[發明專利]一種抗氣孔型熔煉焊劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202210516738.8
• 申請日: 2022-05-13
• 公開（公告）號: CN114619171B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 王聰;劉玉洋;王占軍;鐘明;白航宇
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: B23K35/40
• 分類號: B23K35/40
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 王煥

本發明涉及焊接技術領域，具體而言，涉及一種抗氣孔型熔煉焊劑及其制備方法和應用。抗氣孔型熔煉焊劑由按照質量百分比計的如下組分制成：CaO 28%~31%，Al₂O₃ 8%~12%，SiO₂ 28%~60%和CaF₂ 0%~31%。抗氣孔型熔煉焊劑的制備方法包括：將混合均勻的各原料經過熔煉后，進行水淬，得到中間物料；將中間物料進行焙燒后，得到抗氣孔型熔煉焊劑。抗氣孔型熔煉焊劑在焊接船體用結構鋼中的應用，抗氣孔型熔煉焊劑配合焊絲，采用串列雙絲埋弧焊法，對船體用結構鋼進行焊接。采用該抗氣孔型熔煉焊劑焊接后獲得的焊縫內沒有氣孔缺陷，焊縫金屬的針狀鐵素體體積分數高，焊縫成形性和脫渣性好，力學性能高。

技術領域

本發明涉及焊接技術領域，具體而言，涉及一種抗氣孔型熔煉焊劑及其制備方法和應用。

背景技術

近年來，隨著焊劑的發展，涌現了多種熔煉焊劑，例如二元系的氟硅型、氟鈦型和氟鋯型熔煉焊劑，再如三元系的氟硅錳型、鈣硅錳型、氟硅鈣型、氟鋁鈦型等熔煉焊劑。這些熔煉焊劑為高能電弧下連接船板鋼提供了造渣、穩弧、合金過渡、熔池保護以及脫除有害雜質等冶金功能。在這些功能的加持下，滴落的金屬液被熔化的母材稀釋，并在氣體、熔渣、金屬之間的相界面上發生復雜的冶金反應。

然而，現有技術中的高堿度多元系熔煉焊劑在大線能量焊接下得到的焊縫內容易出現氣孔缺陷。盡管使用酸性焊劑能夠相對穩定地形成表面質量高、成形性好和沒有氣孔缺陷的焊縫。但是，由于酸性焊劑中的酸性氧化物含量較多，這對熔池造成的氧污染較為嚴重；而且在焊縫金屬中形成的針狀鐵素體體積分數較低，焊縫承受低溫沖擊的能力較差，因而難以滿足實際環境對產品性能的要求。

有鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明的第一目的在于提供一種近中性的抗氣孔型熔煉焊劑，使用該抗氣孔型熔煉焊劑焊接后獲得的焊縫內沒有氣孔缺陷，同時，焊縫成形性和脫渣性好，焊縫金屬的針狀鐵素體體積分數較高，具有良好的低溫沖擊韌性、維氏硬度和抗拉強度，且焊接過程中沒有刺鼻性氣體揮發。

本發明的第二目的在于提供一種抗氣孔型熔煉焊劑的制備方法，該制備方法具有操作簡單、工藝流程短、適合大批量生產等優點。

本發明的第三目的在于提供所述的抗氣孔型熔煉焊劑在焊接船體用結構鋼中的應用。

為了實現本發明的上述目的，特采用以下技術方案：

本發明提供了一種抗氣孔型熔煉焊劑，由按照質量百分比計的如下組分制成：CaO28%~31%，Al₂O₃ 8%~12%，SiO₂ 28%~60%和CaF₂ 0%~31%。

優選地，所述抗氣孔型熔煉焊劑由按照質量百分比計的如下組分制成：CaO 29%~30%，Al₂O₃ 9%~11%，SiO₂ 30%~55%和CaF₂ 4%~30%。

優選地，所述抗氣孔型熔煉焊劑的粒度為20目~100目。

本發明還提供了如上所述的抗氣孔型熔煉焊劑的制備方法，包括如下步驟：

將混合均勻的各原料經過熔煉后，進行水淬，得到中間物料；將所述中間物料進行焙燒后，得到所述抗氣孔型熔煉焊劑。

優選地，所述熔煉的溫度為1500℃~1550℃，所述熔煉的保溫時間為0.5h~1h。

優選地，所述焙燒的溫度為650℃~750℃，所述焙燒的時間為1h~1.5h。

優選地，在所述焙燒之后，還包括將所述焙燒后的物料進行破碎和篩分的步驟。