br>[0019] MgO主要起造渣、降低S和P作用，提高熔渣碱度、熔点、粘度和表面张力，能够降低 扩散氢含量。
[0020] SrCO3焊接时分解出SrO和C02, SrO是一种碱性氧化物，能提高脱硫磷等杂质的能 力，产生的CO2气体能降低焊缝金属扩散氢含量，从而能够提高焊缝金属低温冲击韧性，但 含量过多，产生的气体使焊接过程不稳定，焊缝成型变差。
[0021] Mn-Fe、Si-Ca和Ti-Fe合金主要起到联合脱氧的作用，Mn还具有脱S作用，Ca还 具有脱P作用，Ti与0结合形成TiO 2，具有细化晶粒和提高冲击韧性的作用。
[0022] Ni过渡到焊缝中，主要起到改善低温冲击韧性作用。
[0023] 重稀土 Y在焊缝金属中起到脱S、P、0等净化作用，降低熔敷金属的扩散氢含量，改 善夹杂物形态，提高熔敷金属低温冲击韧性。
[0024] 与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
[0025] (1)焊接工艺性能优良，能够适用高速焊接条件，双丝埋弧焊接速度在1. 6? 2. 2m/min时，焊接电弧稳定，双渣系熔渣具有非常好的流动性和铺展性，且熔渣凝固温度适 中，脱渣性好，焊缝成形美观。
[0026] (2)满足XlOO超高强管线钢的焊缝高强高韧性匹配，接头抗拉强度大于820MPa， 断裂于母材，在_20°C的焊缝冲击韧性大于180J。
【附图说明】
[0027] 图1是采用本焊剂进行双丝埋弧焊接获得的焊缝金相组织；图2是采用本焊剂进 行双丝埋弧焊接获得的熔渣和焊缝形貌。
【具体实施方式】
[0028] 下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行 实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施 例。
[0029] 实施例1 :
[0030] (1)制造低碱度渣系焊剂，按照质量百分比，分别称取20 %的SiO2, 5 %的ZrO2, 28 % 的 Al2O3, 3 % 的 MnO2，9 % 的 CaF2，24% 的 MgO, 4% 的 SrCO3,6 % 的 Mn-Fe，1 % 的 Y，把粉状 材料在专用的混料机内干混搅拌均匀，然后在干料中加入占干粉总质量22%的粘结剂，进 行湿混搅拌，将湿拌后的药粉送入造粒机进行造粒，将粒状焊剂放入低温烘干炉内，加热到 240°C并保温2小时，然后将烘干后的焊剂放入高温电阻炉内高温烧结，加热到900°C并保 温2. 5个小时，然后依次通过10目和60目的筛子筛选，使得粒度控制在10?60目之间， 从而获得低碱度渣系烧结焊剂；
[0031] ⑵制造高碱度渣系焊剂，按照质量百分比，分别称取18%的SiO2,8%的TiO 2, 10 % 的 Al2O3, 2 % 的 MnO2, 20 % 的 CaF2, 33 % 的 MgO, 4% 的 SrCO3,1 % 的 Si-Ca，2 % 的 Ti-Fe, 2%的Ni,然后按照步骤（1)的方法制造高碱度渣系焊剂；
[0032] (3)将步骤⑴制造的低碱度渣系焊剂和步骤⑵制造的高碱度渣系焊剂按照 1 : 3的质量比例均匀混合，然后依次通过10目和60目的筛子筛选，使得粒度控制在10? 60目之间，从而获得双渣系焊剂。
[0033] 焊接工艺参数如下表所示：
【主权项】
1. XlOO管线钢用双渣系高韧性高速埋弧焊烧结焊剂及制备方法，其特征在于，焊剂由 一种低碱度渣系烧结焊剂（碱度Bnw为0. 7?1. 4)和一种高碱度渣系烧结焊剂（碱度Bnw 为2.0?3.0)以I : 1?1 : 3的质量比例均匀混合获得，低碱度渣系烧结焊剂组分质量 百分比为：20%彡 SiO2 彡 28%，5%彡 ZrO2 彡 8%，16%彡 Al2O3 彡 28%，3%彡 MnO2 彡 8%， 9 % ^ CaF2 ^ 18 %, 15 % ^ MgO ^ 24 %, 4 % ^ SrCO3 ^ 10 %, 2 % ^ Mn-Fe ^ 6 %, 1 % < Y < 5%，以上各组分的质量百分比总和为100%，高碱度渣系烧结焊剂组分质量百分 比为：8 % 彡 SiO2 彡 18 %，3 % 彡 TiO2 彡 8 %，10 % 彡 Al2O3 彡 18 %，2 % 彡 MnO2 彡 10 %， 18 % ^ CaF2 ^ 28 %, 24 % ^ MgO ^ 33 %, 4 % ^ SrCO3 ^ 8 %, 1 % ^ Si-Ca ^ 3 %, 2 % 彡Ti-Fe彡4%，1%彡Ni彡3%，以上各组分的质量百分比总和为100%。
2. 根据权利要求1所述的烧结焊剂，其特征在于，Mn-Fe合金中，Mn的质量百分比为 65%?85%，其余为Fe, Si-Ca合金中，Si的质量百分比为50%?65%，其余为Ca, Ti-Fe 合金中，Ti的质量百分比为65%?75%，其余为Fe。
3. 根据权利要求1所述烧结焊剂的制备方法，其特征在于，按照以下步骤制备： (1) 把粉状材料按低碱度渣系配方要求的比例混合，并在专用的混料机内干混搅拌均 匀，然后在干料中加入占干粉总质量20%?24%的粘结剂，进行湿混搅拌，将湿拌后的药 粉送入造粒机进行造粒，将粒状焊剂放入低温烘干炉内，加热到180°C?240°C并保温2?3 小时，然后将烘干后的焊剂放入高温电阻炉内高温烧结，加热到850°C?950°C并保温2?3 个小时，然后依次通过10目和60目的筛子筛选,使得粒度控制在10?60目之间，从而获 得低碱度渣系烧结焊剂； (2) 把粉状材料按高碱度渣系配方要求的比例混合，然后按照步骤（1)的方法制造高 碱度渣系焊剂； (3) 将步骤（1)制造的低碱度渣系焊剂和步骤（2)制造的高碱度渣系焊剂按照I : 1? 1 : 3的质量比例均匀混合，然后依次通过10目和60目的筛子筛选，使得粒度控制在10? 60目之间，从而获得双渣系焊剂。
4. 根据权利要求3所述烧结焊剂的制备方法，其特征在于，所述粘结剂为钾钠水玻璃， 模数为2.8?3.0,钾钠质量比为2 : 1。
【专利摘要】本发明公开了一种X100管线钢用双渣系高韧性高速埋弧焊烧结焊剂及制备方法，该焊剂由一种碱度BIIW为0.7～1.4的低碱度渣系烧结焊剂和一种碱度BIIW为2.0～3.0的高碱度渣系烧结焊剂以1∶1～1∶3的质量比例均匀混合获得。在双丝高速埋弧焊条件下，工艺性能优良，接头抗拉强度大于820MPa，断裂于母材，在-20℃焊缝冲击韧性大于180J，满足X100高强管线钢的力学性能要求。
【IPC分类】B23K35-362, B23K9-18
【公开号】CN104588916
【申请号】CN201410197234
【发明人】胡连海, 任德亮, 许昌玲, 张攀, 付坤, 丁敏, 孙云飞, 刘浩, 曾令勇, 李碧波, 范丽娜
【申请人】石家庄铁道大学
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2014年5月13日