低熔點(diǎn)焊劑在大功率tig焊接焊縫保護(hù)中的應(yīng)用
【專利說明】
[0001] 本申請(qǐng)為一種適用于大功率TIG焊接焊縫保護(hù)的低熔點(diǎn)焊劑的分案申請(qǐng)，原申請(qǐng) 的申請(qǐng)?zhí)枮?013102221786,原申請(qǐng)日為2013年6月5日，發(fā)明名稱為一種適用于大功率 TIG焊接焊縫保護(hù)的低熔點(diǎn)焊劑。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及焊接技術(shù)，具體的說，是涉及一種適用于大功率TIG焊接焊縫保護(hù)的 低熔點(diǎn)焊劑的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0003] 目前焊接結(jié)構(gòu)正向著大型化、高參數(shù)、精確尺寸發(fā)展，高效、高性能焊接技術(shù)極大 地推動(dòng)著我國的施工技術(shù)和鋼鐵產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展。大功率TIG焊接方法通過提高熔敷效 率，可以明顯的提高厚板焊接時(shí)焊接材料的熔化速度，焊接效率非常高，焊接質(zhì)量較好，因 此在碳鋼、不銹鋼、鈦及鈦合金厚板焊接方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。但是在采用大功率TIG焊接 方法對(duì)碳鋼、不銹鋼、鈦及鈦合金進(jìn)行焊接時(shí)，由于材料和氧的親和力很大，往往需要采取 保護(hù)措施來減少焊縫金屬的氧化。目前比較通用的方法是采用惰性氣體對(duì)高溫熔池進(jìn)行 保護(hù)。但是惰性氣體保護(hù)也存在著一些自身很難克服的缺點(diǎn)：1、保護(hù)時(shí)間有限。焊嘴中的 惰性氣體雖然能夠很好的隔絕高溫液態(tài)熔池與空氣的接觸，但是隨著焊槍或待焊部件的移 動(dòng)，仍處于高溫的焊縫將脫離惰性氣體的保護(hù)，曝露在空氣中，形成藍(lán)色或黑色的氧化層。 該氧化層的形成不但極大地惡化焊縫的力學(xué)性能和抗腐蝕性能，而且也影響焊縫的外觀形 貌。2、成本高，浪費(fèi)嚴(yán)重。焊接過程中使用的惰性氣體的純度要求高，其數(shù)量與焊接時(shí)間成 正比，所以在焊接大尺寸焊件時(shí)，惰性氣體的用量是相當(dāng)大的，成本很高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明針對(duì)惰性氣體保護(hù)中存在的不足，提出了一種適用于大功率TIG焊接焊縫 保護(hù)的低熔點(diǎn)焊劑，替代惰性氣體來對(duì)焊縫處的高溫凝固焊縫進(jìn)行保護(hù)。該低熔點(diǎn)焊劑覆 蓋在高溫凝固焊縫表面后會(huì)熔化并快速潤濕到焊縫，完全覆蓋焊縫表面，形成一層保護(hù)膜， 從而對(duì)其進(jìn)行保護(hù)，防止焊縫位置處發(fā)生氧化，從而提高焊縫的焊接質(zhì)量。焊后進(jìn)行簡單的 清渣處理即可。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0006] 低熔點(diǎn)焊劑，由如下組分按照質(zhì)量份組成：
[0007] Al20320-30 質(zhì)量份，Ti0215-25 質(zhì)量份，CaO 10-15 質(zhì)量份，NaCl 10-15 質(zhì)量份， Mg05-10質(zhì)量份，V2055-10質(zhì)量份，KBF (氟硼酸鉀）3-5質(zhì)量份和MnO 3-5質(zhì)量份；
[0008] 優(yōu)選 Al20324-28 質(zhì)量份，Ti0220-25 質(zhì)量份，CaO 12-15 質(zhì)量份，NaCl 12-15 質(zhì)量 份，MgO 5-8質(zhì)量份，V2055-8質(zhì)量份，KBF 4-5質(zhì)量份和MnO 4-5質(zhì)量份。
[0009] 作為對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步完善和補(bǔ)充，在本發(fā)明的技術(shù)方案中，所述的各組 分放入研缽中充分研磨均勻，所有原料顆粒度均在200目-800目之間。本焊劑的制造工藝 為：將原材料按規(guī)定的配比和粒度過篩后進(jìn)行配料，待充分混合后加入水玻璃進(jìn)行濕拌，然 后用造粒機(jī)進(jìn)行造粒，之后在200-300°C之間進(jìn)行低溫烘干，最后裝入具有防潮性能的包裝 袋中供焊接生產(chǎn)使用，此時(shí)使用水玻璃即為造粒提供適當(dāng)粘度即可，加入量選擇為混合后 粉末質(zhì)量3% - 5%即可。
[0010] 本發(fā)明通過理論分析和實(shí)驗(yàn)，合理調(diào)整各原料的配比來調(diào)整焊劑的物理特性，所 得焊劑的熔點(diǎn)范圍可以達(dá)到690-735°C，流動(dòng)性及脫渣性良好，保證能滿足大功率TIG焊接 條件下焊縫保護(hù)的低熔點(diǎn)焊劑要求。該低熔點(diǎn)焊劑覆蓋高在溫凝固焊縫表面后會(huì)熔化并快 速潤濕到焊縫，完全覆蓋焊縫表面，形成一層保護(hù)膜，從而對(duì)其進(jìn)行保護(hù)，防止焊縫位置處 在凝固過程中被氧化。焊劑中含有的Al、Mn、Ti這幾種元素和氧的親和力很大，可以與氧結(jié) 合，有效防止焊縫表面氧化；V 2O5和NaCl可以降低焊劑的熔點(diǎn)，促進(jìn)焊縫成型良好；KBF能 夠進(jìn)一步降低熔點(diǎn)和增強(qiáng)去膜能力；Al 2O3和TiO 2脫渣性較好，能提高造渣能力和物理保護(hù) 作用。
[0011] 使用方法如下：在大功率TIG焊接（樣板厚度大于3mm，電流大于200A)過程中， 焊劑鋪灑與回收裝置沿焊槍與焊件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向固定在焊槍的后方，待焊槍或焊件移動(dòng) 露出高溫液態(tài)熔池區(qū)域后，高溫液態(tài)熔池區(qū)域發(fā)生初步凝固，在高溫凝固焊縫表面覆蓋該 低熔點(diǎn)焊劑，焊劑會(huì)熔化并快速潤濕到焊縫，完全覆蓋其表面，形成一層保護(hù)膜，從而對(duì)其 進(jìn)行保護(hù)，防止焊縫位置處的高溫凝固焊縫被氧化。焊后進(jìn)行清渣處理即可。焊接試樣為 奧氏體不銹鋼。所述奧氏體不銹鋼為AISI 304不銹鋼。
[0012] 本發(fā)明的有益效果是：
[0013] (一）本發(fā)明利用高溫凝固焊縫熔化焊劑，熔化的焊劑完全覆蓋凝固焊縫表面，形 成一層保護(hù)膜，很好的隔絕高溫凝固焊縫與空氣的接觸，能在一定程度上改善焊縫的力學(xué) 性能、抗腐蝕性能和焊縫的外觀形貌。
[0014] (二）本發(fā)明通過焊劑熔化后形成的保護(hù)膜來隔絕高溫凝固焊縫與空氣的接觸， 保護(hù)范圍廣，作用時(shí)間長，解決了惰性氣體保護(hù)中存在的局限性。
[0015] (三）本發(fā)明制備過程簡單，無需外界能源，無需專門設(shè)備，與惰性氣體保護(hù)焊相 比，在進(jìn)行大尺寸工件焊接時(shí)，可以大大降低成本，值得推廣應(yīng)用。
[0016] 本發(fā)明可以替代惰性氣體來對(duì)焊縫處的高溫凝固焊縫金屬進(jìn)行保護(hù)。主要應(yīng)用于 管道、船舶、橋梁結(jié)構(gòu)、壓力容器等高強(qiáng)鋼、不銹鋼的大功率TIG焊接條件下，可以避免高溫 凝固焊縫氧化，改善焊縫的力學(xué)性能、抗腐蝕性能，焊縫成形美觀。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。選用青島東岳羅地亞化工有 限公司的水玻璃，其余原料選用天津科威公司的試劑，選擇化學(xué)純或者分析純，以Ig為1份 質(zhì)量份。
[0018] 實(shí)施例1
[0019]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 低熔點(diǎn)焊劑在大功率TIG焊接焊縫保護(hù)中的應(yīng)用，其特征在于，所述低熔點(diǎn)焊劑由 如下組分按照質(zhì)量份組成：Al20 320-30質(zhì)量份，Ti021 5-25質(zhì)量份，CaO 10-15質(zhì)量份，NaCl 10-15質(zhì)量份，MgO 5-10質(zhì)量份，V2055-10質(zhì)量份，氟硼酸鉀3-5質(zhì)量份和MnO 3-5質(zhì)量份， 按照下述步驟進(jìn)行：將各組分放入研缽中充分研磨均勻，所有原料顆粒度均在200目一800 目之間，將原材料按規(guī)定的配比和粒度過篩后進(jìn)行配料，待充分混合后加入水玻璃進(jìn)行濕 拌，然后用造粒機(jī)進(jìn)行造粒，之后在200-300°C之間進(jìn)行低溫烘干即可，使用水玻璃即為造 粒提供粘度，加入量選擇為混合后粉末質(zhì)量3% - 5% ; 所述焊劑的熔點(diǎn)范圍達(dá)到690-735°C，在大功率TIG焊接過程中，焊劑鋪灑與回收裝置 沿焊槍與焊件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向固定在焊槍的后方，待焊槍或待焊部件移動(dòng)露出高溫液態(tài)熔 池區(qū)域后，高溫液態(tài)熔池區(qū)域發(fā)生初步凝固，在高溫凝固焊縫表面覆蓋該低熔點(diǎn)焊劑，焊劑 會(huì)熔化并快速潤濕到焊縫，完全覆蓋其表面，形成一層保護(hù)膜，從而對(duì)其進(jìn)行保護(hù)，防止焊 縫位置處的高溫凝固焊縫被氧化，焊后進(jìn)行清渣處理即可；所述大功率TIG焊接為樣板厚 度大于3mm，電流大于200A，所述焊件為奧氏體不銹鋼。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低熔點(diǎn)焊劑在大功率TIG焊接焊縫保護(hù)中的應(yīng)用，其特征 在于，所述低熔點(diǎn)焊劑由如下組分按照質(zhì)量份組成：Al 20324-28質(zhì)量份，Ti0220-25質(zhì)量份， CaO 12-15質(zhì)量份，NaCl 12-15質(zhì)量份，MgO 5-8質(zhì)量份，V2055-8質(zhì)量份，氟硼酸鉀4-5質(zhì) 量份和MnO 4-5質(zhì)量份。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的低熔點(diǎn)焊劑在大功率TIG焊接焊縫保護(hù)中的應(yīng)用，其 特征在于，所述奧氏體不銹鋼為AISI 304不銹鋼。
【專利摘要】本發(fā)明公開低熔點(diǎn)焊劑在大功率TIG焊接焊縫保護(hù)中的應(yīng)用，低熔點(diǎn)焊劑由Al2O320-30質(zhì)量份，TiO215-25質(zhì)量份，CaO 10-15質(zhì)量份，NaCl 10-15質(zhì)量份，MgO 5-10質(zhì)量份，V2O55-10質(zhì)量份，氟硼酸鉀3-5質(zhì)量份和MnO 3-5質(zhì)量份組成，各組分放入研缽中充分研磨均勻，所有原料顆粒度均在200目-800目之間。該低熔點(diǎn)焊劑覆蓋在高溫凝固焊縫表面后會(huì)熔化并快速潤濕到焊縫，完全覆蓋焊縫表面，形成一層保護(hù)膜，從而防止焊縫發(fā)生氧化，改善焊縫的力學(xué)性能、抗腐蝕性能，焊縫成形美觀，焊后進(jìn)行簡單的清渣處理即可。
【IPC分類】B23K35-40, B23K9-167, B23K35-362
【公開號(hào)】CN104708229
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510087279
【發(fā)明人】羅震, 馮夢(mèng)楠, 李會(huì)軍, 李洋, 趙春鳳
【申請(qǐng)人】天津大學(xué)
【公開日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2013年6月5日