低溫高韌性埋弧焊劑藥粉的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種低溫高韌性埋弧焊劑藥粉，包含如下重量百分比的組成成分：螢石，35-45%；煅燒α型三氧化二鋁，30-40%；細鎂砂，10-15%；硅泥，1-10%；硅灰石，5-10%；氟化鋇，1-5%；金屬錳，1-5%；硅鐵，1-5%；以上各組成成分的重量百分比之和為100%。本發(fā)明的有益效果是成本低，焊接質量好；可以顯著提高低溫沖擊韌性，解決了埋弧焊接低溫鋼的難題，具有優(yōu)良的焊接工藝性能和力學性能，焊道成型美觀，脫渣容易。
【專利說明】低溫高韌性埋弧焊劑藥粉
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種低溫高韌性埋弧焊劑藥粉。
【背景技術】
[0002]在現有的技術中申請?zhí)枮?01210482836.0的中國專利公開了一種埋弧焊劑，包括如下重量百分比的組成成分:螢石，35-45%;煅燒α型三氧化二鋁，30-40%;粗鎂砂，5-10% ；細鎂砂，10-15% ;硅泥，1-5% ;硅灰石，5-10% ;氟化鋇，1-5% ;金屬錳，1-5% ;硅鐵，1-5%。該焊劑具有生產效率高，綜合成本低，焊接質量好等特點；解決了埋弧焊接薄板的難題，具有優(yōu)良的焊接工藝性能和力學性能，焊道成型美觀，脫渣非常容易。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明要解決的問題是提供一種低溫高韌性埋弧焊劑藥粉，對成分進行了優(yōu)化，使其熔敷金屬化學成分和熔敷金屬力學性能均明顯優(yōu)于現有技術的焊劑。
[0004]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是:低溫高韌性埋弧焊劑藥粉，包含如下重量百分比的組成成分:螢石，35-45%;煅燒α型三氧化二鋁，30-40%;細鎂砂，10-15% ;硅泥，1-10% ;硅灰石，5-10% ;氟化鋇，1-5% ;金屬錳，1-5% ;硅鐵，1-5% ;以上各組成成分的重量百分比之和為100%。
[0005]本發(fā)明的配方分析:
[0006]本發(fā)明中相對于現有技術的創(chuàng)新點是將原有組分中粗鎂砂與細鎂砂的混合完全用細鎂砂替代，細鎂砂的特點是體密比粗鎂砂體密低，燒失量比粗鎂砂高，氧化鎂含量比粗鎂砂略高，適合做火泥與不定型。經驗證，用細鎂砂替代粗細鎂砂的混合后焊劑的熔敷金屬化學成分和熔敷金屬力學性能均明顯優(yōu)于現有技術中的焊劑。(具有試驗數據見具體實施例)
[0007]此發(fā)明焊劑創(chuàng)造出氟化物、氧化物的新型渣系。為保證熔渣流動性，添加少量強稀渣材料，如氟化鋇，生成的焊接熔渣均勻地覆蓋在焊縫金屬表面，減緩了焊縫金屬的冷卻速度，并獲得良好的焊縫外形。加入氟化物、多種堿性氧化物等，使焊劑具有非常高的堿度，堿度值達到3以上。再通過調節(jié)氧化物，保證熔渣具有合適的熔點、黏度、密度，進而使渣殼酥脆，具有非常良好的脫渣性。
[0008]在本發(fā)明中，煅燒α型三氧化二鋁作用是造渣、穩(wěn)弧。煅燒α型三氧化二鋁與普通三氧化二鋁區(qū)別在于晶格結構不同，直接導致熔點、凝固點的不同。本發(fā)明為低溫高韌性埋弧焊劑，焊接缺陷敏感性增強，焊道極易產生咬邊、氣孔等缺陷，而普通焊劑熔渣和熔池存在時間長，有足夠的時間將焊接過程中產生的水蒸氣、CO、CO2等有害物質排出。煅燒α型三氧化二鋁本身就具有含水量極低的特點，含水量〈0.05%，這樣從來源上控制了含水量，故可以極大地減少缺陷的產生。經過大量試驗多次認證，煅燒α型三氧化二鋁具有很低的熔點和凝固點，可以保證焊接電弧穩(wěn)定，生成的焊接熔渣均勻地覆蓋在焊縫金屬表面，減緩焊縫金屬的冷卻速度，保證熔渣具有合適的熔點和黏度。焊接時電弧穩(wěn)定，脫渣容易，熔渣內表面非常細膩。故在本發(fā)明中，煅燒α型三氧化二鋁含量在30-40%。
[0009]氟化物是本發(fā)明的關鍵技術，氟化鈣能夠與焊縫中氫結合成氟化氫氣體溢出，降低了焊縫中有害元素氫的含量，減少氫致裂紋的產生，提高低溫沖擊韌性。氟化鋇具有強烈的稀渣作用，能夠增加熔池的流動性，保證焊縫成形美觀，其含量需適當，太多易造成電弧穩(wěn)定性下降。
[0010]金屬錳是良好的脫氧劑和脫硫劑，可以提高焊縫的強度和焊縫的低溫沖擊韌性。故在本發(fā)明中，金屬錳的含量在1-5%。 [0011]硅鐵在本發(fā)明中與金屬錳進行聯合脫氧，同時可向焊縫中添加硅元素，硅元素能夠保證焊縫的強度，但含量不能過高，過高則易導致焊縫強度過高，沖擊韌性下降。故在本發(fā)明中，硅鐵的含量在1-5%。
[0012]本發(fā)明給出了三種優(yōu)選的方案，具體如下:
[0013]1、焊劑藥粉包括如下重量百分比的組成成分，煅燒α型三氧化二鋁40%、螢石35%、細鎂砂15%、硅泥1%、硅灰石5%、氟化鋇1%、金屬錳2%、硅鐵1%。
[0014]2、焊劑藥粉包括如下重量百分比的組成成分，煅燒α型三氧化二鋁30%、螢石45%、細鎂砂12%、硅泥2%、硅灰石6%、氟化鋇1%、金屬錳3%、硅鐵1%。
[0015]3、焊劑藥粉包括如下重量百分比的組成成分，煅燒α型三氧化二鋁38%、螢石37%、細鎂砂11%、硅泥1%、硅灰石7%、氟化鋇2%、金屬錳2%、硅鐵2%。
[0016]進一步，所述螢石中CaF2的質量百分含量≥92%，所述細鎂砂中MgO的質量百分含量> 88%,所述娃泥中SiO2的質量百分含量≥97%,所述娃灰石中CaO的質量百分含量≥ 38%，所述硅鐵合金中Si的質量百分含量≥ 72%。
[0017]本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是:由于采用上述技術方案，綜合成本低，焊接質量好；添加多種氟化物、氧化物能夠降低有害元素硫、磷、氫的含量，可以顯著提高低溫沖擊韌性，解決了埋弧焊接低溫鋼的難題，具有熔敷金屬化學成分高和熔敷金屬力學性能良好的特點。
【具體實施方式】
[0018]實施例一，取煅燒α型三氧化二鋁40kg、螢石35kg、細鎂砂15kg、硅泥1kg、硅灰石5kg、氟化鋇1kg、金屬猛2kg、娃鐵Ikg,混合均勻后制成焊劑藥粉,按焊劑藥粉與粘合劑重量比3:1的比例加入粘合劑高模鉀鈉水玻璃33kg，其中高模鉀鈉水玻璃的鉀鈉比為2:1，混合后制成埋弧焊劑。
[0019]實施例二，取煅燒α型三氧化二鋁30kg、螢石45kg、細鎂砂12kg、硅泥2kg、硅灰石6kg、氟化鋇1kg、金屬猛3kg、娃鐵Ikg,混合均勻后制成焊劑藥粉,按焊劑藥粉與粘合劑重量比3:1的比例加入粘合劑高模鉀鈉水玻璃33kg，其中高模鉀鈉水玻璃的鉀鈉比為2:1，混合后制成埋弧焊劑。
[0020]實施例三，取煅燒α型三氧化二鋁38kg、螢石37kg、細鎂砂I lkg、硅泥1kg、硅灰石7kg、氟化鋇2kg、金屬猛2kg、娃鐵2kg,混合均勻后制成焊劑藥粉,按焊劑藥粉與粘合劑重量比3:1的比例加入粘合劑高模鉀鈉水玻璃33kg，其中高模鉀鈉水玻璃的鉀鈉比為2:1，混合后制成埋弧焊劑。
[0021]分析結果檢測:按照上述三個實施例制成的埋弧焊劑進行檢測，配合低溫鋼用埋弧焊絲H09MnNiDR，進行熔敷金屬化學成分分析、熔敷金屬力學性能測試。焊接規(guī)范:焊接電源為直流反接，焊接線能量為18-19KJ/cm，道間溫度145-150°C。將測試結果與現有技術的熔敷金屬化學成分含量和熔敷金屬力學性能指標進行對比。
[0022]其中本申請實施例中熔敷金屬化學成分含量的檢測結果見表1，熔敷金屬力學性能指標數據見表2 ;現有技術中金屬化學成分含量的檢測結果見表1’，熔敷金屬力學性能指標數據見表2’ ；
[0023]表1熔敷金屬化學成分重量百分比實測值:(％)
【權利要求】
1.低溫高韌性埋弧焊劑藥粉，其特征在于:包含如下重量百分比的組成成分:螢石，35-45% ;煅燒α型三氧化二鋁，30-40% ;細鎂砂，10-15% ;硅泥，1-10% ;硅灰石，5-10% ;氟化鋇，1-5% ;金屬錳，1-5% ;硅鐵，1-5% ;以上各組成成分的重量百分比之和為100%。
2.根據權利要求1所述的埋弧焊劑藥粉，其特征在于:包括如下重量百分比的組成成分，煅燒α型三氧化二鋁40%、螢石35%、細鎂砂15%、硅泥1%、硅灰石5%、氟化鋇1%、金屬錳2%、硅鐵1%。
3.根據權利要求1所述的埋弧焊劑藥粉，其特征在于:包括如下重量百分比的組成成分，煅燒α型三氧化二鋁30%、螢石45%、細鎂砂12%、硅泥2%、硅灰石6%、氟化鋇1%、金屬錳3%、硅鐵1%。
4.根據權利要求1所述的埋弧焊劑藥粉，其特征在于:包括如下重量百分比的組成成分，煅燒α型三氧化二鋁38%、螢石37%、細鎂砂11%、硅泥1%、硅灰石7%、氟化鋇2%、金屬錳2%、硅鐵2%。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的埋弧焊劑藥粉，其特征在于:所述螢石中CaF2的質量百分含量> 92%，所述細鎂砂中MgO的質量百分含量> 88%，所述硅泥中SiO2的質量百分含量> 97%，所述硅灰石中CaO的質量百分含量> 38%，所述硅鐵合金中Si的質量百分含量> 72%。
【文檔編號】B23K35/362GK103521950SQ201310504525
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月23日 優(yōu)先權日:2013年10月23日
【發(fā)明者】陳洋 申請人:天津市永昌焊絲有限公司