[發明專利]一種鉻鎳奧氏體不銹鋼埋弧焊燒結焊劑

有效

• 申請號: 201110283403.8
• 申請日: 2011-09-22
• 公開（公告）號: CN102350598A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 王效蓮;劉瞿;王青云
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七二五研究所
• 主分類號: B23K35/362
• 分類號: B23K35/362;B23K9/18
• 代理公司: 洛陽市凱旋專利事務所 41112
• 代理人: 王自剛

技術領域

本發明涉及一種焊接材料技術，特別是一種鉻鎳奧氏體不銹鋼埋弧焊燒結焊劑。

背景技術

鉻鎳奧氏體不銹鋼具有良好的力學性能和耐腐蝕性能，廣泛應用于石油化工等重要領域。鉻鎳奧氏體不銹鋼的埋弧焊接主要用于壓力容器的耐蝕層堆焊和結構焊接。關于鉻鎳奧氏體不銹鋼埋弧焊接配套焊劑，目前國內也有一些品種，其所走的技術路線也各不相同，但是選擇多家試用之后才發現其中焊接工藝性能好、焊縫綜合性能佳、供貨質量穩定的產品卻是少之又少。例如，有含有MgO和Cr₂O₃等高熔點物質較多的焊劑，會導致焊道發鼓，鋪展較窄，嚴重時出現橫向粘渣；有含SiO₂較多的焊劑，會導致合金成分燒損量大和焊道邊緣粘渣，且使焊縫金屬增Si嚴重；也有的選用原材料種類較多，使焊劑組分過于復雜，容易導致產品性能波動。公開號為CN?101585123A的發明專利提供的不銹鋼燒結焊劑，Cr₂O₃和MgO的用量明顯過高，容易造成焊道發鼓，鋪展較窄。公開號為CN?101733587A的發明專利提供的不銹鋼燒結焊劑，SiO₂含量較高，其實施例中熔敷金屬的Si含量均在0.7%以上。Si是強鐵素體形成元素，Si的含量過高對奧氏體不銹鋼中鐵素體含量的控制不利。所以，目前急需一種焊接工藝性好、焊縫綜合性能佳、焊劑組分簡單（質量容易控制）的鉻鎳奧氏體不銹鋼埋弧焊燒結焊劑。

發明內容本發明所要解決的技術問題是提供一種鉻鎳奧氏體不銹鋼埋弧焊燒結焊劑，可以具有焊接工藝性能好、氧化性低、滲雜質元素少、組分較為簡單等特點，

為了實現解決上述技術問題的目的，本發明采用了如下技術方案：

本發明的一種鉻鎳奧氏體不銹鋼埋弧焊燒結焊劑，為礦物原料干粉組分和水玻璃混合后的烘焙燒結物，干粉組分及其重量百分比為：?CaF₂：38～55％、Al₂O₃：30～40％、CaSiO₃：4.5～19％、氟鋁酸鉀：0.5～3％；水玻璃為占礦物原料干粉組分質量20~30%?的鉀鈉水玻璃。

所述的鉻鎳奧氏體不銹鋼埋弧焊燒結焊劑，優選的技術方案可以是：所述的水玻璃為鉀鈉1:1水玻璃。進一步優選的，所述的水玻璃為20℃時粘度為600~1200MPa·S的鉀鈉1:1水玻璃。

本發明的一種鉻鎳奧氏體不銹鋼埋弧焊燒結焊劑，其制備方法為：將上述的礦物原料干粉組分混合均勻后，加入規定質量和規格的鉀鈉水玻璃，經200～250℃低溫烘焙40min～60min，800℃～830℃高溫燒結30min～50min，然后出爐冷卻，過12～60目篩，即為成品燒結焊劑。所配焊絲類型為ER308/L和ER316/L等奧氏體不銹鋼焊絲。

針對鉻鎳奧氏體不銹鋼合金元素含量高、流動性差的特點，本發明選擇氧化性較低、熔點也較低的CaF₂-Al₂O₃渣系，配以適量的CaSiO₃脫硫和改善焊縫成形，添加少許氟鋁酸鉀調節熔渣粘度，用鉀鈉1:1水玻璃作粘結劑，通過各組分的調整，焊劑堿度B_IIW范圍為1.7～2.0。

本發明涉及的鉻鎳奧氏體不銹鋼燒結焊劑各干粉組分的作用詳述如下：

CaF₂：偏堿性的鹽，熔點較低，能夠降低熔渣表面張力和提高熔渣流動性；其在高溫下比較活潑，分解產生的氟氣能夠降低電弧中氫的分壓，從而有效降低焊縫金屬擴散氫含量。含量過低時，會使焊劑堿度不夠和去氫效果不佳；含量過高時，會導致電弧不穩和焊縫波紋粗大。主要通過螢石來加入，粒度要求全部通過60目。

Al₂O₃：調節熔渣熔點和粘度的有效成分，能使熔渣具有良好的流動性，焊縫金屬與母材過渡平滑，焊縫成形美觀。含量過低時上述效果不明顯，含量過高時導致熔渣流動性變差，焊縫容易產生咬邊、氣體壓坑和夾渣等缺陷。主要通過α-Al₂O₃來加入，粒度要求全部通過200目。

CaSiO₃：兼有CaO和SiO₂的作用，有脫硫和平衡焊劑酸堿度及改善焊縫成形的作用，含量過高時，其中的SiO₂對熔渣的稀釋作用明顯，導致焊縫波紋粗大，中間結晶線紋明顯；含量過低時，焊縫寬窄不均勻，嚴重時無法施焊。主要通過硅灰石來加入，粒度要求全部通過60目。