专利名称：不锈钢埋弧带极堆焊用烧结焊剂及其制造方法
技术领域：
本发明属于焊接材料领域，具体涉及一种不锈钢埋弧带极堆焊用烧结焊剂及其制造方法。
背景技术：
石化，核电等行业中应用的压力容器通常需要在高温、高压及腐蚀性的介质中工作，普通材料无法承受。如果整体采用不锈钢来制造，会大大增加成本，并且由于不锈钢本身强度并不高，需要加大壁厚，增大加工制造的难度。目前通常的做法是以较高强度低合金钢锻件为基体，经卷制成筒体后，在内壁堆焊不锈钢耐蚀层，满足强度和耐腐蚀性的双重要求。目前，常用的不锈钢堆焊方法主要有电渣堆焊和埋弧堆焊。电渣堆焊靠熔渣产生的电阻热熔化焊带，通常焊道表面成形较好。但焊接过程中焊接机头需要加装磁控装置和水冷装置，操作比较复杂，且熔深较浅，稀释率低，在加氢反应器内壁堆焊时由于氢剥离的问题使用受到限制。因此，其使用范围不如埋弧堆焊广泛。通常，埋弧堆焊用焊剂又分为熔炼型和烧结型。熔炼型焊剂通常使用的是HJ107 和HJ107Nb。熔炼型焊剂由于碱度低，焊接过程中合金元素烧损多，且焊剂中不能加入合金进行补充。另外，堆焊含Nb焊带时，存在Nb烧损严重和难脱渣等问题，需要专门配制焊剂， 不能实现多带一剂。并且，堆焊用烧结焊剂普遍存在一个最佳焊接规范，在此规范下焊接，一般能得到比较好的成型，但是当电流电压偏离这个最佳规范后，成型恶化明显，一般表现在焊道不平，易出现中间凹两边高，润湿角差。但在实际使用过程中由于设备及人员的原因，最佳规范很难得到保证。另外，在堆焊含Nb不锈钢时，烧结焊剂一般脱渣比较困难，此时如果工件壁比较薄，冷却速度慢，且曲率比较小的话，很容易粘渣，焊后的敲渣过程增大了劳动强度。公开号为CN101518860A的中国专利“一种带极埋弧堆焊烧结焊剂”所公开的渣系中，氟化物是以CaF2及NaF加入，且含量较低。氟化物在高温下有稀渣作用，可以降低熔渣粘度，因此，当加入量过少时，使得熔渣粘度过高，而过高的熔渣粘度会造成焊道不摊开，从而易造成咬边，夹渣等缺陷。
发明内容
针对现有技术中所存在的上述问题，本发明提供了一种不锈钢带极埋弧堆焊焊剂及其制造方法，通过合理的成分设计，该焊剂可以在较宽的焊接规范(电压、电流)范围内获得润湿角良好、平整的焊道成形，具有极佳的脱渣性。为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案一种不锈钢埋弧带极堆焊用烧结焊剂，其中，该焊剂渣系主要由 MgO-CaF2-Al2O3-SiO2 组成，按重量计其配比如下:MgO :20 35%, CaF2 15 25%, Al2O3 20 ;35%，Si& :15 ；35%，Na3AlF6 :0 6%，合金剂0 0. 5%，其余为含Fe30%、Cr70%的!^e-Cr合金及不可避免的杂质。所述焊剂按重量计其配比如下=MgO30%, CaF2 18%, Al2O3 :28%, SiO2 24%, Na3AlF6 3%,合金剂0. 2%，其余为含佝30%、Cr70%的 ^-Cr合金及不可避免的杂质。一种不锈钢埋弧带极堆焊用烧结焊剂的制造方法，其中，制造所述焊剂的原料按重量计配比如下MgO 20 ；35%，CaF2 15 25%，Al2O3 20 ；35%，SiO2 :15 ；35%， Na3AlF6 :0 6%，合金剂0 0. 5%，其余为含!^30%、Cr70%的!^e-Cr合金及不可避免的杂质；将上述配比的原料依次经过如下步骤，干混一湿混一造粒一低温烘干一高温烧结，其中，最终烧结温度为700 850°C。在本发明的不锈钢带极埋弧堆焊焊剂中，各组分的作用如下MgO 可提高焊剂碱度，减少焊带合金元素的烧损，并且也是主要的造渣元素。在组分中可以起到增加渣壳硬度，促进脱渣的作用。加入量过少时，一般渣壳易碎，影响清渣和脱渣。过高时，由于本身熔点较高，使熔渣熔化点升高，与铁水熔点接近，易在焊道上产生压痕。CaF2 熔点较低，在焊剂熔化后可起到稀渣作用。加入量少时，熔渣粘，影响焊道铺展。由于对电弧有反电离作用，加入量过大时，影响焊接稳定性，且与SiO2K应生成51&气体，造成渣壳不致密。Al2O3 主要起造渣作用。加入适量时，可改善焊道表面质量，使焊波细腻。加入量过大时，会恶化脱渣。可以以氧化铝或复合铝硅酸盐的形式加入。SiO2 焊剂中主要的酸性氧化物，过少时焊剂碱度高，焊道成形不好。适量时，可以与MgO、Al2O3形成复合物，降低熔渣熔点及高温粘度，改善润湿角。过量时，由于其氧化作用，造成Cr、Nb烧损量大，且恶化脱渣。可以以石英砂或复合铝硅酸盐的形式加入。Na3AlF6 与CaF2作用相似，但稀渣作用更明显，加入适量可增强熔渣流动性，改善润湿角，过量时易造成淌渣。合金剂加入量在0. 5%以下，可明显改善焊剂脱渣性。过量时由于脱渣过早会使焊道表面氧化严重，且恶化焊道成形。Fe-Cr合金该!^e-Cr合金含狗30%、070%，可通过调整加入量来补充合金，调整熔敷金属成分。与现有技术相比，本发明的有益效果在于(1)采用本发明所述焊剂，配合60 X 0.5mm钢带，其焊剂在电压沈 30V，电流 750 1000A范围内，均可获得良好焊道成形，且具有优秀的脱渣性能，即使对于薄壁(壁厚彡30mm)小内径(内径彡2000mm)的工件也具有良好的脱渣性；(2)采用本发明的焊剂对于含Nb的焊带，可配合奥氏体不锈钢焊带，用于换热器、 反应器、蒸发器等容器的内壁堆焊，形成耐蚀层，脱渣性优良，可适用于309、308、347、316 多种不锈钢的堆焊。
具体实施例方式下面，参照实施例进一步详细说明本发明。根据本发明所述配比，配制了 A、B、C、D四组不同含量的焊剂，分别采用上述A、B、C、D四组焊剂配合309L和347，在不同的堆焊规范下进行堆焊，堆焊所用试板材质为16MnR， 其厚度为30mm。其中，表1为焊剂组成；表2为焊带及母材成分；表3为堆焊规范；表4为焊剂工艺性能。表1焊剂组成
权利要求
1.一种不锈钢埋弧带极堆焊用烧结焊剂，其特征在于该焊剂渣系主要由 Mg0-CaF2-Al203-Si02 组成，按重量计其配比如下:MgO :20 35%, CaF2 15 25%, Al2O3 20 ;35%，Si& :15 ；35%，Na3AlF6 :0 6%，合金剂0 0. 5%，其余为含Fe30%、Cr70% 的!^e-Cr合金及不可避免的杂质。
2.如权利要求1所述的不锈钢埋弧带极堆焊用烧结焊剂，其特征在于所述焊剂按重量计其配比如下:MgO :30%, CaF2 18%, Al2O3 -.28%, SiO2 24%, Na3AlF6 :3%，合金剂 0.2%,其余为含!^30 %、Cr70 %的 ^-Cr合金及不可避免的杂质。
3.—种如权利要求1所述的不锈钢埋弧带极堆焊用烧结焊剂的制造方法，其特征在于制造所述焊剂的原料按重量计配比如下=MgO 20 35%,CaF2 15 25%,Al2O3 20 35%, SiO2 :15 ；35%，Na3AlF6 0 6%，合金剂0 0. 5%，其余为含佝30%、Cr70%的 Fe-Cr合金及不可避免的杂质；将上述配比的原料依次经过如下步骤，干混一湿混一造粒一低温烘干一高温烧结，其中，最终烧结温度为700 850°C。
全文摘要
本发明属于焊接材料领域，具体涉及一种不锈钢埋弧带极堆焊用烧结焊剂，其中，该焊剂渣系主要由MgO-CaF2-Al2O3-SiO2组成，按重量计其配比如下MgO20～35％，CaF215～25％，Al2O320～35％，SiO215～35％，Na3AlF60～6％，合金剂0～0.5％，其余为含Fe30％、Cr70％的Fe-Cr合金及不可避免的杂质。该焊剂可以在较宽的焊接规范(电压、电流)范围内获得润湿角良好、平整的焊道成形，具有极佳的脱渣性。
文档编号B23K35/362GK102554514SQ201210012319
公开日2012年7月11日 申请日期2012年1月16日 优先权日2012年1月16日
发明者李凤辉, 李箕福, 王广安 申请人:安泰科技股份有限公司