CaF2-Al2O3-SiO2 組成，按重量計(jì)其配比如下:MgO :20 35%, CaF2 15 25%, Al2O3 20 ;35%，Si& :15 ；35%，Na3AlF6 :0 6%，合金劑0 0. 5%，其余為含F(xiàn)e30%、Cr70%的!^e-Cr合金及不可避免的雜質(zhì)。所述焊劑按重量計(jì)其配比如下=MgO30%, CaF2 18%, Al2O3 :28%, SiO2 24%, Na3AlF6 3%,合金劑0. 2%，其余為含佝30%、Cr70%的 ^-Cr合金及不可避免的雜質(zhì)。一種不銹鋼埋弧帶極堆焊用燒結(jié)焊劑的制造方法，其中，制造所述焊劑的原料按重量計(jì)配比如下MgO 20 ；35%，CaF2 15 25%，Al2O3 20 ；35%，SiO2 :15 ；35%， Na3AlF6 :0 6%，合金劑0 0. 5%，其余為含!^30%、Cr70%的!^e-Cr合金及不可避免的雜質(zhì)；將上述配比的原料依次經(jīng)過如下步驟，干混一濕混一造粒一低溫烘干一高溫?zé)Y(jié)，其中，最終燒結(jié)溫度為700 850°C。在本發(fā)明的不銹鋼帶極埋弧堆焊焊劑中，各組分的作用如下MgO 可提高焊劑堿度，減少焊帶合金元素的燒損，并且也是主要的造渣元素。在組分中可以起到增加渣殼硬度，促進(jìn)脫渣的作用。加入量過少時(shí)，一般渣殼易碎，影響清渣和脫渣。過高時(shí)，由于本身熔點(diǎn)較高，使熔渣熔化點(diǎn)升高，與鐵水熔點(diǎn)接近，易在焊道上產(chǎn)生壓痕。CaF2 熔點(diǎn)較低，在焊劑熔化后可起到稀渣作用。加入量少時(shí)，熔渣粘，影響焊道鋪展。由于對(duì)電弧有反電離作用，加入量過大時(shí)，影響焊接穩(wěn)定性，且與SiO2K應(yīng)生成51&氣體，造成渣殼不致密。Al2O3 主要起造渣作用。加入適量時(shí)，可改善焊道表面質(zhì)量，使焊波細(xì)膩。加入量過大時(shí)，會(huì)惡化脫渣?？梢砸匝趸X或復(fù)合鋁硅酸鹽的形式加入。SiO2 焊劑中主要的酸性氧化物，過少時(shí)焊劑堿度高，焊道成形不好。適量時(shí)，可以與MgO、Al2O3形成復(fù)合物，降低熔渣熔點(diǎn)及高溫粘度，改善潤濕角。過量時(shí)，由于其氧化作用，造成Cr、Nb燒損量大，且惡化脫渣?？梢砸允⑸盎驈?fù)合鋁硅酸鹽的形式加入。Na3AlF6 與CaF2作用相似，但稀渣作用更明顯，加入適量可增強(qiáng)熔渣流動(dòng)性，改善潤濕角，過量時(shí)易造成淌渣。合金劑加入量在0. 5%以下，可明顯改善焊劑脫渣性。過量時(shí)由于脫渣過早會(huì)使焊道表面氧化嚴(yán)重，且惡化焊道成形。Fe-Cr合金該!^e-Cr合金含狗30%、070%，可通過調(diào)整加入量來補(bǔ)充合金，調(diào)整熔敷金屬成分。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于(1)采用本發(fā)明所述焊劑，配合60 X 0.5mm鋼帶，其焊劑在電壓沈 30V，電流 750 1000A范圍內(nèi)，均可獲得良好焊道成形，且具有優(yōu)秀的脫渣性能，即使對(duì)于薄壁(壁厚彡30mm)小內(nèi)徑(內(nèi)徑彡2000mm)的工件也具有良好的脫渣性；(2)采用本發(fā)明的焊劑對(duì)于含Nb的焊帶，可配合奧氏體不銹鋼焊帶，用于換熱器、 反應(yīng)器、蒸發(fā)器等容器的內(nèi)壁堆焊，形成耐蝕層，脫渣性優(yōu)良，可適用于309、308、347、316 多種不銹鋼的堆焊。
具體實(shí)施例方式下面，參照實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明。根據(jù)本發(fā)明所述配比，配制了 A、B、C、D四組不同含量的焊劑，分別采用上述A、B、C、D四組焊劑配合309L和347，在不同的堆焊規(guī)范下進(jìn)行堆焊，堆焊所用試板材質(zhì)為16MnR， 其厚度為30mm。其中，表1為焊劑組成；表2為焊帶及母材成分；表3為堆焊規(guī)范；表4為焊劑工藝性能。表1焊劑組成
權(quán)利要求
1.一種不銹鋼埋弧帶極堆焊用燒結(jié)焊劑，其特征在于該焊劑渣系主要由 Mg0-CaF2-Al203-Si02 組成，按重量計(jì)其配比如下:MgO :20 35%, CaF2 15 25%, Al2O3 20 ;35%，Si& :15 ；35%，Na3AlF6 :0 6%，合金劑0 0. 5%，其余為含F(xiàn)e30%、Cr70% 的!^e-Cr合金及不可避免的雜質(zhì)。
2.如權(quán)利要求1所述的不銹鋼埋弧帶極堆焊用燒結(jié)焊劑，其特征在于所述焊劑按重量計(jì)其配比如下:MgO :30%, CaF2 18%, Al2O3 -.28%, SiO2 24%, Na3AlF6 :3%，合金劑 0.2%,其余為含!^30 %、Cr70 %的 ^-Cr合金及不可避免的雜質(zhì)。
3.—種如權(quán)利要求1所述的不銹鋼埋弧帶極堆焊用燒結(jié)焊劑的制造方法，其特征在于制造所述焊劑的原料按重量計(jì)配比如下=MgO 20 35%,CaF2 15 25%,Al2O3 20 35%, SiO2 :15 ；35%，Na3AlF6 0 6%，合金劑0 0. 5%，其余為含佝30%、Cr70%的 Fe-Cr合金及不可避免的雜質(zhì)；將上述配比的原料依次經(jīng)過如下步驟，干混一濕混一造粒一低溫烘干一高溫?zé)Y(jié)，其中，最終燒結(jié)溫度為700 850°C。
全文摘要
本發(fā)明屬于焊接材料領(lǐng)域，具體涉及一種不銹鋼埋弧帶極堆焊用燒結(jié)焊劑，其中，該焊劑渣系主要由MgO-CaF2-Al2O3-SiO2組成，按重量計(jì)其配比如下MgO20～35％，CaF215～25％，Al2O320～35％，SiO215～35％，Na3AlF60～6％，合金劑0～0.5％，其余為含F(xiàn)e30％、Cr70％的Fe-Cr合金及不可避免的雜質(zhì)。該焊劑可以在較寬的焊接規(guī)范(電壓、電流)范圍內(nèi)獲得潤濕角良好、平整的焊道成形，具有極佳的脫渣性。
文檔編號(hào)B23K35/362GK102554514SQ201210012319
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2012年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月16日
發(fā)明者李鳳輝, 李箕福, 王廣安 申請(qǐng)人:安泰科技股份有限公司