专利名称：不锈钢焊接保护剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种焊接防氧化保护剂材料，主要适用于含镍量小于25%的 不锈钢及其它钢种的焊接。
背景技术：
在油田、化工以及其它工业领域中，含镍钢种的应用越来越普遍，与之 相应的不锈钢的焊接问题也越来越受到重视。为保证不锈钢的焊接质量，一 般都采用氩弧焊打底的焊接方法，但是焊缝背面的氧化问题难于解决。不少 研究者曾采用管道背面充氩气保护的方法进行不锈钢的焊接，但是该方法要 消耗大量的氩气，势必造成工程成本的增加。如何防止镍合金、不锈钢和 Ni-Mo耐热钢焊接过程中的焊缝背面氧化、氧化物夹杂和气孔及其引起的一 系列问题，目前国内研究还是空白。
发明内容
本发明的目的是提供一种不锈钢焊接保护剂，适用于含镍量小于25%的 不锈钢及其它钢种焊接防氧化保护，解决了不锈钢及其它含镍钢种焊接时的 背面氧化、氧化物夹杂和气孔问题，有利于这类钢种形成均匀美观的焊缝和 实现单面焊双面成型。
本发明所采用的技术方案是，不锈钢焊接保护剂，其组成为 主料按质量百分比由以下组分组成的粒径为10um 20um的粉末， NaF 15% 20%、 Al粉30% 40%、 CaC03 35% 40%、锰粉10°/。 15%, 上述组分之和为100%;
粘结剂选自粘土、高岭土或澎润土； 稀释剂选自酒精或丙酮， 其中主料与粘结剂的质量比为5 8: 1。
为防止含镍钢种焊接时背面氧化问题，本发明的焊接保护剂一方面从渣 保护出发，在焊缝背面形成保护膜，隔绝焊缝表面与空气的接触；另外一方 面用非活性气体保护的方法，降低焊缝周围氧的分压，减少焊缝背面氧化物 夹杂。
为防止单面焊双面成型焊缝背面的氢气孔问题，保护剂中加入与氢相结 合元素，降低游离氢的含量；采用降低氮分压和隔绝空气的方法，防止单面 焊双面成型焊缝背面的氮气孔问题。
对于焊接时已被氧化的元素，采用置换去氧的方法，将氧化产物以渣的 形式逸出，净化焊缝。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明。
本发明的不锈钢焊接保护剂，按质量百分比分别取15n/。 20n/o的NaF、 30% 40%的八1粉、35% 40%的CaC03、 10% 15%的锰粉，混合磨成粒 径为10Pm 20um的粉末，作为主料，然后按上述主料与粘结剂5 8: 1 的质量比添加粘结剂，粘结剂可选用粘土、高岭土或澎润土，最后用酒精或 丙酮稀释成粘稠状，使用时涂覆在不锈钢背面，再进行焊接。
本发明的保护剂中NaF控制在15% 20%。NaF能提高焊接保护剂的碱 度，材料中的F元素能与间反应生存HF，有利于氢的逸出，防止氢气孔的 产生。
保护剂中铝粉控制在30% 40%。铝粉的熔点低(700"C左右)，并且在
高温条件下容易形成致密氧化膜，阻止氧的浸入。此外，在焊缝熔池周围，
其氧化产物A1203能形成熔渣，对焊透的液态金属能起到保护作用。
保护剂中CaC03控制在35。/。 40。/。。 CaC03作为组分加入保护剂，在高
温下容易分解，其分解温度为800'C左右，生存的C02气体能降低焊缝区的
氧分压和氮分压，防止气孔的产生。
保护剂中锰粉控制在10% 15%。锰与氧元素有较强的结合能力，在焊
接冶金过程中，焊透金属液中会存在Fe的氧化及其它氧化物夹杂，添加少
量的Mn可以置换出焊缝中的氧元素，MnO形成渣溢出，改善焊缝纯净度。
实施例1
按质量百分比称取主料NaF 15%、 Al粉35y。、 CaC03 40%、锰粉10%， 磨成粒径为10um 20um的混合粉末，采用该组分粉末+澎润土 (主料与 澎润土质量比为5: l)混合并用酒精稀释，将该保护剂材料涂敷在5 mm厚 A304不锈钢背面，采用手弧焊方法焊接。焊接电压为35V，电流为150A， 焊接速度为26m/h。 实施例2
按质量百分比称取主料NaF 16%、 A1粉34。/(k CaC03 39%、锰粉11%, 磨成粒径为10um 20um的混合粉末，采用该组分粉末+粘土 (主料与粘 土质量比为8: 1)混合并用酒精稀释，将该保护剂材料涂敷在5 mm厚A304 不锈钢背面，采用手弧焊方法焊接。实施工艺同实例l。 实施例3
按质量百分比称取主料NaF17。/。、 Al粉33。/。、 CaC03 38%、锰粉12%， 磨成粒径为10um 20lim的混合粉末，采用该组分粉末+高岭土 (主料与 高岭土质量比为6: l)混合并用丙酮稀释，将该保护剂材料涂敷在5 mm厚
A304不锈钢背面，采用手弧焊方法焊接。实施工艺同实例l。 实施例4
按质量百分比称取主料NaF 18%、八1粉33%、 CaC03 38%、锰粉11%， 磨成粒径为10um 20um的混合粉末，采用该组分超细粉末+澎润土 (主 料与澎润土质量比为7: l)混合并用丙酮稀释，将该保护剂材料涂敷在5 mm 厚A304不锈钢背面，采用手弧焊方法焊接。实施工艺同实例l。 实施例5
按质量百分比称取主料NaF15。/。、 Al粉40n/。、 CaC03 35%、锰粉10%, 磨成粒径为10um 20wm的混合粉末，采用该组分超细粉末+高岭土 (主 料与高岭土质量比为6: 1)混合，并用酒精稀释，将该保护剂材料涂敷在5 mm厚A304不锈钢背面，采用手弧焊方法焊接。实施工艺同实例1。 实施例6
按质量百分比称取主料NaF20。/。、 Al粉30。/。、 CaC03 35%、锰粉15%, 磨成粒径为10um 20iim的混合粉末，采用该组分超细粉末+粘土 (主料 与粘土质量比为8: l)混合并用丙酮稀释，将该保护剂材料涂敷在5 mm厚 A304不锈钢背面，采用手弧焊方法焊接。实施工艺同实例l。
涂敷了本发明的焊接防氧化保护剂材料后，焊缝背面的氧化面积明显减 小，成型美观，且无气孔和夹杂问题。
权利要求
1.不锈钢焊接保护剂，其组成为主料按质量百分比由以下组分组成的粒径为10μm～20μm的粉末，NaF 15％～20％、Al粉30％～40％、CaCO3 35％～40％、锰粉10％～15％，上述组分之和为100％；粘结剂选自粘土、高岭土或澎润土；稀释剂选自酒精或丙酮，其中主料与粘结剂的质量比为5～8∶1。
全文摘要
本发明公开的一种不锈钢焊接背面防氧化的保护剂材料，主要适用于含镍量小于25％的不锈钢及其他钢种的焊接，其组成为主料按质量百分比由以下组分组成的粒径为10μm～20μm的粉末，NaF 15％～20％、Al粉30％～40％、CaCO<sub>3</sub> 35％～40％、锰粉10％～15％，上述组分之和为100％；粘结剂和稀释剂，主料与粘结剂的质量比为5～8∶1。将本发明保护剂材料涂敷在不锈钢背面，焊接时能防止氧化、气孔以及氧化物夹杂，保护焊缝，解决含镍量小于25％的不锈钢及其它钢种焊接时的背面氧化问题。
文档编号B23K35/38GK101168222SQ20071001919
公开日2008年4月30日 申请日期2007年11月27日 优先权日2007年11月27日
发明者斌 刘, 敏 张 申请人:西安理工大学