專利名稱：不銹鋼帶極堆焊用燒結(jié)焊劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬焊接材料領(lǐng)域，具體涉及不銹鋼帶極堆焊用燒結(jié)焊劑。所述不銹鋼帶極堆焊用燒結(jié)焊劑廣泛應(yīng)用于石油、化工等領(lǐng)域的厚壁壓力容器內(nèi)壁的不銹鋼堆焊。
背景技術(shù)：
近年來，隨著石油化工行業(yè)的發(fā)展，高溫、高壓、耐腐蝕的壓力容器趨向大型化、規(guī)?；?，如加氫反應(yīng)器、原流合成塔、煤液化反應(yīng)器等厚壁壓力容器等。在此類厚壁壓力容器制造中，為降低成本，普遍的制造方法是用低合金鋼鍛造或厚板卷制成筒體和封頭，再在內(nèi)表面堆焊不銹鋼襯里，以實現(xiàn)抗腐蝕、耐高溫、高壓的設(shè)計要求。對于大面積堆焊而言，手工電弧焊和絲極堆焊熔敷效率低且堆焊層質(zhì)量差。在該領(lǐng)域內(nèi)，國內(nèi)外大量采用了帶極堆焊技術(shù)。該技術(shù)在稀釋率和熔敷速度上比手工電弧焊和絲極埋弧焊有了長足的進步。帶極堆焊以其更高的生產(chǎn)效率、更低的稀釋率和良好的焊縫成形等優(yōu)點，在國內(nèi)外得到迅速發(fā)展和普遍的應(yīng)用。由于上述壓力容器工況環(huán)境苛刻，因此對焊接材料質(zhì)量要求及其嚴(yán)格。國產(chǎn)配套焊劑質(zhì)量參差不齊，焊接工藝、焊縫質(zhì)量，尤其是堆焊金屬耐腐蝕和抗氫剝離性能遠無法滿足壓力容器設(shè)計要求。鑒于國內(nèi)帶極堆焊用燒結(jié)焊劑存在的上述問題，本領(lǐng)域期待提供具有至少以下一個方面的性能的帶極堆焊用燒結(jié)焊劑滿足壓力容器設(shè)計要求、焊接工藝良好、堆焊金屬耐腐蝕性能優(yōu)異、抗氫剝離性能優(yōu)良、具有較寬焊接參數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是研制出具有至少以下一個方面的性能的帶極堆焊用燒結(jié)焊劑 滿足壓力容器設(shè)計要求、焊接工藝良好、堆焊金屬耐腐蝕性能優(yōu)異、抗氫剝離性能優(yōu)良、具有較寬焊接參數(shù)。鑒于現(xiàn)有的帶極堆焊工藝有兩種，分別是帶極埋弧堆焊(SAW)和帶極電渣堆焊(ESW)，二者可以分別單獨使用，亦可以組合使用。本發(fā)明發(fā)現(xiàn)由特定組成制成的可作為帶極埋弧堆焊(SAW)和帶極電渣堆焊(ESW)的焊劑，可以有利地實現(xiàn)上述一個或多個方面的性能的目的?；诖?，本發(fā)明設(shè)計了分別滿足上述焊接工藝的兩種焊劑體系。為此，本發(fā)明第一方面提供了不銹鋼帶極埋弧堆焊用燒結(jié)焊劑，其包含18. 4 36. 81重量份的Ca元素、12. 06 30. 15重量份的Mg元素、0. 529 5. 29重量份的Al元素、 和11. 67 23. 33重量份的Si元素。在一個方案中還包括占燒結(jié)原料投料量I 5被％的合金粉。根據(jù)本發(fā)明第一方面的不銹鋼帶極埋弧堆焊用燒結(jié)焊劑，其包含18. 4 30. 68 重量份的Ca元素、12. 06 27. 13重量份的Mg元素、0. 529 4. 235重量份的Al元素、和 11. 67 21重量份的Si元素。在一個方案中還包括占燒結(jié)原料投料量I 5wt%的合金粉。根據(jù)本發(fā)明第一方面的不銹鋼帶極埋弧堆焊用燒結(jié)焊劑，其包含18. 4 24. 55 重量份的Ca元素、12. 06 24. 12重量份的Mg元素、0. 53 2. 65重量份的Al元素、和11. 67 18. 67重量份的Si元素。在一個方案中還包括占燒結(jié)原料投料量I 4wt%的合金粉。
根據(jù)本發(fā)明第一方面的不銹鋼帶極埋弧堆焊用燒結(jié)焊劑，其包含18. 4 24. 55重量份的Ca元素、12. 06 24. 12重量份的Mg元素、I. 06 2. 65重量份的Al元素、和12. 13 17. 73重量份的Si元素。在一個方案中還包括占燒結(jié)原料投料量I 3wt%的合金粉。
根據(jù)本發(fā)明第一方面的不銹鋼帶極埋弧堆焊用燒結(jié)焊劑，其由包括以下成分和配比的原料或物料燒結(jié)而成
CaF2 :15 30重量份，MgO : 20 50重量份，
A1203 :1 10重量份，CaO : 15 30重量份，
Si02 :25 50重量份，合金粉1 5重量份。
根據(jù)本發(fā)明第一方面的不銹鋼帶極埋弧堆焊用燒結(jié)焊劑，其由包括以下成分和配比的原料或物料燒結(jié)而成
CaF2 :15 25重量份，MgO : 20 45重量份，
A1203 :1 8重量份，CaO : 15 25重量份，
Si02 :25 45重量份，合金粉1 5重量份。
根據(jù)本發(fā)明第一方面的不銹鋼帶極埋弧堆焊用燒結(jié)焊劑，其由包括以下成分和配比的原料或物料燒結(jié)而成
CaF2 :15 20重量份，MgO : 20 40重量份，
A1203 :1 5重量份，CaO : 15 20重量份，
Si02 :25 40重量份，合金粉1 4重量份。
根據(jù)本發(fā)明第一方面的不銹鋼帶極埋弧堆焊用燒結(jié)焊劑，其由包括以下成分和配比的原料或物料燒結(jié)而成
CaF2 :15 20重量份，MgO : 20 40重量份，
A1203 :2 5重量份，CaO : 15 20重量份，
Si02 :26 38重量份，合金粉1 3重量份。
根據(jù)本發(fā)明第一方面的不銹鋼帶極埋弧堆焊用燒結(jié)焊劑，其由包括以下成分和配比的原料或物料燒結(jié)而成
CaF2 :15重量份，MgO 40重量份，
Al203 3重量份，CaO : 15重量份，
Si02 :26重量份，合金粉I重量份。
根據(jù)本發(fā)明第一方面的不銹鋼帶極埋弧堆焊用燒結(jié)焊劑，其由包括以下成分和配比的原料或物料燒結(jié)而成
CaF2 :18重量份，MgO 27重量份，
Al203 2重量份，CaO 20重量份，
Si02 :30重量份，合金粉3重量份。
根據(jù)本發(fā)明第一方面的不銹鋼帶極埋弧堆焊用燒結(jié)焊劑，其由包括以下成分和配比的原料或物料燒結(jié)而成
CaF2 20重量份，MgO 20重量份，
Al203 5 重量份，CaO : 15 重量份，Si02 38重量份，合金粉2重量份。根據(jù)本發(fā)明第一方面的不銹鋼帶極埋弧堆焊用燒結(jié)焊劑，其中所述CaF2是以螢石的形式加入的。根據(jù)本發(fā)明第一方面的不銹鋼帶極埋弧堆焊用燒結(jié)焊劑，其中所述MgO是以電熔鎂砂的形式加入的。根據(jù)本發(fā)明第一方面的不銹鋼帶極埋弧堆焊用燒結(jié)焊劑，其中所述A1203、CaO和 Si02各自獨立地是以剛玉、陶土、長石、白土子、硅灰石等形式加入的。本發(fā)明第二方面提供了不銹鋼帶極電渣堆焊用燒結(jié)焊劑，其包含31. 48 43. 6 重量份的Ca元素、10. 59 21. 18重量份的Al元素、和0. 467 2. 33重量份的Si元素。 在一個方案中還包括占燒結(jié)原料投料量I 5wt%的合金粉。根據(jù)本發(fā)明第二方面的不銹鋼帶極電渣堆焊用燒結(jié)焊劑，其包含31. 48 41. 32 重量份的Ca元素、10. 59 18. 53重量份的Al元素、和0. 47 I. 87重量份的Si元素。在一個方案中還包括占燒結(jié)原料投料量I 4wt%的合金粉。根據(jù)本發(fā)明第二方面的不銹鋼帶極電渣堆焊用燒結(jié)焊劑，其包含32. 2 38. 04 重量份的Ca元素、10. 59 15. 88重量份的Al元素、和0. 93 I. 40重量份的Si元素。在一個方案中還包括占燒結(jié)原料投料量I 3wt%的合金粉。根據(jù)本發(fā)明第二方面的不銹鋼帶極電渣堆焊用燒結(jié)焊劑，其由包括以下成分和配比的原料或物料燒結(jié)而成CaF2 :60 80 重量份，A1203 :20 40重量份，CaO :1 5重量份，Si02 :1 5重量份，合金粉1 5重量份。根據(jù)本發(fā)明第二方面的不銹鋼帶極電渣堆焊用燒結(jié)焊劑，其由包括以下成分和配比的原料或物料燒結(jié)而成CaF2 :60 75 重量份，A1203 :20 35重量份，CaO :1 4重量份，Si02:l 4重量份，合金粉1 4重量份。根據(jù)本發(fā)明第二方面的不銹鋼帶極電渣堆焊用燒結(jié)焊劑，其由包括以下成分和配比的原料或物料燒結(jié)而成CaF2 :60 70 重量份，Al203 :20 30重量份，CaO :2 3重量份，Si02:2 3重量份，合金粉1 3重量份。根據(jù)本發(fā)明第二方面的不銹鋼帶極電渣堆焊用燒結(jié)焊劑，其由包括以下成分和配比的原料或物料燒結(jié)而成CaF2 60 重量份，Al203 30 重量份，CaO 3 重量份，Si02 2重量份，合金粉3重量份。根據(jù)本發(fā)明第二方面的不銹鋼帶極電渣堆焊用燒結(jié)焊劑，其由包括以下成分和配比的原料或物料燒結(jié)而成
CaF2:75 重量份，Al203 20 重量份，CaO 2 重量份，Si02:2重量份，合金粉1重量份。根據(jù)本發(fā)明第二方面的不銹鋼帶極電渣堆焊用燒結(jié)焊劑，其由包括以下成分和配比的原料或物料燒結(jié)而成CaF2 :70 重量份，Al203 23 重量份，CaO 2 重量份，Si02 3重量份，合金粉2重量份。根據(jù)本發(fā)明第二方面的不銹鋼帶極電渣堆焊用燒結(jié)焊劑，其中所述CaF2是以螢石的形式加入的。根據(jù)本發(fā)明第二方面的不銹鋼帶極電渣堆焊用燒結(jié)焊劑，其中所述MgO是以電熔鎂砂的形式加入的。根據(jù)本發(fā)明第二方面的不銹鋼帶極電渣堆焊用燒結(jié)焊劑，其中所述A1203、CaO和 Si02各自獨立地是以剛玉、陶土、長石、白土子、硅灰石等形式加入的。本發(fā)明第三方面提供了一種不銹鋼帶極堆焊用燒結(jié)焊劑，其包括帶極埋弧堆焊用燒結(jié)焊劑和帶極電渣堆焊用燒結(jié)焊劑兩部分，其中所述帶極埋弧堆焊用燒結(jié)焊劑包含18. 4 36. 81重量份的Ca元素、12. 06 30. 15重量份的Mg元素、0. 529 5. 29重量份的Al元素、和11. 67 23. 33重量份的Si 元素(在一個方案中還包括占燒結(jié)原料投料量I 5wt%的合金粉)；所述帶極電渣堆焊用燒結(jié)焊劑包含31. 48 43. 6重量份的Ca元素、10. 59 21. 18的Al元素、和0. 467 2. 33重量份的Si元素(在一個方案中還包括占燒結(jié)原料投料量I 5被％的合金粉)。本發(fā)明第三方面還提供了一種不銹鋼帶極堆焊用燒結(jié)焊劑，其包括帶極埋弧堆焊用燒結(jié)焊劑和帶極電渣堆焊用燒結(jié)焊劑兩部分，其中所述帶極埋弧堆焊用燒結(jié)焊劑由包括以下成分和配比的原料或物料燒結(jié)而成CaF2 :15 30 重量份，MgO :20 50 重量份，A1203 :1 10 重量份，CaO : 15 30 重量份，Si02 :25 50重量份，合金粉1 5重量份；所述帶極電渣堆焊用燒結(jié)焊劑由包括以下成分和配比的原料或物料燒結(jié)而成
CaF2 :60 80 重量份，A1203 :20 40重量份，CaO :1 5重量份，Si02:l 5重量份，合金粉1 5重量份。根據(jù)本發(fā)明第三方面的不銹鋼帶極堆焊用燒結(jié)焊劑，其中所述帶極埋弧堆焊用燒結(jié)焊劑由包括以下成分和配比的原料或物料燒結(jié)而成CaF2 :15 25 重量份，MgO :20 45 重量份，Al203 :1 8重量份，CaO : 15 25重量份，Si02:25 45重量份，合金粉1 5重量份。根據(jù)本發(fā)明第三方面的不銹鋼帶極堆焊用燒結(jié)焊劑，其中所述帶極埋弧堆焊用燒結(jié)焊劑由包括以下成分和配比的原料或物料燒結(jié)而成
CaF2 :15 20 重量份，MgO :20 40 重量份，Al203 :1 5重量份，CaO : 15 20重量份，Si02 :25 40重量份，合金粉1 4重量份。根據(jù)本發(fā)明第三方面的不銹鋼帶極堆焊用燒結(jié)焊劑，其中所述帶極埋弧堆焊用燒結(jié)焊劑由包括以下成分和配比的原料或物料燒結(jié)而成CaF2 :15 20 重量份，MgO :20 40 重量份，A1203 :2 5重量份，CaO : 15 20重量份，Si02 :26 38重量份，合金粉1 3重量份。根據(jù)本發(fā)明第三方面的不銹鋼帶極堆焊用燒結(jié)焊劑，其中所述帶極電渣堆焊用燒結(jié)焊劑由包括以下成分和配比的原料或物料燒結(jié)而成CaF2 :60 75 重量份，A1203 :20 35重量份，CaO :1 4重量份，Si02:l 4重量份，合金粉1 4重量份。根據(jù)本發(fā)明第三方面的不銹鋼帶極堆焊用燒結(jié)焊劑，其中所述帶極電渣堆焊用燒結(jié)焊劑由包括以下成分和配比的原料或物料燒結(jié)而成CaF2 :60 70 重量份，A1203 :20 30重量份，CaO :2 3重量份，Si02:2 3重量份，合金粉1 3重量份。根據(jù)本發(fā)明第三方面的不銹鋼帶極堆焊用燒結(jié)焊劑，其中所述帶極埋弧堆焊用燒結(jié)焊劑由包括具體實施方式
部分配方SI、S2或S3所述成分和配比的原料或物料燒結(jié)而成。根據(jù)本發(fā)明第三方面的不銹鋼帶極堆焊用燒結(jié)焊劑，其中所述帶極埋弧堆焊用燒結(jié)焊劑由包括具體實施方式
部分配方El、E2或E3所述成分和配比的原料或物料燒結(jié)而成。根據(jù)本發(fā)明第三方面的不銹鋼帶極堆焊用燒結(jié)焊劑，其中所述CaF2是以螢石的形式加入的。根據(jù)本發(fā)明第三方面的不銹鋼帶極堆焊用燒結(jié)焊劑，其中所述MgO是以電熔鎂砂的形式加入的。根據(jù)本發(fā)明第三方面的不銹鋼帶極堆焊用燒結(jié)焊劑，其中所述A1203、Ca0和Si02 各自獨立地是以剛玉、陶土、長石、白土子、硅灰石等形式加入的。本發(fā)明第四方面提供一種不銹鋼帶極堆焊用燒結(jié)焊劑的產(chǎn)品盒，其中包括本發(fā)明第一方面的不銹鋼帶極埋弧堆焊用燒結(jié)焊劑和本發(fā)明第二方面的不銹鋼帶極電渣堆焊用燒結(jié)焊劑，以及任選的使用說明書；或者其中包括本發(fā)明第三方面所述帶極埋弧堆焊用燒結(jié)焊劑和帶極電渣堆焊用燒結(jié)焊劑兩部分，以及任選的使用說明書。本發(fā)明的任一方面的任一實施方案，可以與其它實施方案進行組合，只要它們不會出現(xiàn)矛盾。此外，在本發(fā)明任一方面的任一實施方案中，任一技術(shù)特征可以適用于其它實施方案中的該技術(shù)特征，只要它們不會出現(xiàn)矛盾。下面對本發(fā)明作進一步的描述。本發(fā)明所引述的所有文獻，它們的全部內(nèi)容通過引用并入本文，并且如果這些文獻所表達的含義與本發(fā)明不一致時，以本發(fā)明的表述為準(zhǔn)。此外，本發(fā)明使用的各種術(shù)語和短語具有本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的一般含義，即便如此，本發(fā)明仍然希望在此對這些術(shù)語和短語作更詳盡的說明和解釋，提及的術(shù)語和短語如有與公知含義不一致的，以本發(fā)明所表述的含義為準(zhǔn)。根據(jù)本發(fā)明任一方面的任一實施方案的燒結(jié)焊劑，其是使用水玻璃作為粘結(jié)劑制備而成。在一個實施方案中，該水玻璃的使用量以重量計為其它配料總重量的10 30%， 優(yōu)選15 25%，例如約20%。根據(jù)本發(fā)明任一方面的任一實施方案的燒結(jié)焊劑，其是通過將所述配料組分與水玻璃攪拌均勻，造粒，烘干，再經(jīng)燒結(jié)而制成的。根據(jù)本發(fā)明的燒結(jié)焊劑，其是通過將所述配料組分與水玻璃攪拌均勻，造粒，烘干，篩分，再經(jīng)700°C 800°C燒結(jié)(例如燒結(jié)0. 5 2 小時，例如約I小時)而制成的。在本發(fā)明中，術(shù)語“重量份”表示本發(fā)明燒結(jié)焊劑中各組份相互之間的相對量，該 “重量份”絕對重量數(shù)(例如mg、g、或kg等)，亦可以是重量百分?jǐn)?shù)(例如，重量％或wt%)。 當(dāng)然在以重量百分?jǐn)?shù)(例如，重量％或計時，一個優(yōu)選的實施方案是各組份之和為 100%。例如，本發(fā)明第一方面的不銹鋼帶極埋弧堆焊用燒結(jié)焊劑，其由包括以下成分和配比的原料或物料燒結(jié)而成CaF2 :15 30重量份，MgO 20 50重量份，A1203 :1 10重量份，CaO : 15 30重量份，Si02 :25 50重量份，合金粉1 5重量份；該燒結(jié)焊劑可以理解為由包括以下成分和配比的原料或物料燒結(jié)而成CaF2 :15 30絕對重量的份數(shù)(例如，克)，MgO 20 50絕對重量的份數(shù)(例如，克)，A1203 :1 10絕對重量的份數(shù)(例如，克)，CaO : 15 30絕對重量的份數(shù)(例如，克)，Si02 :25 50絕對重量的份數(shù)(例如，克)，合金粉1 5絕對重量的份數(shù)(例如，克)；或者該燒結(jié)焊劑可以理解為由包括以下成分和配比的原料或物料燒結(jié)而成CaF2 :15 30wt%，MgO :20 50wt%，A1203 1 IOwt%, CaO :15 30wt%，Si02 :25 50wt%，合金粉1 5wt%?！愣?，CaF2主要作為造渣劑、脫硫和去氫成分。熔化后能與Si02等反應(yīng)生成 SiF4氣體，有助于排除電弧區(qū)中的氫氣，減小產(chǎn)生氣孔的機會；由于熔點低，對熔渣起到稀釋作用?！愣?，MgO主要作為造渣劑。在熔化狀態(tài)能與焊劑中的Si02復(fù)合，降低其活度，穩(wěn)定堆焊過程，同時MgO能增強熔池的脫硫能力。過高的MgO含量將增加熔渣的熔點， 影響脫渣性和焊縫形成，含量過低則降低焊劑堿度，使得焊縫金屬純凈度降低。一般而言，A1203主要作為造渣劑。它具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，熔點較高，當(dāng)其和 CaF2、CaO共存時，能提高焊劑的脫硫能力，在焊劑中隨著A1203含量的提高，脫渣愈容易， A1203的加入可以替代部分Si02，降低焊劑的氧化性，過多的A1203影響焊劑的成粒效果?！愣裕琒i02主要作為造渣劑。它能與其它氧化物形成低熔點復(fù)合物，使用熔渣粘度增加，并改善脫渣性能。過高的Si02含量加大堆焊層中合金元素的燒損，過低的Si02 含量影響焊縫形成效果。一般而言，CaO主要作為造渣劑。有穩(wěn)定電弧的作用，CaO熔點較高，穩(wěn)定，不易分解，只有配合其它成分形成共熔體才能作為造渣成分，具有較強的脫硫作用。含量過低時易降低焊縫金屬純凈度，含量過高時增加熔渣粘度，影響焊縫形成效果。在本發(fā)明中，合金粉，亦稱為合金劑，其具有脫氧和補充有效合金元素?zé)龘p作用。 本發(fā)明所用合金粉可以是以鎳合金、鉻合金、鉻鐵合金、錳合金等形式加入。在本發(fā)明焊劑所應(yīng)用的領(lǐng)域，由于是筒體的內(nèi)表面大面積堆焊，在相對封閉的環(huán)
9境里，應(yīng)控制焊劑在施焊過程中煙塵量，為操作者創(chuàng)造良好的工作環(huán)境。本發(fā)明設(shè)計的焊劑施焊時，焊接過程穩(wěn)定、煙塵量少、飛濺小、脫渣性能優(yōu)良，保證了操作者良好的工作環(huán)境。 堆焊金屬成形美觀，搭接平滑，抗晶間腐蝕、抗氫剝離性能優(yōu)良。在本發(fā)明中“帶極埋弧堆焊”亦可稱為“帶極埋弧焊”，“帶極電渣堆焊”亦可稱為 “帶極電渣焊”。本發(fā)明提供了一種不銹鋼帶極堆焊用燒結(jié)焊劑，所述燒結(jié)焊劑包括帶極埋弧焊 (SAW)用燒結(jié)焊劑和帶極電渣焊(ESW)用燒結(jié)焊劑。在本發(fā)明的一個實施方案中，所述帶極埋弧焊(SAW)用焊劑其特征在于制備該焊劑的各組份及各組份重量的百分含量如下CaF2 :15 30%，Mg0 :20 50%，A1203 :1 10%, CaO :15 30%，Si02 :25 50%，合金粉1 5%。在本發(fā)明的一個實施方案中，所述帶極電渣焊(ESW)用焊劑其特征在于制備該焊劑的各組份及各組份重量的百分含量如下CaF2 :60 80%，A1203 :20 40%，CaO :I 5%, Si02 1 5%，合金粉1 5%。在本發(fā)明的一個實施方案中，所述CaF2是以螢石的形式加入/投料的。在本發(fā)明的一個實施方案中，所述MgO是以電熔鎂砂的形式加入/投料的。在本發(fā)明的一個實施方案中，所述A1203、Ca0、Si02各自獨立地是以剛玉、陶土、長石、白土子、硅灰石等形式加入/ 設(shè)料的。在本發(fā)明的一個實施方案中，所述不銹鋼帶極堆焊用燒結(jié)焊劑是焊帶-焊劑組合，堆焊金屬合金元素?zé)龘p少，增C量低，S、P等雜質(zhì)元素增量小。在本發(fā)明的一個實施方案中，所述不銹鋼帶極堆焊用燒結(jié)焊劑是焊帶-焊劑組合，堆焊金屬在苛刻的試驗條件下表現(xiàn)出較高的抗晶間腐蝕性能、抗氫剝離性能。在本發(fā)明的一個實施方案中，所述不銹鋼帶極堆焊用燒結(jié)焊劑是焊帶-焊劑組合，堆焊金屬晶間腐蝕試驗敏化處理制度為650°C X8h。在本發(fā)明的一個實施方案中，所述不銹鋼帶極堆焊用燒結(jié)焊劑是焊帶-焊劑組合，堆焊金屬氫剝離試驗條件為充氫壓力20. 5Mpa;升溫速率50°C /h ;保溫 510。。X48h ;降溫速率300 0C /h。在本發(fā)明中，根據(jù)焊劑熔渣的物理特性對焊接工藝性能的影響，調(diào)整焊劑組份及各組份含量，引進新原材料，同一組份以多種形式加入，設(shè)計出合理的焊劑渣系。在本發(fā)明中，提高堆焊金屬抗腐蝕性能主要手段是向焊劑中添加合金粉，減少合金元素的燒損，把堆焊金屬鐵素體含量控制在合理范圍；提高原材料品位，減少原材料中帶來的有害雜質(zhì)，尤其是減少碳的過渡。在本發(fā)明中，改善焊接工藝性能的主要手段是以CaF2、A1203和MgO作為調(diào)整堿度的主要造渣劑，較多CaF2、A1203和MgO的加入，改善了熔渣的黏度、表面張力、流動性等， 從而改善堆焊金屬的表面光滑度和渣殼的脫渣性能，保證了堆焊金屬的表面質(zhì)量。本發(fā)明燒結(jié)焊劑與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的優(yōu)點I、本發(fā)明合理調(diào)配了焊劑各組份的比例，采用了合理的燒結(jié)焊劑體系，很好的調(diào)整了熔渣的黏度、表面張力和流動性，焊劑施焊時，焊接過程穩(wěn)定、煙塵量少、飛濺小、脫渣性能優(yōu)良。2、本發(fā)明設(shè)計的焊劑體系有效的控制了有害元素向焊縫過渡，C、S、P增量低；合金元素?zé)龘p小，較好的控制了堆焊金屬鐵素體含量，堆焊金屬抗晶間腐蝕性能、抗氫剝離性能優(yōu)良。3、本發(fā)明設(shè)計的焊劑可與多種不銹鋼焊帶匹配，焊接工藝性能優(yōu)良，堆焊金屬各方面性能優(yōu)異，實現(xiàn)了一劑多帶。
具體實施例方式實施例I根據(jù)本發(fā)明設(shè)計的組份含量，將兩種焊劑各配制6種焊劑藥粉，帶極埋弧(SAW)用燒結(jié)焊劑記作SI S6 ;帶極電渣堆焊(ESW)用燒結(jié)焊劑記作El E6。焊劑組份及各組份重量百分含量見表1，焊劑制備方法如下將所需原材料進行過篩按配方進行配比稱重，復(fù)驗總重量后將干粉放入干混器中進行干混，干混均勻后放入濕拌器，加入20%左右水玻璃進行濕拌，濕拌均勻后將濕粉通過傳送帶送入造粒盤進行造粒，造粒完成后經(jīng)傳送帶送入烘干爐，在250°C 30(TC進行烘干，去除水分后將焊劑過篩，將篩分后在標(biāo)準(zhǔn)粒度范圍內(nèi)的焊劑送入燒結(jié)爐，在750°C 800°C溫度下燒結(jié)I小時，出爐后冷卻后再次篩分，焊劑制備完成。另外，參照CN101229609A表4實施例1、2、3的配方并按其中制成Dl、D2、D3三種焊劑，作為對照焊劑。
上述各配方中使用的合金粉為鎳合金粉。
制備好的各種焊劑分別與EQ308L、EQ309L、EQ347L焊帶配合進行堆焊試驗，試驗用鋼板材質(zhì)為16MnR，板厚40mm。焊帶規(guī)格60mmX0. 5mm(寬X厚)。
帶極堆焊工藝及工藝參數(shù)見表2 ；
焊劑的焊接工藝性能見表3 ;
按照NB/T47018. 5中相關(guān)規(guī)定，進行化學(xué)分析試樣、腐蝕試驗試樣、彎曲試驗試樣的制備。EQ309L為過渡層，EQ308UEQ347L為面層，過渡層和面層均為單層堆焊。
注下文各表中堆焊金屬名稱均由面層焊帶型號+焊劑編號表示，如EQ308L+S3。
焊帶及堆焊金屬化學(xué)成分見表4 ；
堆焊金屬彎曲試驗結(jié)果見表5 ；
堆焊金屬晶間腐蝕試驗結(jié)果見表6 ;
堆焊金屬氫剝離試驗結(jié)果見表7。
表I :焊劑組份及各組分重量份(kg)
權(quán)利要求
1.不銹鋼帶極埋弧堆焊用燒結(jié)焊劑，其包含18.4 36. 81重量份的Ca元素、12. 06 30. 15重量份的Mg元素、O. 529 5. 29重量份的Al元素、和11. 67 23. 33重量份的Si元素。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的不銹鋼帶極埋弧堆焊用燒結(jié)焊劑，其中還包括占燒結(jié)原料投料量 I 5wt%的合金粉。
3.不銹鋼帶極埋弧堆焊用燒結(jié)焊劑，其由包括以下成分和配比的原料或物料燒結(jié)而成CaF2 :15 30重量份，MgO :20 50重量份，A1203 :1 10重量份，CaO : 15 30重量份，Si02 :25 50重量份，合金粉1 5重量份。
4.不銹鋼帶極電渣堆焊用燒結(jié)焊劑，其包含31.48 43. 6重量份的Ca元素、10. 59 21. 18重量份的Al元素、和O. 467 2. 33重量份的Si元素。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的不銹鋼帶極電渣堆焊用燒結(jié)焊劑，其中還包括占燒結(jié)原料投料量 I 5wt%的合金粉。
6.不銹鋼帶極電渣堆焊用燒結(jié)焊劑，其由包括以下成分和配比的原料或物料燒結(jié)而成CaF2 :60 80重量份，A1203 :20 40重量份， CaO :1 5重量份，Si02 :1 5重量份，合金粉1 5重量份。
7.一種不銹鋼帶極堆焊用燒結(jié)焊劑，其包括帶極埋弧堆焊用燒結(jié)焊劑和帶極電渣堆焊用燒結(jié)焊劑兩部分，其中所述帶極埋弧堆焊用燒結(jié)焊劑包含18. 4 36. 81重量份的Ca元素、12. 06 30. 15 重量份的Mg元素、O. 529 5. 29重量份的Al元素、和11. 67 23. 33重量份的Si元素； 所述帶極電渣堆焊用燒結(jié)焊劑包含31. 48 43. 6重量份的Ca元素、10. 59 21. 18 的Al元素、和O. 467 2. 33重量份的Si元素。
8.一種不銹鋼帶極堆焊用燒結(jié)焊劑，其包括帶極埋弧堆焊用燒結(jié)焊劑和帶極電渣堆焊用燒結(jié)焊劑兩部分，其中所述帶極埋弧堆焊用燒結(jié)焊劑由包括以下成分和配比的原料或物料燒結(jié)而成CaF2 :15 30重量份，MgO :20 50重量份，A1203 :1 10重量份，CaO :15 30重量份，Si02 :25 50重量份，合金粉1 5重量份；所述帶極電渣堆焊用燒結(jié)焊劑由包括以下成分和配比的原料或物料燒結(jié)而成CaF2 :60 80重量份，A1203 :20 40重量份，CaO :1 5重量份，Si02 :1 5重量份，合金粉1 5重量份。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項的燒結(jié)焊劑，其特征是所述CaF2是以螢石的形式加入的；所述MgO是以電熔鎂砂的形式加入的；和/或所述A1203、CaO和Si02各自獨立地是以剛玉、陶土、長石、白土子、硅灰石等形式加入的。
10.一種不銹鋼帶極堆焊用燒結(jié)焊劑的產(chǎn)品盒，其中包括權(quán)利要求1-3任一項的不銹鋼帶極埋弧堆焊用燒結(jié)焊劑和權(quán)利要求4-6任一項的不銹鋼帶極電渣堆焊用燒結(jié)焊劑，以及任選的使用說明書；或者其中包括權(quán)利要求7或8所述帶極埋弧堆焊用燒結(jié)焊劑和帶極電渣堆焊用燒結(jié)焊劑兩部分，以及任選的使用說明書。
全文摘要
本發(fā)明涉及不銹鋼帶極堆焊用燒結(jié)焊劑。在一個方面提供了不銹鋼帶極埋弧堆焊用燒結(jié)焊劑，其由包括以下成分和配比的原料或物料燒結(jié)而成CaF215～30重量份，MgO20～50重量份，Al2O31～10重量份，CaO15～30重量份，SiO225～50重量份，合金粉1～5重量份。本發(fā)明在另一個方面提供了不銹鋼帶極電渣堆焊用燒結(jié)焊劑，其由包括以下成分和配比的原料或物料燒結(jié)而成CaF260～80重量份，Al2O320～40重量份，CaO1～5重量份，SiO21～5重量份，合金粉1～5重量份。本發(fā)明焊劑具有優(yōu)良的性能并且完全可以滿足使用要求。
文檔編號B23K35/362GK102581518SQ20121007941
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月23日
發(fā)明者盧蘭志, 夏毅冰, 李偉, 李 柱, 李釗, 王士山, 王學(xué)東, 王磊, 陳波 申請人:中冶建筑研究總院有限公司, 北京金威焊材有限公司