一種窄間隙焊埋弧焊劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種窄間隙焊埋弧焊劑，由下述重量份數(shù)的原料組成：煅燒α型三氧化二鋁10-30份、螢石20-45份、粗鎂砂15-30份、細(xì)鎂砂10-25份、鋁礬土10-25份、硅灰石5-15份、金紅石1-15份、金屬錳1-10份、硅鐵1-10份。本發(fā)明的積極效果：1.具有生產(chǎn)效率高，綜合成本低，焊接質(zhì)量好等特點(diǎn)；2.解決了埋弧焊接窄間隙的難題，具有優(yōu)良的焊接工藝性能和力學(xué)性能，焊道成型美觀，脫渣非常容易。
【專利說明】一種窄間隙焊埋弧焊劑

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于焊接材料領(lǐng)域，特別是一種窄間隙焊埋弧焊劑。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著現(xiàn)代工業(yè)的大型化和高參數(shù)化，厚板和超厚板焊接金屬結(jié)構(gòu)的應(yīng)用越來越廣 泛，對(duì)焊縫的性能要求也愈來愈高。窄間隙焊接技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域開始得到應(yīng)用，傳統(tǒng)的厚板 焊接方法不僅開坡口困難，焊接速度緩慢，而且焊后板材應(yīng)力很大。埋弧焊接是應(yīng)用最廣泛 的自動(dòng)焊接方法，具有焊接參數(shù)大，焊接效率高的優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)窄間隙進(jìn)行焊接時(shí)，焊道容易 粘渣。與傳統(tǒng)焊接技術(shù)相比，窄間隙焊具有節(jié)約母材、節(jié)約焊接材料、節(jié)約能源、焊后變形小 等特點(diǎn)。窄間隙焊接技術(shù)還可以提高生產(chǎn)效率，節(jié)約勞動(dòng)成本，增加經(jīng)濟(jì)效益，窄間隙埋弧 焊一般可節(jié)約焊絲百分之五十左右，節(jié)約焊劑百分之六十左右。因此，具有非常好的發(fā)展前 景。但目前還沒有一種好的窄間隙焊埋弧焊劑的配方，成本低且效果好。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了解決現(xiàn)有的技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：：
[0004] 一種窄間隙焊埋弧焊劑，由下述重量份數(shù)的原料組成：煅燒α型三氧化二鋁 10-30份、螢石20-45份、粗鎂砂15-30份、細(xì)鎂砂10-25份、鋁礬土 10-25份、硅灰石5-15 份、金紅石卜15份、金屬猛1-10份、娃鐵1-10份。
[0005] 進(jìn)一步，由下述重量份數(shù)的原料組成：煅燒α型三氧化二鋁13-18份、螢石18-35 份、粗鎂砂20-25份、細(xì)鎂砂15-20份、鋁礬土 15-20份、硅灰石8-12份、金紅石2-10份、金 屬猛2-8份、娃鐵2-9份。
[0006] 進(jìn)一步，由下述重量份數(shù)的原料組成：煅燒α型三氧化二鋁10份、螢石20份、粗 鎂砂22份、細(xì)鎂砂17份、鋁礬土 18份、硅灰石10份、金紅石3份、金屬錳7份、硅鐵6份。
[0007] 在本發(fā)明中，煅燒α型三氧化二鋁是焊劑主要組成成分，其作用是造渣、穩(wěn)弧。煅 燒α型三氧化二鋁與普通三氧化二鋁區(qū)別在于晶格結(jié)構(gòu)不同，直接導(dǎo)致熔點(diǎn)、凝固點(diǎn)的不 同，本焊劑屬于窄間隙焊焊劑，要保證焊道的成型需降低熔渣的熔點(diǎn)、凝固點(diǎn)。由于本發(fā)明 為窄間隙焊焊劑，熔渣和熔池凝固非?？?，對(duì)焊接缺陷敏感性增強(qiáng)，焊道極易產(chǎn)生咬邊、夾 渣等缺陷，而普通焊劑熔渣和熔池存在時(shí)間長(zhǎng)，有足夠的時(shí)間將焊接過程中產(chǎn)生的水蒸氣、 C0、C02等有害氣體排出。然而煅燒α型三氧化二鋁含水量〈〇.〇5%，這樣可以極大地減少 缺陷的產(chǎn)生。經(jīng)過大量試驗(yàn)認(rèn)證，煅燒α型三氧化二鋁具有很低的熔點(diǎn)和凝固點(diǎn)，減緩焊 縫金屬的冷卻速度，保證熔渣具有合適的熔點(diǎn)和黏度。故煅燒α型三氧化二鋁含量選擇本 發(fā)明的含量。
[0008] 螢石也是本發(fā)明焊劑的主要組成成分，具有強(qiáng)烈的稀渣作用，含量低則稀渣能力 不足，含量高則電弧穩(wěn)定性下降。因本發(fā)明為窄間隙焊焊劑，熔渣的稀釋度將對(duì)成型造成很 大影響，太稀則成型不好，太黏則電弧不穩(wěn)。故螢石含量選擇本發(fā)明的含量。
[0009] 粗鎂砂成分主要是MgO,是良好的造渣材料，能夠增加熔渣的透氣性、抗銹性能。 MgO屬堿性氧化物，在電弧周圍造成一種還原的氣氛，防止空氣中的水蒸氣、二氧化碳、一氧 化碳等有害氣體進(jìn)入熔敷金屬，生成的焊接熔渣均勻地覆蓋在焊縫金屬表面，減緩了焊縫 金屬的冷卻速度，并獲得良好的焊縫成形，保證熔渣具有合適的熔點(diǎn)、黏度、密度，還可以除 去氧化物及硫、磷等有害雜質(zhì)。故粗鎂砂含量選擇本發(fā)明的含量。
[0010] 細(xì)鎂砂與粗鎂砂成分相同，區(qū)別在于顆粒度不同，主要作用是與粗鎂砂配合，保證 焊劑合適的松裝比，松裝比的大小可影響焊道的成型，還可以增強(qiáng)熔渣的透氣性，減小氣孔 產(chǎn)生傾向。故細(xì)鎂砂含量選擇本發(fā)明的含量。
[0011] 鋁礬土主要作為造渣劑，具有耐焊接高溫、熱穩(wěn)定性好、導(dǎo)熱率低、熱容小等優(yōu)點(diǎn)， 同時(shí)可以增加焊劑熔渣的導(dǎo)電性，適當(dāng)添加可以提高熔渣的高溫粘度，調(diào)節(jié)濕潤(rùn)角，保證在 高速焊接條件下，細(xì)化焊縫波紋，焊縫的表面成形，但添加過多易導(dǎo)致產(chǎn)生氣孔。故鋁礬土 含量選擇本發(fā)明的含量。
[0012] 硅灰石主要作為造渣劑，屬于穩(wěn)定的氧化物，與鎂砂等結(jié)合成共熔體，形成焊接熔 渣，與焊劑中的硫磷具有較強(qiáng)的結(jié)合能力，可以排除焊劑中的硫磷，增強(qiáng)焊縫力學(xué)性能。故 娃灰石含量選擇本發(fā)明的含量。
[0013] 金紅石具有耐高溫、耐低溫、耐腐蝕、高強(qiáng)度、小比重等特點(diǎn)，主要成分由二氧化鈦 組成，鈦元素可以通過焊劑熔渣進(jìn)入焊縫金屬中，可以起到細(xì)化晶粒、提高低溫沖擊韌性的 作用，同時(shí)還可以稀釋熔渣，改善熔池流動(dòng)性，其稀渣能力強(qiáng)于螢石，少量添加可以增強(qiáng)電 弧穩(wěn)定性，保證焊道在高速條件下的成型，還可以降低焊縫中的擴(kuò)散氫，增強(qiáng)脫渣能力，但 必須進(jìn)行預(yù)先處理脫結(jié)晶水，防止結(jié)晶水進(jìn)入熔池，出現(xiàn)氣孔粘渣。故金紅石含量選擇本發(fā) 明的含量。
[0014] 金屬錳是良好的脫氧劑和脫硫劑，可以顯著提高焊縫的強(qiáng)度，改善焊縫的韌性，但 含量不宜過高，否則容易產(chǎn)生焊縫中心裂紋。故金屬錳含量選擇本發(fā)明的含量。
[0015] 硅鐵在本發(fā)明中與金屬錳進(jìn)行聯(lián)合脫氧，同時(shí)可向焊縫中添加硅元素，硅元素能 夠保證焊縫的強(qiáng)度，但含量不能過高，過高則易導(dǎo)致焊縫強(qiáng)度過高，沖擊韌性下降。故硅鐵 含量選擇本發(fā)明的含量。
[0016] 本發(fā)明焊劑通過調(diào)整配方，找到合適的渣系，通過添加適量的金紅石，提高了窄間 隙焊時(shí)的熱脫渣能力，同時(shí)使焊道成型美觀，實(shí)現(xiàn)了對(duì)窄間隙的埋弧焊接。本發(fā)明使用的預(yù) 先處理金紅石為技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)之一，在普通燒結(jié)焊劑生產(chǎn)中，金紅石作為原材料直接添加，經(jīng) 水玻璃粘結(jié)后進(jìn)行850°C高溫烘烤，但在本發(fā)明焊劑中效果不佳，尤其表現(xiàn)在關(guān)鍵的脫渣性 上，經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，金紅石中含有結(jié)晶水容易導(dǎo)致粘渣，而烘烤焊劑時(shí)850°C高溫，并不能消 除結(jié)晶水。為解決此問題，對(duì)金紅石在投料前進(jìn)行了 950°C-小時(shí)預(yù)先脫結(jié)晶水處理，較沒 有預(yù)先處理時(shí)，減少了結(jié)晶水進(jìn)入熔池，出現(xiàn)粘渣的可能性，使焊縫表面成型質(zhì)量良好，焊 接工藝性能優(yōu)良。
[0017] 本發(fā)明的積極效果：
[0018] 1.具有生廣效率1?，綜合成本低，焊接質(zhì)量好等特點(diǎn)；
[0019] 2.解決了埋弧焊接窄間隙的難題，具有優(yōu)良的焊接工藝性能和力學(xué)性能，焊道成 型美觀，脫渣非常容易。

【具體實(shí)施方式】
[0020] 實(shí)施例1每份按照IOkg計(jì)
[0021] 實(shí)施例1 :
[0022] -種窄間隙焊埋弧焊劑，其燒結(jié)焊劑組分由煅燒α型三氧化二鋁、螢石、粗鎂砂、 細(xì)鎂砂、硅泥、硅灰石、氟化鋇、金屬錳和硅鐵組成，其配方組成成份的重量份數(shù)為：煅燒α 型三氧化二鋁10份、螢石20份、粗鎂砂15份、細(xì)鎂砂15份、鋁礬土 15份、硅灰石15份、金 紅石1份、金屬猛8份、娃鐵1份。
[0023] 實(shí)施例2 :
[0024] -種窄間隙焊埋弧焊劑，其燒結(jié)焊劑組分由煅燒α型三氧化二鋁、螢石、粗鎂砂、 細(xì)鎂砂、硅泥、硅灰石、氟化鋇、金屬錳和硅鐵組成，其配方組成成份的重量份數(shù)為：煅燒α 型三氧化二鋁13份、螢石24份、粗鎂砂17份、細(xì)鎂砂12份、鋁礬土 10份、硅灰石15份、金 紅石2份、金屬猛6份、娃鐵1份。
[0025] 實(shí)施例3 :
[0026] -種窄間隙焊埋弧焊劑，其燒結(jié)焊劑組分由煅燒α型三氧化二鋁、螢石、粗鎂砂、 細(xì)鎂砂、硅泥、硅灰石、氟化鋇、金屬錳和硅鐵組成，其配方組成成份的重量份數(shù)為：煅燒α 型三氧化二鋁15份、螢石28份、粗鎂砂20份、細(xì)鎂砂15份、鋁礬土 10份、硅灰石5份、金 紅石3份、金屬錳1份、硅鐵3份。
[0027] 實(shí)施例4 :
[0028] -種窄間隙焊埋弧焊劑，其燒結(jié)焊劑組分由煅燒α型三氧化二鋁、螢石、粗鎂砂、 細(xì)鎂砂、硅泥、硅灰石、氟化鋇、金屬錳和硅鐵組成，其配方組成成份的重量份數(shù)為：煅燒α 型三氧化二鋁18份、螢石20份、粗鎂砂23份、細(xì)鎂砂18份、鋁礬土 10份、硅灰石5份、金 紅石4份、金屬猛1份、娃鐵1份。
[0029] 實(shí)施例5 :
[0030] 一種窄間隙焊埋弧焊劑，其燒結(jié)焊劑組分由煅燒α型三氧化二鋁、螢石、粗鎂砂、 細(xì)鎂砂、硅泥、硅灰石、氟化鋇、金屬錳和硅鐵組成，其配方組成成份的重量份數(shù)為：煅燒α 型三氧化二鋁30份、螢石20份、粗鎂砂15份、細(xì)鎂砂10份、鋁礬土 10份、硅灰石5份、金 紅石8份、金屬猛1份、娃鐵1份。
[0031] 實(shí)施例6:
[0032] -種窄間隙焊埋弧焊劑，其燒結(jié)焊劑組分由煅燒α型三氧化二鋁、螢石、粗鎂砂、 細(xì)鎂砂、硅泥、硅灰石、氟化鋇、金屬錳和硅鐵組成，其配方組成成份的重量份數(shù)為：煅燒α 型三氧化二鋁10份、螢石20份、粗鎂砂30份、細(xì)鎂砂10份、鋁礬土 10份、硅灰石15份、金 紅石1份、金屬錳2份、硅鐵2份。
[0033] 實(shí)施例7 :
[0034] 一種窄間隙焊埋弧焊劑，其燒結(jié)焊劑組分由煅燒α型三氧化二鋁、螢石、粗鎂砂、 細(xì)鎂砂、硅泥、硅灰石、氟化鋇、金屬錳和硅鐵組成，其配方組成成份的重量份數(shù)為：煅燒α 型三氧化二鋁10份、螢石20份、粗鎂砂22份、細(xì)鎂砂17份、鋁礬土 18份、硅灰石10份、金 紅石3份、金屬猛7份、娃鐵6份。
[0035] 實(shí)施例8 :
[0036] -種窄間隙焊埋弧焊劑，其燒結(jié)焊劑組分由煅燒α型三氧化二鋁、螢石、粗鎂砂、 細(xì)鎂砂、硅泥、硅灰石、氟化鋇、金屬錳和硅鐵組成，其配方組成成份的重量份數(shù)為：煅燒α 型三氧化二鋁10份、螢石20份、粗鎂砂15份、細(xì)鎂砂10份、鋁礬土 25份、硅灰石5份、金 紅石2份、金屬猛7份、娃鐵6份。
[0037] 上述實(shí)施例焊劑配合H10Mn2焊絲焊接，對(duì)應(yīng)力學(xué)性能見下表：
[0038]

【權(quán)利要求】
1. 一種窄間隙焊埋弧焊劑，其特征在于，由下述重量份數(shù)的原料組成：煅燒a型三氧 化二鋁10-30份、螢石20-45份、粗鎂砂15-30份、細(xì)鎂砂10-25份、鋁礬土 10-25份、硅灰 石5-15份、金紅石1-15份、金屬猛1-10份、娃鐵1-10份。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種窄間隙焊埋弧焊劑，其特征在于：由下述重量份數(shù)的原 料組成：煅燒a型三氧化二鋁13-18份、螢石18-35份、粗鎂砂20-25份、細(xì)鎂砂15-20份、 鋁礬土 15-20份、硅灰石8-12份、金紅石2-10份、金屬錳2-8份、硅鐵2-9份。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種窄間隙焊埋弧焊劑，其特征在于：由下述重量份數(shù)的原 料組成：煅燒a型三氧化二鋁10份、螢石20份、粗鎂砂22份、細(xì)鎂砂17份、鋁礬土 18份、 娃灰石10份、金紅石3份、金屬猛7份、娃鐵6份。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3人以權(quán)利要求所述的一種窄間隙焊埋弧焊劑，其特征在于，所述 的金紅石預(yù)先經(jīng)過950°C高溫，時(shí)間為lh的預(yù)先脫結(jié)晶水處理。
【文檔編號(hào)】B23K9/02GK104384754SQ201410649436
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月14日
【發(fā)明者】陳洋, 田國鋒 申請(qǐng)人:天津市永昌焊絲有限公司