一种埋弧焊用带极堆焊烧结焊剂

摘要

一种埋弧焊用带极堆焊烧结焊剂，按重量百分比由以下组分组成：CaF2 26％～32％、CaO 15％～22％、Al2O3 25％～31％、MgO 12％～18％、Be2O3 2.5％～3.5％、TiO2 1％～2％、BiO2 0.5％～0.8％，余量为以上各成分自身含有的SiO2和不可避免的杂质。有益效果在于：(1)非常均匀的焊道熔深。(2)更低的母材稀释率水平，允许以更少的堆焊层达到化学成分及性能要求。(3)更高的熔敷效率，意味着更高的生产率。(4)均匀的熔敷金属的化学成分。(5)因为堆焊层没有集中的凝固线，所以堆焊层具有更小的裂纹敏感性。(6)非常平滑的堆焊层表面，可减少堆焊焊道数量及搭接数量。(7)高的可重复生产力。

权利要求

1.一种埋弧焊用带极堆焊烧结焊剂，其特征是按重量百分比由以下组分组成：余量为以上各成分的原料自身含有的SiO2和不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的一种埋弧焊用带极堆焊烧结焊剂，其特征是按重量百分比由以下组分组成：余量为以上各成分的原料自身含有的SiO2和不可避免的杂质。

说明书

一种埋弧焊用带极堆焊烧结焊剂

技术领域

[0001] 本发明属于新兴焊接材料领域，具体涉及可用于核反应堆、压力容器腐蚀介质、石化反应器等压力容器内衬大面积堆焊的带极埋弧堆焊烧结焊剂。

背景技术

[0002] 高速带极堆焊技术作为一项重要的大构件修复和生产耐蚀部件的技术，在现代工业生产中起到举足轻重的作用。而且随着石油化工和核工业的发展，对厚壁压力容器的需求大增，这类容器在高温高压环境下运行，多数受到介质的腐蚀，因此要求焊剂具有足够的耐蚀性。由于容器壁厚较大，如果整体采用不锈钢制造，即不经济且厚度又大，所以目前普遍采用的制造方法是在低合金锻造厚板卷制的容器内壁进行不锈钢堆焊，使容器即具有满足要求的耐压性能，又具有优良的耐腐蚀性能。

[0003] 一种最经济及流行的运用更高级合金的方法是带极堆焊。将焊带(典型60mm带宽)堆焊到母材上。通过这种方式，焊带与母材一块熔融；两种材料混合凝固在一起，最终获得了一个性能均匀的与母材有良好结合的堆焊层。但现有的带极堆焊烧结焊剂存在以下问题：1、CaF2含量低，影响焊道的摊开性、熔合性和脱渣性；2、Al2O3加入量低，焊道波纹大；3、焊缝组织变化大，脱渣性差；4、SiO2单独加入，使得SiO2含量过多，使熔渣的氧化性增强，易氧化，烧损合金元素。

发明内容

[0004] 本发明的目的是解决现有技术存在的上述问题，提供一种焊接工艺性能优异、高速焊接效果好、匹配不同的焊带后堆焊层中各主要组成元素的百分含量满足要求的埋弧焊用带极堆焊烧结焊剂，为重要的大构件修复和生产耐蚀部件、焊接核反应堆、石油加氢反应器、化肥合成塔等压力容器内衬大面积堆焊提供焊接材料。

[0005] 本发明所采用的技术解决方案是：一种埋弧焊用带极堆焊烧结焊剂，按重量百分比由以下组分组成：

[0006]

[0007]

[0008] 余量为以上各成分自身含有的SiO2和不可避免的杂质。

[0009] 所述埋弧焊用带极堆焊烧结焊剂，按重量百分比由以下组分组成：

[0010]

[0011] 余量为以上各成分自身含有的SiO2和不可避免的杂质。

[0012] CaF2：是一种偏碱性盐，熔点低，表面张力小，膨胀系数大，是焊剂中不可缺少的组分，通过提高其加入量，能有效降低焊剂的熔点、表面张力和粘度，改善焊道的摊开性和熔合性，并改善脱渣性。

[0013] Al2O3：熔点高，表面张力大，在酸性渣中偏酸性，在碱性渣中偏碱性，氧化性小，对堆焊金属成分影响小。通过提高焊剂中Al2O3含量，使焊道波纹越细小，通过控制最大加入量，防止熔渣粘度增大、流动性变差、使焊道两侧边缘与母材熔合处较陡，避免造成夹渣和咬边等缺陷。

[0014] CaO:为碱性氧化物，较稳定，不易分解；通过提高其加入量，有利于熔渣从熔池中逸出。

[0015] Be2O3、TiO2、BiO2作为微量成分加入，对控制焊缝组织变化，改善脱渣性能起到明显作用。

[0016] SiO2:为酸性氧化物，是焊剂中一种主要的造渣成分，适当加入有利于改善熔渣的流动性，但加入量过多时会使熔渣的氧化性增强，易氧化而烧损合金元素。本发明中不对SiO2特别加入，其含量为其它材料带入，从而达到最佳性能。

[0017] 本发明的有益效果在于：

[0018] (1)非常均匀的焊道熔深。

[0019] (2)更低的母材稀释率水平，允许以更少的堆焊层达到化学成分及性能要求。

[0020] (3)更高的熔敷效率，意味着更高的生产率。

[0021] (4)均匀的熔敷金属的化学成分。

[0022] (5)因为堆焊层没有集中的凝固线，所以堆焊层具有更小的裂纹敏感性。

[0023] (6)非常平滑的堆焊层表面，可减少堆焊焊道数量及搭接数量。

[0024] (7)高的可重复生产力。

具体实施方式

[0025] 下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

[0026] 实施例1

[0027] 一种埋弧焊用带极堆焊烧结焊剂，按重量百分比由以下组分组成：

[0028]

[0029] 粘结剂使用K:Na＝1:1的混合水玻璃，将所需原材料粉剂进行过筛按配方进行配比称重，复验总重量后放入搅拌机中，干拌后加入占混合重量的25％的混合水玻璃进行湿拌，湿拌均匀后将湿粉通过传送带送入造粒盘进行造粒，造粒完成后经传送带送入电加热园筒式干燥炉，在230℃进行烘干，去除水分后过筛，将筛分后在标准粒度范围内的焊剂送入烧结炉，在1000℃下烧结1小时，出炉冷却后再次筛分，成品经包装、批检、入库，不合格的乏粉再送入搅拌机中重新造粒。

[0030] 实施例2

[0031] 一种埋弧焊用带极堆焊烧结焊剂，按重量百分比由以下组分组成：

[0032]

[0033]

[0034] 粘结剂使用K:Na＝1:1的混合水玻璃，将所需原材料粉剂进行过筛按配方进行配比称重，复验总重量后放入搅拌机中，干拌后加入占混合重量的15％的混合水玻璃进行湿拌，湿拌均匀后将湿粉通过传送带送入造粒盘进行造粒，造粒完成后经传送带送入电加热园筒式干燥炉，在120℃进行烘干，去除水分后过筛，将筛分后在标准粒度范围内的焊剂送入烧结炉，在800℃下烧结1.5小时，出炉冷却后再次筛分，成品经包装、批检、入库，不合格的乏粉再送入搅拌机中重新造粒。

[0035] 实施例3

[0036] 一种埋弧焊用带极堆焊烧结焊剂，按重量百分比由以下组分组成：

[0037]

[0038] 粘结剂使用K:Na＝1:1的混合水玻璃，将所需原材料粉剂进行过筛按配方进行配比称重，复验总重量后放入搅拌机中，干拌后加入占混合重量的20％的混合水玻璃进行湿拌，湿拌均匀后将湿粉通过传送带送入造粒盘进行造粒，造粒完成后经传送带送入电加热园筒式干燥炉，在190℃进行烘干，去除水分后过筛，将筛分后在标准粒度范围内的焊剂送入烧结炉，在900℃下烧结1小时，出炉冷却后再次筛分，成品经包装、批检、入库，不合格的乏粉再送入搅拌机中重新造粒。

[0039] 试验如下：

[0040] 焊剂：SJ611(18～60目)

[0041] 焊带：309L(0.5*60mm)

[0042] 母材：16MnR

[0043] 堆焊工艺参数：

[0044]电压 电流 焊接速度 干伸长 预热温度 单层厚度

[0045]V A cm/min mm ℃ mm
26～28 850～900 17～25 35～40 120 3

[0046] 钢板、焊带的化学成分(重量百分比)

[0047]材料 C Si Mn S P Cr Ni Nb Fe
16MnR 0.16 0.32 0.91 0.006 0.008 -- -- -- 余量
309L 0.010 0.35 1.97 0.008 0.015 23.5 12.0 -- 余量

[0048] 焊剂堆焊工艺性能：

[0049] 焊接电弧稳定，焊缝成型好，脱渣容易，无气孔、压坑、咬边、夹渣等缺陷。

[0050] 堆焊层化学成分改进前和改进后的对比(重量百分比)

[0051]

[0052] 改进前母材稀释率大，堆焊层化学成分达不到要求，改进后母材稀释率小，堆焊一层即可达到要求。此项内容体现了本发明的的特点之一即：更低的母材稀释率水平，允许以更少的堆焊层达到化学成分及性能要求

[0053] 以上仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。