[發明專利]一種低堿度高韌性的燒結焊劑

有效

• 申請號: 201110302916.9
• 申請日: 2011-10-09
• 公開（公告）號: CN102363252A
• 公開（公告）日: 2012-02-29
• 發明（設計）人: 陳波;夏毅冰;王學東;李偉;李柱;高志深;王士山;盧蘭志;李釗;王磊
• 申請（專利權）人: 北京金威焊材有限公司;中冶建筑研究總院有限公司
• 主分類號: B23K35/362
• 分類號: B23K35/362
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理事務所(普通合伙) 11363
• 代理人: 晏四平;劉繼富

技術領域

本發明涉及一種低堿度高韌性的燒結焊劑，主要適用于低合金鋼的埋弧焊接，特別適用 于厚壁壓力容器的焊接。

背景技術

隨著現代工業的發展，自動化水平的提高，埋弧自動焊因其自動化程度高、焊接速度快、 焊縫性能穩定的特點，在管道、船舶、鍋爐、壓力容器等大型焊接結構生產中得到廣泛應用。 因此，其配套焊材性能的穩定就顯得尤為重要，不僅焊縫金屬要具有高強度、高韌性，施焊 過程中也要有良好的焊接工藝性能。對埋弧焊來說，除焊絲外，焊縫的性能、焊接的質量主 要取決于焊劑。以往的研究表明，低堿度渣系燒結焊劑容易獲得良好的工藝性能，但焊縫沖 擊韌性不高；高堿度渣系燒結焊劑容易獲得高韌性焊縫，但其焊接工藝性能不佳。常見的低 堿度渣系，如硅錳型、硅鈣型和鋁鈦型等渣系中含有大量的SiO₂或TiO₂等酸性氧化物，焊 縫氧含量較高，低溫沖擊韌性較差；而高堿度渣系，如氟堿型、鋁堿型等渣系中由于加了較 多的堿性氧化物，提高了焊劑的堿度，降低焊縫的含氧量，提高焊縫的低溫韌性，但是，由 于過多地加入CaO、MgO等堿性氧化物，熔渣的熔點大大升高，高溫黏度、表面張力過大， 造成工藝性能惡化，焊縫成形不佳，脫渣困難。

CN1699009A(申請號200510070503.7，公開日2005年11月23日)公開了一種用于多絲、 高速埋弧自動焊的高韌性燒結焊劑，其中的焊劑的成分(重量百分比)為：MgO?12～22％、CaF₂12～18％、Al₂O₃?18～28％、CaSiO₃?10～20％、MnO₂?8～14％、ZrSiO₄?4～12％、SiO₂?5～ 10％、CaCO₃?1～7％、K₂O+Na₂O₂?1～5％、稀土硅鐵1～6％。此外，CN1326838A(申請號： 01128710.1，公開日2001年12月19日)公開了一種氟堿型高韌性燒結焊劑，該焊劑由下述重 量百分比的成份構成：MgO?26-32、CaF₂?19-25、Al₂O₃?14.5-22、SiO₂?15-22、CaO?3.5-10、 MnO＜5、FeO＜3、K₂O+Na₂O?2-3、S＜0.04、P＜0.05，據信該發明在焊接過程中熔點、粘度、 表面張力達到了較為合理的協調統一，施焊電弧穩定，焊后易于脫渣，且焊縫邊緣過渡平穩， 表面光滑，焊縫外觀成形質量好。然而這些焊劑在焊接工藝性能和低溫沖擊韌性方面不能很 好地兼顧。通過調整焊劑本身的物理特性，降低焊劑的活性，使其兼顧低堿度渣系良好的焊 接工藝性能、高堿度渣系較高的低溫沖擊韌性，是低堿度高韌性燒結焊劑設計的關鍵，而目 前國內燒結焊劑體系還不能滿足這種要求。

為此，本領域仍然需要有新的燒結焊劑特別是可以克服現有技術缺點的焊劑。

發明內容

本發明解決的技術問題是克服現有焊劑在焊接工藝性能和低溫沖擊韌性方面不能良好 兼顧的缺點。本發明提出一種氟鋁型低堿度燒結焊劑體系，設計一種低堿度高韌性燒結焊劑， 在保證焊縫金屬具有較高的低溫沖擊韌性同時，降低焊劑的堿度，提高焊劑的焊接工藝性能。

為此，本發明提供一種具有低堿度高韌性的燒結焊劑，其配料組分按重量份計包括： CaF₂?35～55份、Al₂O₃?35～50份、MgO?1～5份、CaO?1～5份、SiO₂?2～6份、Si-Fe?1～5份、Mn-Fe 1～5份、K₂O+Na₂O?2～5份。

根據本發明的燒結焊劑，其配料組分按重量份計包括：CaF₂?40～50份、Al₂O₃?40～45份、 MgO?1～4份、CaO?1～4份、SiO₂?2～5份、Si-Fe?1～3份、Mn-Fe?1～4份、K₂O+Na₂O?2～4份。