專利名稱：高強(qiáng)度高韌性氟堿性燒結(jié)焊劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)度高韌性氟堿型燒結(jié)焊劑，主要用于鐵路橋梁高強(qiáng)度Q420q結(jié)構(gòu)鋼的埋弧焊接，以及Q345q、Q375q等橋梁鋼的焊接。

背景技術(shù)：
焊劑是用于埋弧自動焊接的材料，分為熔煉焊劑和燒結(jié)焊劑兩大類。燒結(jié)焊劑具有可以連續(xù)生產(chǎn)、無污染、堿度高、適應(yīng)較高強(qiáng)度的焊接，并能得到較高的塑性和韌性等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于橋梁、壓力容器、金屬結(jié)構(gòu)、造船、車輛和石油天然氣輸送管道等焊接制造。低堿度高硅、錳渣系燒結(jié)焊劑，容易獲得良好工藝性能，但焊縫沖擊韌性不高。高堿度渣系的燒結(jié)焊劑容易獲得高韌性焊縫，但要獲得高強(qiáng)度高韌性的焊縫金屬和良好的焊接工藝性能具有很大的技術(shù)困難，特別是焊接厚度大于32mm，甚至是60mm的大厚鋼板時(shí)，由于多層多道焊接，后焊的焊道對前道焊縫起到熱處理的作用，使焊縫組織發(fā)生變化，容易造成焊縫金屬低溫沖擊吸收功下降和大幅度波動。
我國橋梁用鋼的發(fā)展起步較早，但發(fā)展緩慢，20世紀(jì)60～80年代開發(fā)了16Mnq、15MnVq、15MnVNq等。其中16Mnq應(yīng)用廣泛，但沖擊韌性偏低。80年代九江大橋采用了15MnVNq，但由于采用提高強(qiáng)度的釩，導(dǎo)致鋼板低溫沖擊韌性和焊接性能差。90年代開發(fā)了14MnNbq(Q370q)鐵路橋梁用鋼，具有優(yōu)良的低溫沖擊韌性，可以滿足目前橋梁建設(shè)的要求。然而，京滬高速鐵路建設(shè)的主要橋梁，如南京大勝關(guān)長江大橋，拱肋部位最大軸力達(dá)9300噸的構(gòu)件需要采用更高級別的高性能結(jié)構(gòu)鋼，才能滿足結(jié)構(gòu)受力需要。采用新型高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼(Q420q)能有效地降低部分桿件規(guī)模。但是，采用現(xiàn)有的焊接材料，不能滿足高強(qiáng)度高韌性的焊接要求。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題提供一種高強(qiáng)度高韌性氟堿性燒結(jié)焊劑，在保證焊縫金屬具有高強(qiáng)度的前提下，進(jìn)一步提高焊縫金屬低溫沖擊韌性以滿足Q420q鋼種的焊縫要求，使焊縫金屬在具有高強(qiáng)度的同時(shí)具有高韌性。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案 1、根據(jù)焊劑熔渣物理性能對焊縫金屬的影響，設(shè)計(jì)以CaF2-MgO-Al2O3-SiO2為該焊劑的渣系。
2、提高焊縫金屬低溫沖擊韌性的主要技術(shù)手段控制焊劑的堿度(BIIW)范圍2.0～2.5；降低焊劑中的氧含量，設(shè)計(jì)成低氧焊劑；盡量減少原材料中帶來的有害雜質(zhì)，保證焊縫金屬的純凈度，加入適量CaO進(jìn)一步增加焊縫脫S、P的效果。
3、通過調(diào)整焊劑熔渣的粘度、表面張力和熔點(diǎn)等，從而改善焊縫的成形性能和渣渣的脫渣性能，改善焊接工藝性能，保證焊縫表面質(zhì)量。
本發(fā)明由下述重量百分比的成份組成MgO 22～26，CaF2 25～27，Al2O321～23，SiO2 14～16，CaO 4～7，MnO 3～5，Na2O 0.3～0.6，F(xiàn)eO＜3，S≤0.03，P≤0.04。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的優(yōu)點(diǎn)和效果 1、本發(fā)明采用優(yōu)化技術(shù)，合理地選配了各種材料的比例，使焊接熔渣具有適應(yīng)的熔點(diǎn)、粘度、表面張力，焊劑具有電弧燃燒穩(wěn)定，焊后脫渣容易，焊縫邊緣過渡平穩(wěn)，表面光滑，焊縫外觀成形好等優(yōu)良的綜合焊接工藝性能。
2、本發(fā)明通過控制焊劑的堿度(BIIW)范圍，降低焊劑中的氧含量和雜質(zhì)，保證焊縫金屬的純凈度，提高焊縫金屬低溫沖擊韌性。
3、本發(fā)明與YS-H08D焊絲匹配，焊接高強(qiáng)度Q420q橋梁結(jié)構(gòu)鋼，焊縫金屬具有很高的低溫沖擊韌性，夏比沖擊吸收功Akv(-40℃)169J～202J，而且沖擊吸收功的離散度很小。完全滿足“南京大勝關(guān)長江大橋”Q420q橋梁結(jié)構(gòu)鋼焊接要求。
4、本發(fā)明與YS-H08D焊絲匹配，焊接高強(qiáng)度Q420q橋梁結(jié)構(gòu)鋼，焊縫金屬具有較高的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度，符合橋梁焊接規(guī)范。
5、本發(fā)明還可與多種焊絲匹配，可焊接多種低合金鋼，如X80鋼級螺旋縫埋弧焊鋼管，同樣具有較高的低溫沖擊韌性。

具體實(shí)施例方式 實(shí)施例一(焊劑批號001) (1)焊劑組份(Wt％)MgO 24.8，CaF2 25.8，Al2O3 22.2，SiO2 15.3，CaO5.3，MnO 3.8，F(xiàn)eO 2.3，Na2O 0.462，S 0.009，P 0.029。
(2)焊劑的堿度(BIIW)2.25 (3)制備方法將所需原料復(fù)檢后，進(jìn)行粗破碎、細(xì)破碎、研粉等工序，加工成不同標(biāo)準(zhǔn)粒度的粉劑。過篩后按照配方進(jìn)行配比稱重，然后放進(jìn)干攪拌器進(jìn)行干攪拌，攪拌均勻后的粉料放入濕攪拌器，加入20％左右的水玻璃進(jìn)行濕攪拌，充分?jǐn)嚢杈鶆?，攪拌好的濕料送入造粒機(jī)進(jìn)行造粒，造出的粒狀焊劑經(jīng)熱風(fēng)干燥后送入烘干爐，在150℃～200℃的溫度下進(jìn)行烘干，去除水分其水分后過篩，篩分出標(biāo)準(zhǔn)粒度范圍內(nèi)的焊劑送入燒結(jié)爐進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度800℃～850℃，燒結(jié)時(shí)間1個(gè)小時(shí)左右，出爐冷卻后經(jīng)檢驗(yàn)、過篩、包裝、入庫，完成焊劑生產(chǎn)過程。
(4)熔敷金屬力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果(配合YS-H08D焊絲)
實(shí)施例二(焊劑批號002) (1)焊劑組份(Wt％)MgO 24.6，CaF2 26.1，Al2O3 22.7，SiO2 15.1，CaO5.6，MnO 3.4，F(xiàn)eO 2.1，Na2O 0.367，S 0.007，P 0.026。
(2)焊劑的堿度(BIIW)2.25 (3)制備方法與實(shí)施例一相同。
(4)熔敷金屬力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果(配合YS-H08D焊絲)
實(shí)施例三(焊劑批號003) (1)焊劑組份(Wt％)MgO 25.2，CaF2 25.2，Al2O3 22.5，SiO2 15.2，CaO5.6，MnO 3.6，F(xiàn)eO 2.3，Na2O 0.362，S 0.009，P 0.029。
(2)焊劑的堿度(BIIW)2.24 (3)制備方法與實(shí)施例一相同。
(4)熔敷金屬力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果(配合YS-H08D焊絲)

權(quán)利要求
1、一種高強(qiáng)度高韌性氟堿型燒結(jié)焊劑，其特征是該焊劑由下述重量百分比的成份組成MgO 22～26，CaF2 25～27，Al2O3 21～23，SiO2 14～16，CaO4～7，MnO 3～5，Na2O 0.3～0.6，F(xiàn)eO＜3，S≤0.03，P≤0.04。
全文摘要
一種高強(qiáng)度高韌性氟堿型燒結(jié)焊劑，由下述重量百分比的成份組成MgO 22～26，CaF225～27，Al2O321～23，SiO214～16，CaO 4～7，MnO 3～5，Na2O 0.3～0.6，F(xiàn)eO＜3，S≤0.03，P≤0.04。本發(fā)明通過控制焊劑的堿度(BI1W)范圍，降低焊劑中的氧含量和雜質(zhì)，保證焊縫金屬的純凈度，提高焊縫金屬低溫沖擊韌性。本發(fā)明與YS-H08D焊絲匹配，焊接高強(qiáng)度Q420q橋梁結(jié)構(gòu)鋼，焊縫金屬具有很高的低溫沖擊韌性和較高的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度，夏比沖擊吸收功Akv(-40℃)169J～202J，而且沖擊吸收功的離散度很小。本發(fā)明可與多種焊絲匹配，可焊接多種低合金鋼，如X80鋼級螺旋縫埋弧焊鋼管，同樣具有較高的低溫沖擊韌性。
文檔編號B23K35/362GK101314200SQ20081001828
公開日2008年12月3日 申請日期2008年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月8日
發(fā)明者孟鈺竣, 何少卿, 杜文利 申請人:寶雞市宇生焊接材料有限公司