CN1014502B - 速焊剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铝热法焊接用的速焊剂。本发明的目的在于提出一种新铝热焊剂。本发明速焊剂含有四氧化三铁、轧钢铁鳞、铝粉、锆粉、钛渣和氟化钠。本发明速焊剂应用于各种铸铁件、铸钢件的修补和再生，用途广泛，大量使用作为废料的轧钢铁鳞和钛渣，因而成本低廉，经济效益和社会效益明显。

Description

本发明涉及焊接领域，特别涉及铝热法焊接。

目前国内外研究成功多种铝热焊接方法及焊剂，其中，美国专利说明书US    4，216，816介绍了一种用于奥氏体高锰钢的铝热法焊剂，该焊剂含有：氧化铁（例如：氧化亚铁和三氧化二铁）、铝粉、软铁颗粒（按照需要）、锰铁合金和/或电解锰、镍珠和/或镍合金和/或氧化镍（或其它可还原的镍化合物）以及碳。该焊剂中除作为氧化剂的氧化铁和作为还原剂的铝粉外，还有需要满足高锰钢的高锰含量（例如熔融的焊剂需含12～17（重量）%锰）的锰铁和/或电解锰;还要加入镍珠，镍是奥氏体化合金元素之一，加入镍或镍合金可以保证焊缝成分为奥氏体组织，如是加入氧化镍或可还原的镍化合物则又可作氧化剂又可补镍，软钢和碳都是针对高锰钢成分而加。这种焊剂只能用于奥氏体高锰钢，而且上述成分的含量未给出，只提到在焊缝中被熔融的该焊剂成分要求，并且该焊剂还需按各种不同成分的高锰钢进行调整碳、锰和铁的含量。这种焊剂成分未充分公开，不是本行业普通技术人员简单地就能实施。用这种焊剂对高锰钢进行焊接时，还需采用镁砂模子以防磷或硅的渗入或限制含硅量。因此，使用这各焊剂也是不方便的。尽管该焊剂适用于高锰钢的铝热焊，但是对于再生铸铁件、再生铸钢件的补焊焊剂则是不适宜的、昂贵的。

本发明目的在于：提供一种廉价的、对再生铸铁件和再生铸钢件进行补焊的铝热法焊剂。

本发明目的是这样达到的：除去含有作为氧化剂的四氧化三铁、轧钢铁鳞和作为还原剂的铝粉外，还加入能改进熔渣和气体上浮的纯锆粉和钛渣以及点燃剂氟化钠，从而本发明目的就完全达到了。

以下对本发明速焊剂进行详细说明。

本发明速焊剂由下列成分组成，含量如下：

四氧化三铁    9～12（重量）%

轧钢铁鳞    55～60（重量）%

纯铝粉    20～23（重量）%

纯锆粉    10～11（重量）%

钛渣    1～5（重量）%

此外，氟化钠为上述成分总量的0.1（重量）%

四氧化三铁是还原剂也是促进反应的催化剂，如大于12（重量）%则增加本速焊剂成本，小于9（重量）%则反应不足;轧钢铁鳞是轧钢厂的废料，其中包括有氧化铁、四氧化三铁和氧化亚铁，在本速焊剂中是氧化剂，熔化之后又是填充剂;纯铝粉是铝热还原剂的主角，铝与氧化剂反应发生大量热量，，使温度达到1700℃（光学高温计目测）从而达到使全部速焊剂熔化与填充的目的;锆粉也是还原剂，它与氧化合后生成氧化锆，氧化锆能改进高温熔融物的熔渣上浮，改善焊接质量;渣是铁合金厂冶炼铁合金产生的废渣，它使熔融物的熔渣及气体上浮，改进焊件质量。以上轧钢铁鳞如小于55（重量）%，则氧化剂不足，而且填充量不够，如大于60（重量）%则使反应不充分，达不到焊接所需高温。纯锆粉和钛渣的加入量也分别不能少于10（重量）%和1（重量）%，否则，补焊质量不良。氟化钠是点燃剂。

本发明速焊剂的最佳成分含量如下：

四氧化三铁    10（重量）%

轧钢铁鳞    55（重量）%

纯铝粉    20（重量）%

纯锆粉    10（重量）%

钛渣    5（重量）%

此外，氟化钠为上述成分总量的0.1（重量）%

本速焊剂的制法如下：将所有的原料分别粉碎到80～100目，干燥，冷到室温后混合，在焊时再混入氟化钠，即成本发明速焊剂。

在使用时，测准焊件的损坏容积，先清除铁锈及杂物，把氟化钠加入以上混合物内，氟化钠的量为整个混合物的千分之一，然后将此加入氟化钠的本发明速焊剂以相当于损坏容积的9～10倍的容积放到损坏部位，在损害部位的周围用火泥砌上坝，然后用气焊枪点燃，约30秒钟，有蓝光升出，除去气焊枪，经一分钟后，发生激烈化学反应，本速焊剂全部熔化到损害部位，熔渣与气体上浮，完成焊接目的。然后保温10分钟，除去积渣，用砂轮将高出部位 磨平，即可补焊完毕。

以下对本发明速焊剂的焊接部位进行分析与检验：

1）焊接部位化学成分（重量）%为：C    0.2～0.5    Mn    0.64    Si    0.30P≥0.030    S≥0.020，相当于优质的低碳钢或中碳钢;

2）金相分析：碳化物1.0级，氧化物0.5级，晶粒大于1级（按YB-27-77）评定，其组织为珠光体和铁素体;

3）机械性能：抗拉强度在800℃为10Kg/mm，线膨胀系数在750℃为1.379×10;

4）金相组织低倍、断口。

低倍金相组织是经50%盐酸溶液浸蚀，酸温为80℃，浸蚀15分钟，检验结果是正常低倍金相组织;

断口：经一次性折断，是正常断口;

电子显微镜观察是解理断裂。

本发明速焊剂用于各种铸铁件和铸钢件的修补、再生，特别是大型铸件。本发明速焊剂大量使用作为轧钢厂废料的轧钢铁鳞以及作为铁合金厂废渣的钛渣，因而成本低廉。

Claims (2)

1、一种用于铝热焊的含有铝粉和四氧化三铁的焊剂，其特征在于：所说的速焊剂具有下列成分和含量(重量)%：

四氧化三铁  9～12

轧钢铁鳞    55～60

纯铝粉      20～23

纯锆粉      10～11

钛渣        1～5

此外，氟化钠为上述成分总量的0.1(重量)%

2、按照权利要求1所说的速焊剂，其特征在于：本焊剂的最佳成分含量（重量）%为：

四氧化三铁  10

轧钢铁鳞  55

纯铝粉  20

纯锆粉  10

钛渣  5

此外，氟化钠为上述成分总量的0.1（重量）%