i〇2夹渣，最终引起底层焊缝金属冲击初性，尤其是低溫冲击初 性的显著降低。 阳029] 本发明的衬垫材料组分，通过减少酸性氧化物Si化、Al2〇3的含量，增加碱性氧化物 MgOXaO的含量，提高衬垫烙渣的碱度。（1)式的冶金反应与衬垫烙渣中自由的氧化物含量 有关，在衬垫烙渣体系中，氧化物及其复合物处于平衡状态：
[0030] MgO+SiO声MgO.SiO; 0)
[0031] CaCHSi化古CaO.Si化 （4)
[0032]当碱性氧化物MgOXaO含量增加，有利于（3)、（4)式反应向右进行，使衬垫烙渣中 自由的Si化减少，同事复合物MgO.SiO2、化0.Si化的增加，将会大大改善衬垫烙渣的特性。 其烙渣的烙点更低，更容易聚集和从液态金属中分离，不会造成夹渣。运就是在烙池冶金反 应过程中，碱性氧化物的增加，即烙渣碱度的提高，焊缝金属将更纯净、夹渣更少，是焊缝冲 击初性提高的根本原因。实践表明：在本发明规定范围之内的上述各组分，通过相互协调， 综合影响控制烙渣的碱度，满足衬垫焊接头机械性能和工艺性能的要求。
[0033] 实施例1:按最终成品材料中各氧化物组分的重量含量43. 56%MgO和化0、 33. 84%Si〇2、18.42%Al2〇3、l.53%化203、3.04%化2〇和馬〇的比例，取运些氧化物的粉末 或是含有运些氧化物的矿物粉末如粘±、长石、侣抓±、菱苦±等作为原料，将原料混合造 粒后，经过压制、烧结得到衬垫烙渣碱度为1.06的衬垫块材料。
[0034] 实施例2:按最终成品材料中各氧化物组分的重量含量54. 21%MgO和化0、 27. 64%Si〇2、13.54%Al2〇3、l.54%化203、2.74%化2〇和馬〇的比例，取运些氧化物的粉末 或是含有运些氧化物的矿物粉末如粘±、长石、侣抓±、菱苦±等作为原料，将原料混合造 粒后，经过压制、烧结得到衬垫烙渣碱度为1. 56的衬垫块材料。
[0035] 实施例3 :按最终成品材料中各氧化物组分的重量含量64. 54%MgO和化0、 26. 66 %Si〇2、7. 2 %Al2〇3、1. 68 %Fe2〇3、1. 53 %胞2〇和KzO的比例，取运些氧化物的粉末或 是含有运些氧化物的矿物粉末如粘±、长石、侣抓±、菱苦±等作为原料，将原料混合造粒 后，经过压制、烧结得到衬垫烙渣碱度为2. 05的衬垫块材料。
[0036] 如图1所示，将上述实施例中所列得的陶质衬垫材料1的背面与侣锥压敏胶2粘 贴在一起，再将侣锥压敏胶2连同陶质衬垫材料1装贴到焊接钢板3上，进行打底焊4和填 充焊5,其试验条件如下：
[0037] 试验钢板：板厚20mm，船用E级板 阳03引坡口形状：V型坡口，角度40。-50°，平焊间隙7mm
[0039] 焊机：半自动C02气体保护焊机
[0040] 焊丝：巫1. 2臟，药忍焊丝
[0041] 焊接规范：平焊打底焊180-190A，26V平焊填充焊，200-210J7V
[0042] 立焊打底焊160-180A，24V立焊填充焊，180-200, 26V
[0043] 将焊接好的试板，分别在焊缝根部和焊缝表面，离钢板表面2mm处各取一组冲击 试样。一组由立个冲击试样组成，取立个试样的平均值，试样尺寸IOmmXIOmmX55mm，试样 的取样加工按GB/T18658-2005《摆键式冲击试验机检验用夏比V型缺口标准试样》进行。 冲击试验按GB/T229-1994《金属夏比缺口冲击试验方法》进行。
[0044] 表1陶质衬垫材料烙渣碱度
[0045]
[0046] 表2平焊焊缝冲击试验结果
[0047]
[0048] 表3立焊焊缝冲击试验结果
[0049]
[0050] 由表1、表2和表3可W看出：本发明的实施例1-3,衬垫烙渣碱度均在I. 0W上， 焊缝根部冲击值随碱度增加而提高，并接近焊缝表面的冲击值。而比较例1-2是传统的堇 青石类衬垫材料，不在本发明范围内，其焊缝根部冲击值低于焊缝表面冲击值的50%。
[0051] W上所举实施例为本发明的较佳实施方式，仅用来方便说明本发明，并非对本发 明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技 术特征的范围内，利用本发明所掲示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且 未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。
【主权项】
1. 一种碱性焊接衬垫材料，其特征在于，所述碱性焊接衬垫材料成品中各组分的重量 百分比为：40% -75% MgO和 / 或CaO、15% -40% Si02、0% -25% Al203、0-3% Fe203、0. 5-4% Na2O和/或K2O ;且所述碱性焊接衬垫材料碱度大于1。2. 根据权利要求1所述的一种碱性焊接衬垫材料，其特征在于，所述碱性焊接衬垫材 料成品中各组分的重量百分比为：50% -70% MgO和/或Ca0、20% -35% Si02、l% -15% A1203、0. 5-2% Fe203、1-3% Na2O和/或K2O ;且所述碱性焊接衬垫材料碱度大于I. 5。3. 根据权利要求1或2所述的一种碱性焊接衬垫材料，其特征在于，所述碱性焊接衬垫 材料成品中各组分的重量百分比为：64.5%1%0和/或0 &0、26.7%3102、7.2%六1203、0.6% Fe 2O3' I. 8% Na2O和/或K2O ;且所述碱性焊接衬垫材料碱度大于2〇4. 一种碱性焊接衬垫材料的制造方法，其特征在于，该制造方法包括： 1) 、将原材料MgO和/或CaO、Si02、A1203、Fe20 3、Na2O和/或K2O按照一定比例充分混 合； 2) 、充分混合后的原材料压制成型，并且烧结成衬垫块； 3) 、将烧结好的衬垫块与铝箱压敏胶带装配在一起。5. 根据权利要求4所述的一种碱性焊接衬垫材料的制造方法，其特征在于，原材料各 组分重量百分比为：64. 5%Mg0和 / 或 Ca0、26. 7%Si02、7. 2%A1203、0. 6%Fe203、l. 8%Na20 和/或K2O ;且所述碱性焊接衬垫材料碱度大于2。
【专利摘要】本发明公开了一种碱性焊接衬垫材料，所述碱性焊接衬垫材料成品中各组分的重量百分比为：40％-75％MgO和/或CaO、15％-40％SiO2、0％-25％Al2O3、0-3％Fe2O3、0.5-4％Na2O和/或K2O；且所述碱性焊接衬垫材料碱度大于1。本发明的有益效果是：该碱性焊接衬垫材料通过优选材料配方，控制衬垫熔渣的碱度，调节衬垫熔渣的物理化特性，满足高强度高韧性焊接接头的要求。使用本发明的衬垫材料进行焊接，无论是平焊还是在立焊位置，其焊缝成型均匀光滑。焊缝的机械性能尤其是低温冲击韧性与传统的堇青石类衬垫材料相比，有显著的提高。除此之外，通过调整原材料的配方，控制衬垫熔渣的碱度，从而满足不同机械性能要求的焊接接头。
【IPC分类】B23K35/40, B23K35/22
【公开号】CN105127610
【申请号】CN201510632185
【发明人】肖苏洋, 肖诗祥, 屠涛雄, 周丽梅, 汪小根
【申请人】武汉天高熔接股份有限公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年9月29日