专利名称：修补陶瓷复合钢管的陶瓷堆焊焊条及堆焊的方法
技术领域：
本发明涉及一种修补陶瓷复合钢管的方法。属焊接技术领域。
(二)
背景技术：
陶瓷复合钢管端口部位易破碎，复合钢管焊接部位因陶瓷层不连续易磨穿，陶瓷层有时出现裂纹。目前，这些缺陷都用耐磨胶修补。耐磨胶耐高温性能有限。难以满足高温环境下的使用要求。
(三)
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种修补后耐高温性能好的修补陶瓷复合钢管的陶瓷堆焊焊条及堆焊方法。 本发明的目的是这样实现的一种修补陶瓷复合钢管的陶瓷堆焊焊条及堆焊的方法，其特征在于所述方法包括以下工艺过程 按方程式Fe203+2A1 = Al203+2Fe+828. 894 (kj)配制铝热焊剂，在铝热焊剂加入不同比例的氧化铝后分别混匀，制成含不同比例氧化铝的铝热焊剂，将适量的水溶性有机溶胶与含不同比例氧化铝的铝热焊剂搅拌混合，时间为4-6小时；然后，将含有水溶性有机溶胶和氧化铝的铝热焊剂倒入在底部有过滤网的模具中进行过滤；接着，用液压机和上下两个半圆形模具，通过施加一定的压力压制成圆棒形陶瓷焊条预制坯半成品；随后，将圆棒形陶瓷焊条预制坯半成品放入真空或有氩气保护的烘干炉内，加热至350± 100°C ，烘干除气4±1小时，用氧乙炔火焰点燃，燃烧结束后埋入砂中冷却，得到圆棒形陶瓷焊条；采用氩弧焊机，在陶瓷复合钢管破损处，按氧化铝比例由低到高选用陶瓷焊条，逐层堆焊；焊接工艺参数为电压58 60V ;电流80A ;采用直流工作状态；堆焊后打磨，完成修复。
所述氧化铝的加入量占圆棒形陶瓷焊条预制坯原料总量的体积份数为10-50% ;
所用的水溶性有机溶胶的质量份组成为水80-90份，聚乙烯醇3-6份，丙三醇3-6份和硅溶胶3-6份，所述水溶性有机溶胶的加量占圆棒形陶瓷焊条预制坯原料总量的质量份数可根据挤出的焊条成型情况而定，即保证成形的前提下有机溶胶尽量少；
本发明修补陶瓷复合钢管的陶瓷堆焊焊条堆焊及堆焊方法，所述铝热焊剂，以Fe203+2A1 = Al203+2Fe+828. 894 (kj)铝热反应方程为基本配方，根据陶瓷焊条对耐磨性、高温强度、硬度、韧性、耐蚀性、耐冲击和热震性的单一或综合性能要求不同，添加合金元素，调整陶瓷焊条材料配方。 由于采用上述技术方案，本发明的有益效果是 1、铝热反应产生的陶瓷高温性能突出、化学稳定性好、硬度高、韧性好； 2、通过氩弧焊使堆焊层与基体实现冶金结合。堆焊材料的致密度及与金属基体的
结合强度高。 3、节能铝热反应充分利用化学反应本身放出的热量，在合成过程中温度可达1500-4000°C ;
4、高效无需热量从外部传递到物料的过程，反应速度一般为0. l-20cm/s ;
5、成本低原材料廉价、设备简单、工艺节能、材料利用率高；
6、材料可设计可通过加入填料改性，使堆焊层材料具有可设计性。
具体实施例方式下面对本发明进行详细阐述 本发明涉及的修补陶瓷复合钢管的陶瓷堆焊焊条及堆焊的方法，以下是工艺过程 按方程式Fe203+2A1 = Al203+2Fe+828. 894(kj)配制铝热焊剂，在铝热焊剂中加入不同比例的氧化铝后分别混匀。制成含不同比例氧化铝的铝热焊剂。将适量的水溶性有机溶胶与含不同比例氧化铝的铝热焊剂搅拌混合，时间为4-6小时。然后，将含有水溶性有机溶胶和氧化铝的铝热焊剂倒入在底部有过滤网的模具中进行过滤。接着，根据陶瓷焊条预制坯的体积分数要求，用液压机和上下两个半圆形模具，通过施加一定的压力压制成圆棒形陶瓷焊条预制坯半成品，随后，圆棒形陶瓷焊条预制坯半成品放入真空或有氩气保护的烘干炉内，加热至350± IO(TC ，烘干除气4± 1小时。用氧乙炔火焰点燃，燃烧结束后埋入砂中冷却，得到圆棒形陶瓷焊条。采用氩弧焊机，在陶瓷复合钢管破损处，按氧化铝比例由低
到高选用陶瓷焊条，逐层堆焊。焊接工艺参数为电压58 60V ;电流80A ;采用直流工作
状态。堆焊后打磨，完成修复。 本发明所涉及的三氧化二铁、加入的氧化铝和铝粉颗粒的粒度皆为200目。氧化铝的加量占圆棒形陶瓷焊条预制坯原料总量的体积份数为10-50%。所用的水溶性有机溶胶的质量份数组成为水80-90份，聚乙烯醇3-6份，丙三醇3-6份和硅溶胶3_6份。所述水溶性有机溶胶的加入量占圆棒形陶瓷焊条预制坯原料总量的质量分数可根据挤出的焊条成型情况而定，即保证成形的前提下有机溶胶尽量少。
权利要求
一种修补陶瓷复合钢管的陶瓷堆焊焊条及堆焊的方法，其特征在于所述方法包括以下工艺过程按方程式Fe2O3+2Al＝Al2O3+2Fe+828.894(kJ)配制铝热焊剂，在铝热焊剂中加入不同比例的氧化铝后分别混匀，制成含不同比例氧化铝的铝热焊剂，将适量的水溶性有机溶胶与含不同比例氧化铝的铝热焊剂搅拌混合，时间为4-6小时；然后，将含有水溶性有机溶胶和氧化铝的铝热焊剂倒入在底部有过滤网的模具中进行过滤；接着，用液压机和上下两个半圆形模具，通过施加一定的压力压制成圆棒形陶瓷焊条预制坯半成品；随后，将圆棒形陶瓷焊条预制坯半成品放入真空或有氩气保护的烘干炉内，加热至350士100℃，烘干除气4±1小时，用氧乙炔火焰点燃，燃烧结束后埋入砂中冷却，得到圆棒形陶瓷焊条；采用氩弧焊机，在陶瓷复合钢管破损处，按氧化铝比例由低到高选用陶瓷焊条，逐层堆焊；焊接工艺参数为电压58～60V；电流80A；采用直流工作状态；堆焊后打磨，完成修复。所述氧化铝的加入量占圆棒形陶瓷焊条预制坯原料总量的体积份数为10-50％；所用的水溶性有机溶胶的质量份组成为水80-90份，聚乙烯醇3-6份，丙三醇3-6份和硅溶胶3-6份。
2. 根据权利要求1所述的一种修补陶瓷复合钢管的陶瓷堆焊焊条及堆焊的方法，其特 征在于所述铝热焊剂，以Fe^3+2Al = Al203+2Fe+828. 894 (kj)铝热反应方程为基本配方，根 据陶瓷焊条对耐磨性、高温强度、硬度、韧性、耐蚀性、耐冲击和热震性的单一或综合性能要 求不同，添加合金元素，调整陶瓷焊条材料配方。
3. 根据权利要求1或2所述的一种修补陶瓷复合钢管的陶瓷堆焊焊条及堆焊方法，其 特征在于所述的三氧化二铁、氧化铝和铝粉颗粒的粒度皆为200目。
全文摘要
本发明涉及一种修补陶瓷复合钢管的陶瓷堆焊焊条及堆焊的方法，包括以下工艺过程配制铝热焊剂，在铝热焊剂加入不同比例的氧化铝后分别混匀，制成含不同比例氧化铝的铝热焊剂，将水溶性有机溶胶与含不同比例氧化铝的铝热焊剂搅拌混合；然后，用液压机和上下两个半圆形模具，压制成圆棒形陶瓷焊条预制坯半成品；随后，将圆棒形陶瓷焊条预制坯半成品放入真空或有氩气保护的烘干炉内，加热至350±100℃，烘干除气4±1小时，点燃，燃烧结束后埋入砂中冷却，得到圆棒形陶瓷焊条；采用氩弧焊机，在陶瓷复合钢管破损处，按氧化铝比例由低到高选用陶瓷焊条，逐层堆焊。堆焊后打磨，完成修复。本发明方法修补的陶瓷复合钢管耐高温性能好。
文档编号B23K9/16GK101704171SQ20091018261
公开日2010年5月12日 申请日期2009年9月18日 优先权日2009年9月18日
发明者刘礼华, 朱磊, 李吉峰, 汤秀山, 谭佃龙, 郑召全, 陈威 申请人:江阴东大新材料研究院