[發明專利]一種高韌性抗吸潮型燒結焊劑的制備方法

在審

• 申請號: 201611211672.2
• 申請日: 2016-12-25
• 公開（公告）號: CN106736042A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 薛洋;王艷芹
• 申請（專利權）人: 常州市鼎日環保科技有限公司
• 主分類號: B23K35/362
• 分類號: B23K35/362;B23K35/40
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• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種高韌性抗吸潮型燒結焊劑的制備方法，屬于燒結焊劑制備技術領域。

背景技術

堆焊過程中焊劑對金屬起到保護、冶金處理和改善焊接工藝性能的作用。燒結焊劑是20世紀80年代引進的一種新型焊接材料，與熔煉焊劑相比，具有耗能小、無污染捍接工藝性能好、可以實現熔敷金屬合金化、改善其力學性能等優點。這種燒結焊劑產品廣泛應用于鍋爐壓力容器、鋼廠備件、化工容器、核電站、橋梁、船舶、螺旋焊管以及管道等重要堆焊部件。

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。然而這類燒結焊劑采用較低溫度的燒結工藝，雖然經過高溫傳質過程而逐漸致密化，但通常情況下燒結焊劑顆粒的強度和致密度仍然不理想，具有較大的比表面積，焊劑成分中所含有的易吸濕成分與水蒸氣的作用強，吸濕傾向大，并且焊劑顆粒易破碎粉化。

發明內容

本發明所要解決的技術問題：針對傳統的燒結焊劑沖擊韌性差，吸濕傾向大，導致其焊接工藝性能不佳的問題，提供了一種通過玄武巖纖維增強燒結焊劑，同時通過硅酸鹽玻璃復合并煅燒后形成保護層，有效防止其對水份的吸收，增強材料抗吸潮能力的方法，本發明首先將廢棄硅酸鹽玻璃與玄武巖石塊進行破碎球磨后，經熔融和引絲，收集得到混合纖維，再將其與氧化鋁、硅灰石等物質進行混合澆注，收集得到混合坯料，隨后將其研磨后煅燒，即可得到高韌性抗吸潮型燒結焊劑。本發明制備的燒結焊劑韌性高、具有較高的抗吸濕性能，接電弧穩定，脫渣性能好，具有廣闊的應用前景。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

（1）按質量比1:3，將廢棄硅酸鹽玻璃與玄武巖石塊混合并置于液壓破碎機中，破碎收集得粒徑為1cm混合顆粒，將混合顆粒置于球磨罐中，在350～400r/min下碾磨并過120目篩，收集得混合球磨粉末；

（2）將上述制備的混合球磨粉末置于石墨坩堝中，將坩堝置于馬弗爐內，按10℃/min升溫至1350～1450℃，保溫熔融45～60min后，得熔融混合液，將熔融混合液從坩堝嘴處用玻璃棒進行引絲，自然冷卻至室溫，收集直徑為20～30μm的混合纖維；

（3）按重量份數計，分別稱量45～50份上述制備的混合纖維、5～10份氧化鋁、15～20份硅灰石和15～20份模數為2.3的水玻璃置于燒杯中，攪拌混合并澆注至不銹鋼模具中，在室溫下靜置固化6～8h；

（4）待靜置固化完成后，脫模并收集混合坯料，將混合坯料破碎并研磨過50～60目篩，收集得混合坯料顆粒，隨后將混合坯料顆粒置于管式電阻爐中，在120～130℃下預熱10～15min，再按10～15℃/min升溫至750～850℃，保溫煅燒1～2h后，隨爐冷卻至室溫，出料即可制備得一種高韌性抗吸潮型燒結焊劑。

本發明的應用方法：選擇一需燒結的鋼板，對其進行除銹、去油和烘干去氫處理，將本發明制備的高韌性抗吸潮型燒結焊劑置于埋弧焊機中，將焊絲焊接于清理后所需焊接處，控制焊接電流為550A，焊接電壓為30V，焊接速度為26.4m/h，焊接結束后，是焊接處自然冷卻至室溫即可。經檢測，焊接處屈服強度達到550MPa以上，抗拉強度達到645MPa以上，在-20℃溫度下，沖擊吸收功大于45J。

本發明與其他方法相比，有益技術效果是：

（1）本發明制備的高韌性抗吸潮型燒結焊劑使得焊縫沖擊韌性，在-20℃溫度下，沖擊吸收功大于45J；

（2）本發明制備的高韌性抗吸潮型燒結焊劑抗吸濕性能好，降低了燒結焊劑中的成分與水的相互作用，降低了其吸濕氣傾向；

（3）本發明制備的高韌性抗吸潮型燒結焊劑制備步驟簡單，所需成本低，具有廣闊的應用前景。

具體實施方式