專利名稱：一種用于多絲、高速埋弧自動(dòng)焊的高韌性燒結(jié)焊劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于低碳微合金鋼材料的焊接技術(shù)，主要涉及一種用于多絲、高速埋弧自動(dòng)焊的燒結(jié)焊劑。
背景技術(shù)：
焊接技術(shù)是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的一種加工技術(shù)，隨著科技和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，焊接技術(shù)日趨向自動(dòng)化、高速化方向發(fā)展。埋弧自動(dòng)焊因自動(dòng)化程度高、焊接速度快，焊縫性能穩(wěn)定等特點(diǎn)，在機(jī)械、管道、船舶、鍋爐、壓力容器、橋梁結(jié)構(gòu)等大型焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。隨著產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的大型化，焊接鋼板壁厚也越來越大，傳統(tǒng)的單絲焊接已不能滿足生產(chǎn)需要。為提高生產(chǎn)效率，高熱輸入量的多絲、高速埋弧自動(dòng)焊技術(shù)逐漸發(fā)展起來，并得到越來越廣泛的應(yīng)用。目前發(fā)達(dá)國家已應(yīng)用四絲埋弧焊，并致力于五絲埋弧焊的應(yīng)用研究。而國內(nèi)則剛剛開始應(yīng)用四絲埋弧焊，還沒有這種焊接方法相適應(yīng)的焊接材料。
從焊接角度考慮，決定焊縫外觀、組織和性能的關(guān)鍵是焊接材料的性能，對(duì)埋弧焊來說，除焊絲外，焊縫性能主要取決于焊劑。而我國焊劑的研究和生產(chǎn)長期以來主要沿用前蘇聯(lián)的模式，多以熔煉焊劑為主，對(duì)燒結(jié)焊劑的研究開發(fā)較落后。目前國內(nèi)大量使用的燒結(jié)焊劑中，特別是對(duì)于低溫韌性要求較高的焊接結(jié)構(gòu)，主要采用高堿度的氟堿型SJ101，該焊劑在焊速低于1.3m/min、焊接線能量較小的情況下焊接性能較好。但在焊速高于1.5m/min、線能量較大時(shí)，焊縫容易出現(xiàn)問題，主要表現(xiàn)在焊縫成形不均勻，焊后組織成分不夠穩(wěn)定，易出現(xiàn)微裂紋和夾雜等焊接缺陷。其主要原因是焊劑本身的物理特性，如熔點(diǎn)、粘度、表面張力等，不能滿足高熱輸入量的要求。另外采用多絲焊，前絲與后絲間的距離增大，焊接參數(shù)相差加大，焊縫化學(xué)成分變化也相應(yīng)產(chǎn)生變化。因此調(diào)整焊劑本身的物理特性，同時(shí)降低焊劑的活性，使焊劑能保證在不同的焊接參數(shù)條件下，焊縫的化學(xué)成分的穩(wěn)定性是多絲、高速埋弧焊焊劑的設(shè)計(jì)制造關(guān)鍵。而目前國內(nèi)的燒結(jié)焊劑體系還不能滿足這種多絲、高速埋弧焊的要求。

發(fā)明內(nèi)容
這種用于多絲、高速埋弧自動(dòng)焊的燒結(jié)焊劑的成分(重量百分比)為MgO 12～22％，CaF212～18％，Al2O318～28％，CaSiO310～20％，MnO28～14％，ZrSiO44～12％，SiO25～10％，CaCO31～7％，K2O+Na2O 2～5％，稀土硅鐵1～6％。
焊劑的制造工藝為將原材料按規(guī)定的配比和要求的粒度過篩后進(jìn)行配料，充分混合后加入水玻璃進(jìn)行濕拌，然后用造粒機(jī)進(jìn)行造粒，使焊劑粒度控制在10～40目之間，之后在200～300℃進(jìn)行低溫烘干，再于700～900℃進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，最后經(jīng)分選裝入具有防潮性能的包裝袋中供焊接生產(chǎn)使用。
本發(fā)明的有益效果是該焊劑在多絲高速焊接條件下焊接時(shí)電弧穩(wěn)定，脫渣容易，焊縫成形美觀，過渡平滑，無咬邊等缺陷，焊接速度可達(dá)1.5～2.0m/min以上。
上述成分設(shè)計(jì)的是通過大量的理論分析，采用優(yōu)化設(shè)計(jì)，根據(jù)大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)合理調(diào)整渣系中MgO、Al2O3、SiO2、CaF2、MnO2、ZrSiO4、CaSiO3、CaCO3配比來調(diào)整焊劑的物理特性，如熔點(diǎn)、粘度和流動(dòng)性等，并降低焊劑的堿度和活性，減少焊接參數(shù)對(duì)焊縫化學(xué)成分的影響，保證能夠滿足多絲、高速和大線能量輸入條件下的特殊焊劑要求。同時(shí)，加入適量的稀土硅鐵，一方面，使稀土在焊接過程中適當(dāng)?shù)倪^渡到焊縫中，減少和改善焊縫中夾雜物數(shù)量和形態(tài)，從而達(dá)到細(xì)化焊縫組織提高焊縫沖擊韌性的目的；另一方面，適量硅鐵可對(duì)焊縫進(jìn)行脫氧，降低焊縫中的氧含量，保證焊縫具有良好的性能。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例試驗(yàn)材料焊劑采用自制的多絲、高速埋弧焊劑，其化學(xué)成分(重量百分比)MgO 14％，CaF213％，ZrSiO46％，Al2O321％，CaSiO318％，SiO26％，CaCO33％，MnO 12％，Na2O+K2O 4％，稀土硅鐵3％。
焊絲采用H08C焊絲，其化學(xué)成分見表1；試板X70鋼板，厚度24mm，其化學(xué)成分見表2。
表1 H08C焊絲的化學(xué)成分

表2 X70鋼板的化學(xué)成分(wt％)

焊接工藝采用雙面四絲焊接，焊接工藝為第一面前絲I＝950～1000A，V＝34～36；第二絲I＝830～870A，V＝34～36；三絲I＝670～720A，V＝34～36V；四絲I＝470～530A，V＝36～38V；焊速V＝1.6～1.7m/min第二面前絲I＝1000～1100A，V＝35～37V；第二絲I＝850～950A，V＝36～38；三絲I＝750～850A，V＝34～36V；四絲I＝550～650A，V＝36～38V；焊速V＝1.7～1.9m/min檢驗(yàn)結(jié)果低溫沖擊性能結(jié)果見表3。沖擊斷口剪切面積(SA％)大于80％。焊縫區(qū)具有良好的組織狀態(tài)及高的韌性低溫韌性。
表3低溫沖擊(-20℃)試驗(yàn)結(jié)果

本發(fā)明可與多種焊絲匹配，焊縫具有良好的成分均勻性和低溫韌性，可應(yīng)用于管道、船舶、鍋爐、壓力容器、橋梁結(jié)構(gòu)等低碳微合金高強(qiáng)鋼的多絲高速埋弧自動(dòng)焊接或多道焊接。
權(quán)利要求
1.一種用于多絲、高速埋弧自動(dòng)焊的高韌性燒結(jié)焊劑，其特征是焊劑的成分(重量百分比)為MgO 12～22％，CaF212～18％，Al2O318～28％，CaSiO310～20％，MnO28～14％，ZrSiO44～12％，SiO25～10％，CaCO31～7％，K2O+Na2O 2～5％，稀土硅鐵1～6％。
2.一種制造權(quán)利要求1所述的埋弧自動(dòng)焊的燒結(jié)焊劑的工藝，其特征在于a.將原材料按規(guī)定的配比和要求的粒度過篩后進(jìn)行配料，充分混合后加入水玻璃進(jìn)行濕拌，然后用造粒機(jī)進(jìn)行造粒，焊劑粒度控制在10～40目之間；b.之后在200～300℃進(jìn)行低溫烘干，再于700～900℃進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)；c.最后經(jīng)分選裝入具有防潮性能的包裝袋中供焊接生產(chǎn)使用。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于多絲、高速埋弧自動(dòng)焊的燒結(jié)焊劑，該焊劑的成分(重量百分比)為MgO 12～22％，CaF
文檔編號(hào)B23K35/362GK1699009SQ20051007050
公開日2005年11月23日 申請(qǐng)日期2005年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月29日
發(fā)明者廖波, 任德亮, 肖福仁, 王旭, 許昌玲 申請(qǐng)人:燕山大學(xué)