CN102581518B - 不锈钢带极堆焊用烧结焊剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及不锈钢带极堆焊用烧结焊剂。在一个方面提供了不锈钢带极埋弧堆焊用烧结焊剂,其由包括以下成分和配比的原料或物料烧结而成:CaF2:15~30重量份,MgO:20~50重量份,Al2O3:1~10重量份,CaO:15~30重量份,SiO2:25~50重量份,合金粉:1~5重量份。本发明在另一个方面提供了不锈钢带极电渣堆焊用烧结焊剂,其由包括以下成分和配比的原料或物料烧结而成:CaF2:60~80重量份,Al2O3:20~40重量份,CaO:1~5重量份,SiO2:1~5重量份,合金粉:1~5重量份。本发明焊剂具有优良的性能并且完全可以满足使用要求。
Description
技术领域
本发明属焊接材料领域,具体涉及不锈钢带极堆焊用烧结焊剂。所述不锈钢带极堆焊用烧结焊剂广泛应用于石油、化工等领域的厚壁压力容器内壁的不锈钢堆焊。
背景技术
近年来,随着石油化工行业的发展,高温、高压、耐腐蚀的压力容器趋向大型化、规模化,如加氢反应器、原流合成塔、煤液化反应器等厚壁压力容器等。在此类厚壁压力容器制造中,为降低成本,普遍的制造方法是用低合金钢锻造或厚板卷制成筒体和封头,再在内表面堆焊不锈钢衬里,以实现抗腐蚀、耐高温、高压的设计要求。
对于大面积堆焊而言,手工电弧焊和丝极堆焊熔敷效率低且堆焊层质量差。在该领域内,国内外大量采用了带极堆焊技术。该技术在稀释率和熔敷速度上比手工电弧焊和丝极埋弧焊有了长足的进步。带极堆焊以其更高的生产效率、更低的稀释率和良好的焊缝成形等优点,在国内外得到迅速发展和普遍的应用。
由于上述压力容器工况环境苛刻,因此对焊接材料质量要求及其严格。国产配套焊剂质量参差不齐,焊接工艺、焊缝质量,尤其是堆焊金属耐腐蚀和抗氢剥离性能远无法满足压力容器设计要求。鉴于国内带极堆焊用烧结焊剂存在的上述问题,本领域期待提供具有至少以下一个方面的性能的带极堆焊用烧结焊剂:满足压力容器设计要求、焊接工艺良好、堆焊金属耐腐蚀性能优异、抗氢剥离性能优良、具有较宽焊接参数。
发明内容
本发明的目的就是研制出具有至少以下一个方面的性能的带极堆焊用烧结焊剂:满足压力容器设计要求、焊接工艺良好、堆焊金属耐腐蚀性能优异、抗氢剥离性能优良、具有较宽焊接参数。鉴于现有的带极堆焊工艺有两种,分别是带极埋弧堆焊(SAW)和带极电渣堆焊(ESW),二者可以分别单独使用,亦可以组合使用。本发明发现由特定组成制成的可作为带极埋弧堆焊(SAW)和带极电渣堆焊(ESW)的焊剂,可以有利地实现上述一个或多个方面的性能的目的。基于此,本发明设计了分别满足上述焊接工艺的两种焊剂体系。
为此,本发明第一方面提供了不锈钢带极埋弧堆焊用烧结焊剂,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。在一个方案中还包括占烧结原料投料量1~5wt%的合金粉。
根据本发明第一方面的不锈钢带极埋弧堆焊用烧结焊剂,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。在一个方案中还包括占烧结原料投料量1~5wt%的合金粉。
根据本发明第一方面的不锈钢带极埋弧堆焊用烧结焊剂,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。在一个方案中还包括占烧结原料投料量1~4wt%的合金粉。
根据本发明第一方面的不锈钢带极埋弧堆焊用烧结焊剂,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、1.06~2.65重量份的Al元素、和12.13~17.73重量份的Si元素。在一个方案中还包括占烧结原料投料量1~3wt%的合金粉。
根据本发明第一方面的不锈钢带极埋弧堆焊用烧结焊剂,其由包括以下成分和配比的原料或物料烧结而成:
CaF2:15~30重量份, MgO:20~50重量份,
Al2O3:1~10重量份, CaO:15~30重量份,
SiO2:25~50重量份, 合金粉:1~5重量份。
根据本发明第一方面的不锈钢带极埋弧堆焊用烧结焊剂,其由包括以下成分和配比的原料或物料烧结而成:
CaF2:15~25重量份, MgO:20~45重量份,
Al2O3:1~8重量份, CaO:15~25重量份,
SiO2:25~45重量份, 合金粉:1~5重量份。
根据本发明第一方面的不锈钢带极埋弧堆焊用烧结焊剂,其由包括以下成分和配比的原料或物料烧结而成:
CaF2:15~20重量份, MgO:20~40重量份,
Al2O3:1~5重量份, CaO:15~20重量份,
SiO2:25~40重量份, 合金粉:1~4重量份。
根据本发明第一方面的不锈钢带极埋弧堆焊用烧结焊剂,其由包括以下成分和配比的原料或物料烧结而成:
CaF2:15~20重量份, MgO:20~40重量份,
Al2O3:2~5重量份, CaO:15~20重量份,
SiO2:26~38重量份, 合金粉:1~3重量份。
根据本发明第一方面的不锈钢带极埋弧堆焊用烧结焊剂,其由包括以下成分和配比的原料或物料烧结而成:
CaF2:15重量份, MgO:40重量份,
Al2O3:3重量份, CaO:15重量份,
SiO2:26重量份, 合金粉:1重量份。
根据本发明第一方面的不锈钢带极埋弧堆焊用烧结焊剂,其由包括以下成分和配比的原料或物料烧结而成:
CaF2:18重量份, MgO:27重量份,
Al2O3:2重量份, CaO:20重量份,
SiO2:30重量份, 合金粉:3重量份。
根据本发明第一方面的不锈钢带极埋弧堆焊用烧结焊剂,其由包括以下成分和配比的原料或物料烧结而成:
CaF2:20重量份, MgO:20重量份,
Al2O3:5重量份, CaO:15重量份,
SiO2:38重量份, 合金粉:2重量份。
根据本发明第一方面的不锈钢带极埋弧堆焊用烧结焊剂,其中所述CaF2是以萤石的形式加入的。
根据本发明第一方面的不锈钢带极埋弧堆焊用烧结焊剂,其中所述MgO是以电熔镁砂的形式加入的。
根据本发明第一方面的不锈钢带极埋弧堆焊用烧结焊剂,其中所述Al2O3、CaO和SiO2各自独立地是以刚玉、陶土、长石、白土子、硅灰石等形式加入的。
本发明第二方面提供了不锈钢带极电渣堆焊用烧结焊剂,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。在一个方案中还包括占烧结原料投料量1~5wt%的合金粉。
根据本发明第二方面的不锈钢带极电渣堆焊用烧结焊剂,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0.47~1.87重量份的Si元素。在一个方案中还包括占烧结原料投料量1~4wt%的合金粉。
根据本发明第二方面的不锈钢带极电渣堆焊用烧结焊剂,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0.93~1.40重量份的Si元素。在一个方案中还包括占烧结原料投料量1~3wt%的合金粉。
根据本发明第二方面的不锈钢带极电渣堆焊用烧结焊剂,其由包括以下成分和配比的原料或物料烧结而成:
CaF2:60~80重量份,
Al2O3:20~40重量份, CaO:1~5重量份,
SiO2:1~5重量份, 合金粉:1~5重量份。
根据本发明第二方面的不锈钢带极电渣堆焊用烧结焊剂,其由包括以下成分和配比的原料或物料烧结而成:
CaF2:60~75重量份,
Al2O3:20~35重量份, CaO:1~4重量份,
SiO2:1~4重量份, 合金粉:1~4重量份。
根据本发明第二方面的不锈钢带极电渣堆焊用烧结焊剂,其由包括以下成分和配比的原料或物料烧结而成:
CaF2:60~70重量份,
Al2O3:20~30重量份, CaO:2~3重量份,
SiO2:2~3重量份, 合金粉:1~3重量份。
根据本发明第二方面的不锈钢带极电渣堆焊用烧结焊剂,其由包括以下成分和配比的原料或物料烧结而成:
CaF2:60重量份,
Al2O3:30重量份, CaO:3重量份,
SiO2:2重量份, 合金粉:3重量份。
根据本发明第二方面的不锈钢带极电渣堆焊用烧结焊剂,其由包括以下成分和配比的原料或物料烧结而成:
CaF2:75重量份,
Al2O3:20重量份, CaO:2重量份,
SiO2:2重量份, 合金粉:1重量份。
根据本发明第二方面的不锈钢带极电渣堆焊用烧结焊剂,其由包括以下成分和配比的原料或物料烧结而成:
CaF2:70重量份,
Al2O3:23重量份, CaO:2重量份,
SiO2:3重量份, 合金粉:2重量份。
根据本发明第二方面的不锈钢带极电渣堆焊用烧结焊剂,其中所述CaF2是以萤石的形式加入的。
根据本发明第二方面的不锈钢带极电渣堆焊用烧结焊剂,其中所述MgO是以电熔镁砂的形式加入的。
根据本发明第二方面的不锈钢带极电渣堆焊用烧结焊剂,其中所述Al2O3、CaO和SiO2各自独立地是以刚玉、陶土、长石、白土子、硅灰石等形式加入的。
本发明第三方面提供了一种不锈钢带极堆焊用烧结焊剂,其包括带极埋弧堆焊用烧结焊剂和带极电渣堆焊用烧结焊剂两部分,其中:
所述带极埋弧堆焊用烧结焊剂包含: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(在一个方案中还包括占烧结原料投料量1~5wt%的合金粉);
所述带极电渣堆焊用烧结焊剂包含: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(在一个方案中还包括占烧结原料投料量1~5wt%的合金粉)。
本发明第三方面还提供了一种不锈钢带极堆焊用烧结焊剂,其包括带极埋弧堆焊用烧结焊剂和带极电渣堆焊用烧结焊剂两部分,其中:
所述带极埋弧堆焊用烧结焊剂由包括以下成分和配比的原料或物料烧结而成:
CaF2:15~30重量份, MgO:20~50重量份,
Al2O3:1~10重量份, CaO:15~30重量份,
SiO2:25~50重量份, 合金粉:1~5重量份;
所述带极电渣堆焊用烧结焊剂由包括以下成分和配比的原料或物料烧结而成:
CaF2:60~80重量份,
Al2O3:20~40重量份, CaO:1~5重量份,
SiO2:1~5重量份, 合金粉:1~5重量份。
根据本发明第三方面的不锈钢带极堆焊用烧结焊剂,其中所述带极埋弧堆焊用烧结焊剂由包括以下成分和配比的原料或物料烧结而成:
CaF2:15~25重量份, MgO:20~45重量份,
Al2O3:1~8重量份, CaO:15~25重量份,
SiO2:25~45重量份, 合金粉:1~5重量份。
根据本发明第三方面的不锈钢带极堆焊用烧结焊剂,其中所述带极埋弧堆焊用烧结焊剂由包括以下成分和配比的原料或物料烧结而成:
CaF2:15~20重量份, MgO:20~40重量份,
Al2O3:1~5重量份, CaO:15~20重量份,
SiO2:25~40重量份, 合金粉:1~4重量份。
根据本发明第三方面的不锈钢带极堆焊用烧结焊剂,其中所述带极埋弧堆焊用烧结焊剂由包括以下成分和配比的原料或物料烧结而成:
CaF2:15~20重量份, MgO:20~40重量份,
Al2O3:2~5重量份, CaO:15~20重量份,
SiO2:26~38重量份, 合金粉:1~3重量份。
根据本发明第三方面的不锈钢带极堆焊用烧结焊剂,其中所述带极电渣堆焊用烧结焊剂由包括以下成分和配比的原料或物料烧结而成:
CaF2:60~75重量份,
Al2O3:20~35重量份, CaO:1~4重量份,
SiO2:1~4重量份, 合金粉:1~4重量份。
根据本发明第三方面的不锈钢带极堆焊用烧结焊剂,其中所述带极电渣堆焊用烧结焊剂由包括以下成分和配比的原料或物料烧结而成:
CaF2:60~70重量份,
Al2O3:20~30重量份, CaO:2~3重量份,
SiO2:2~3重量份, 合金粉:1~3重量份。
根据本发明第三方面的不锈钢带极堆焊用烧结焊剂,其中所述带极埋弧堆焊用烧结焊剂由包括具体实施方式部分配方S1、S2或S3所述成分和配比的原料或物料烧结而成。
根据本发明第三方面的不锈钢带极堆焊用烧结焊剂,其中所述带极埋弧堆焊用烧结焊剂由包括具体实施方式部分配方E1、E2或E3所述成分和配比的原料或物料烧结而成。
根据本发明第三方面的不锈钢带极堆焊用烧结焊剂,其中所述CaF2是以萤石的形式加入的。
根据本发明第三方面的不锈钢带极堆焊用烧结焊剂,其中所述MgO是以电熔镁砂的形式加入的。
根据本发明第三方面的不锈钢带极堆焊用烧结焊剂,其中所述Al2O3、CaO和SiO2各自独立地是以刚玉、陶土、长石、白土子、硅灰石等形式加入的。
本发明第四方面提供一种不锈钢带极堆焊用烧结焊剂的产品盒,其中包括本发明第一方面的不锈钢带极埋弧堆焊用烧结焊剂和本发明第二方面的不锈钢带极电渣堆焊用烧结焊剂,以及任选的使用说明书;或者其中包括本发明第三方面所述带极埋弧堆焊用烧结焊剂和带极电渣堆焊用烧结焊剂两部分,以及任选的使用说明书。
本发明的任一方面的任一实施方案,可以与其它实施方案进行组合,只要它们不会出现矛盾。此外,在本发明任一方面的任一实施方案中,任一技术特征可以适用于其它实施方案中的该技术特征,只要它们不会出现矛盾。
下面对本发明作进一步的描述。
本发明所引述的所有文献,它们的全部内容通过引用并入本文,并且如果这些文献所表达的含义与本发明不一致时,以本发明的表述为准。此外,本发明使用的各种术语和短语具有本领域技术人员公知的一般含义,即便如此,本发明仍然希望在此对这些术语和短语作更详尽的说明和解释,提及的术语和短语如有与公知含义不一致的,以本发明所表述的含义为准。
根据本发明任一方面的任一实施方案的烧结焊剂,其是使用水玻璃作为粘结剂制备而成。在一个实施方案中,该水玻璃的使用量以重量计为其它配料总重量的10~30%,优选15~25%,例如约20%。
根据本发明任一方面的任一实施方案的烧结焊剂,其是通过将所述配料组分与水玻璃搅拌均匀,造粒,烘干,再经烧结而制成的。根据本发明的烧结焊剂,其是通过将所述配料组分与水玻璃搅拌均匀,造粒,烘干,筛分,再经700℃~800℃烧结(例如烧结0.5~2小时,例如约1小时)而制成的。
在本发明中,术语“重量份”表示本发明烧结焊剂中各组份相互之间的相对量,该“重量份”绝对重量数(例如mg、g、或kg等),亦可以是重量百分数(例如,重量%或wt%)。当然在以重量百分数(例如,重量%或wt%)计时,一个优选的实施方案是各组份之和为100%。例如,本发明第一方面的不锈钢带极埋弧堆焊用烧结焊剂,其由包括以下成分和配比的原料或物料烧结而成:CaF2:15~30重量份,MgO:20~50重量份,Al2O3:1~10重量份,CaO:15~30重量份,SiO2:25~50重量份,合金粉:1~5重量份;该烧结焊剂可以理解为由包括以下成分和配比的原料或物料烧结而成:CaF2:15~30绝对重量的份数(例如,克),MgO:20~50绝对重量的份数(例如,克),Al2O3:1~10绝对重量的份数(例如,克),CaO:15~30绝对重量的份数(例如,克),SiO2:25~50绝对重量的份数(例如,克),合金粉:1~5绝对重量的份数(例如,克);或者该烧结焊剂可以理解为由包括以下成分和配比的原料或物料烧结而成:CaF2:15~30wt%,MgO:20~50wt%,Al2O3:1~10wt%,CaO:15~30wt%,SiO2:25~50wt%,合金粉:1~5wt%。
一般而言,CaF2主要作为造渣剂、脱硫和去氢成分。熔化后能与SiO2等反应生成SiF4气体,有助于排除电弧区中的氢气,减小产生气孔的机会;由于熔点低,对熔渣起到稀释作用。
一般而言,MgO主要作为造渣剂。在熔化状态能与焊剂中的SiO2复合,降低其活度,稳定堆焊过程,同时MgO能增强熔池的脱硫能力。过高的MgO含量将增加熔渣的熔点,影响脱渣性和焊缝形成,含量过低则降低焊剂碱度,使得焊缝金属纯净度降低。
一般而言,Al2O3主要作为造渣剂。它具有良好的化学稳定性,熔点较高,当其和CaF2、CaO共存时,能提高焊剂的脱硫能力,在焊剂中随着Al2O3含量的提高,脱渣愈容易,Al2O3的加入可以替代部分SiO2,降低焊剂的氧化性,过多的Al2O3影响焊剂的成粒效果。
一般而言,SiO2主要作为造渣剂。它能与其它氧化物形成低熔点复合物,使用熔渣粘度增加,并改善脱渣性能。过高的SiO2含量加大堆焊层中合金元素的烧损,过低的SiO2含量影响焊缝形成效果。
一般而言,CaO主要作为造渣剂。有稳定电弧的作用,CaO熔点较高,稳定,不易分解,只有配合其它成分形成共熔体才能作为造渣成分,具有较强的脱硫作用。含量过低时易降低焊缝金属纯净度,含量过高时增加熔渣粘度,影响焊缝形成效果。
在本发明中,合金粉,亦称为合金剂,其具有脱氧和补充有效合金元素烧损作用。本发明所用合金粉可以是以镍合金、铬合金、铬铁合金、锰合金等形式加入。
在本发明焊剂所应用的领域,由于是筒体的内表面大面积堆焊,在相对封闭的环境里,应控制焊剂在施焊过程中烟尘量,为操作者创造良好的工作环境。本发明设计的焊剂施焊时,焊接过程稳定、烟尘量少、飞溅小、脱渣性能优良,保证了操作者良好的工作环境。堆焊金属成形美观,搭接平滑,抗晶间腐蚀、抗氢剥离性能优良。
在本发明中“带极埋弧堆焊”亦可称为“带极埋弧焊”,“带极电渣堆焊”亦可称为“带极电渣焊”。
本发明提供了一种不锈钢带极堆焊用烧结焊剂,所述烧结焊剂包括带极埋弧焊(SAW)用烧结焊剂和带极电渣焊(ESW)用烧结焊剂。
在本发明的一个实施方案中,所述带极埋弧焊(SAW)用焊剂其特征在于:制备该焊剂的各组份及各组份重量的百分含量如下:CaF2:15~30%,MgO:20~50%,Al2O3:1~10%,CaO:15~30%,SiO2:25~50%,合金粉:1~5%。
在本发明的一个实施方案中,所述带极电渣焊(ESW)用焊剂其特征在于:制备该焊剂的各组份及各组份重量的百分含量如下:CaF2:60~80%,Al2O3:20~40%,CaO:1~5%,SiO2:1~5%,合金粉:1~5%。
在本发明的一个实施方案中,所述CaF2是以萤石的形式加入/投料的。在本发明的一个实施方案中,所述MgO是以电熔镁砂的形式加入/投料的。在本发明的一个实施方案中,所述Al2O3、CaO、SiO2各自独立地是以刚玉、陶土、长石、白土子、硅灰石等形式加入/设料的。
在本发明的一个实施方案中,所述不锈钢带极堆焊用烧结焊剂是焊带-焊剂组合,堆焊金属合金元素烧损少,增C量低,S、P等杂质元素增量小。
在本发明的一个实施方案中,所述不锈钢带极堆焊用烧结焊剂是焊带-焊剂组合,堆焊金属在苛刻的试验条件下表现出较高的抗晶间腐蚀性能、抗氢剥离性能。
在本发明的一个实施方案中,所述不锈钢带极堆焊用烧结焊剂是焊带-焊剂组合,堆焊金属晶间腐蚀试验敏化处理制度为:650℃×8h。
在本发明的一个实施方案中,所述不锈钢带极堆焊用烧结焊剂是焊带-焊剂组合,堆焊金属氢剥离试验条件为:充氢压力:20.5Mpa;升温速率:50℃/h;保温:510℃×48h;降温速率:300℃/h。
在本发明中,根据焊剂熔渣的物理特性对焊接工艺性能的影响,调整焊剂组份及各组份含量,引进新原材料,同一组份以多种形式加入,设计出合理的焊剂渣系。
在本发明中,提高堆焊金属抗腐蚀性能主要手段是:向焊剂中添加合金粉,减少合金元素的烧损,把堆焊金属铁素体含量控制在合理范围;提高原材料品位,减少原材料中带来的有害杂质,尤其是减少碳的过渡。
在本发明中,改善焊接工艺性能的主要手段是:以CaF2、Al2O3和MgO作为调整碱度的主要造渣剂,较多CaF2、Al2O3和MgO的加入,改善了熔渣的黏度、表面张力、流动性等,从而改善堆焊金属的表面光滑度和渣壳的脱渣性能,保证了堆焊金属的表面质量。
本发明烧结焊剂与现有技术相比具有的优点:
1、本发明合理调配了焊剂各组份的比例,采用了合理的烧结焊剂体系,很好的调整了熔渣的黏度、表面张力和流动性,焊剂施焊时,焊接过程稳定、烟尘量少、飞溅小、脱渣性能优良。
2、本发明设计的焊剂体系有效的控制了有害元素向焊缝过渡,C、S、P增量低;合金元素烧损小,较好的控制了堆焊金属铁素体含量,堆焊金属抗晶间腐蚀性能、抗氢剥离性能优良。
3、本发明设计的焊剂可与多种不锈钢焊带匹配,焊接工艺性能优良,堆焊金属各方面性能优异,实现了一剂多带。
具体实施方式:
实施例1
根据本发明设计的组份含量,将两种焊剂各配制6种焊剂药粉,带极埋弧(SAW)用烧结焊剂记作S1~S6;带极电渣堆焊(ESW)用烧结焊剂记作E1~E6。
焊剂组份及各组份重量百分含量见表1,焊剂制备方法如下:
将所需原材料进行过筛按配方进行配比称重,复验总重量后将干粉放入干混器中进行干混,干混均匀后放入湿拌器,加入20%左右水玻璃进行湿拌,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烘干炉,在250℃~300℃进行烘干,去除水分后将焊剂过筛,将筛分后在标准粒度范围内的焊剂送入烧结炉,在750℃~800℃温度下烧结1小时,出炉后冷却后再次筛分,焊剂制备完成。
另外,参照CN101229609A表4实施例1、2、3的配方并按其中制成D1、D2、D3三种焊剂,作为对照焊剂。
上述各配方中使用的合金粉为镍合金粉。
制备好的各种焊剂分别与EQ308L、EQ309L、EQ347L焊带配合进行堆焊试验,试验用钢板材质为16MnR,板厚40mm。焊带规格:60mm×0.5mm(宽×厚)。
带极堆焊工艺及工艺参数见表2;
焊剂的焊接工艺性能见表3;
按照NB/T47018.5中相关规定,进行化学分析试样、腐蚀试验试样、弯曲试验试样的制备。EQ309L为过渡层,EQ308L、EQ347L为面层,过渡层和面层均为单层堆焊。
注:下文各表中堆焊金属名称均由面层焊带型号+焊剂编号表示,如:EQ308L+S3。
焊带及堆焊金属化学成分见表4;
堆焊金属弯曲试验结果见表5;
堆焊金属晶间腐蚀试验结果见表6;
堆焊金属氢剥离试验结果见表7。
表1:焊剂组份及各组分重量份(kg)
CaF2 | MgO | Al2O3 | CaO | SiO2 | 合金粉 | |
S1 | 15 | 40 | 3 | 15 | 26 | 1 |
S2 | 18 | 27 | 2 | 20 | 30 | 3 |
S3 | 20 | 20 | 5 | 15 | 38 | 2 |
S4 | 25 | 20 | 8 | 25 | 25 | 5 |
S5 | 16 | 45 | 1 | 15 | 45 | 2 |
S6 | 20 | 35 | 5 | 20 | 35 | 3 |
E1 | 60 | - | 30 | 3 | 2 | 3 |
E2 | 75 | - | 20 | 2 | 2 | 1 |
E3 | 70 | - | 23 | 2 | 3 | 2 |
E4 | 65 | - | 35 | 1 | 4 | 4 |
E5 | 60 | - | 30 | 2 | 2 | 2 |
E6 | 75 | - | 20 | 4 | 4 | 4 |
表2:带极堆焊工艺及工艺参数
表3:焊剂的焊接工艺性能
注:1、表中图例分别表示:▲:优,◆:良,●:中;2、堆焊工艺为:母材板上单层搭道堆焊。另外,按上述方法,S4、S5和S6三种焊剂分别与S3的结果相似;E4、E5和E6三种焊剂分别与E3的结果相似;而对于D1、D2、D3,就焊接稳定性、焊道成形、脱渣性三者而言,这三种焊剂均显示“●”(即中等)或者低于中等水平的结果。
表4:焊带及堆焊金属的化学成分%
注:EQ309L为过渡层,化学成分不做考核;分析方法参照NB/T47018.5中相关规定。
表5堆焊金属的弯曲试验结果
注:试验条件、试验方法及评定方法参照NB/T47018.5及GB/T2653中相关规定。
表6:堆焊金属晶间腐蚀试验结果
注:试验条件、试验方法及评定方法参照NB/T47018.5及GB/T4334中相关规定。
表7:堆焊金属氢剥离试验结果
注:试验条件、试验方法及评定方法参照ASTM G146-01中相关规定。
上述结果表明,本发明焊剂具有优良的性能并且完全可以满足使用要求。
Claims (9)
1.不锈钢带极埋弧堆焊用烧结焊剂,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。
2.根据权利要求1的不锈钢带极埋弧堆焊用烧结焊剂,其中还包括占烧结原料投料量1~5wt%的合金粉。
3.根据权利要求1的不锈钢带极埋弧堆焊用烧结焊剂,其由包括以下成分和配比的原料烧结而成:CaF2:15~30重量份,MgO:20~50重量份,Al2O3:1~10重量份,CaO:15~30重量份,SiO2:25~50重量份,合金粉:1~5重量份。
4.根据权利要求3的不锈钢带极埋弧堆焊用烧结焊剂,其中所述CaF2是以萤石的形式加入的。
5.根据权利要求3的不锈钢带极埋弧堆焊用烧结焊剂,其中所述MgO是以电熔镁砂的形式加入的。
6.一种不锈钢带极堆焊用烧结焊剂,其包括带极埋弧堆焊用烧结焊剂和带极电渣堆焊用烧结焊剂两部分,其中:
所述带极埋弧堆焊用烧结焊剂包含: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;
所述带极电渣堆焊用烧结焊剂包含: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。
7.根据权利要求6的不锈钢带极堆焊用烧结焊剂,其中:
所述带极埋弧堆焊用烧结焊剂由包括以下成分和配比的原料烧结而成:
CaF2:15~30重量份,MgO:20~50重量份,Al2O3:1~10重量份,CaO:15~30重量份,SiO2:25~50重量份,合金粉:1~5重量份;
所述带极电渣堆焊用烧结焊剂由包括以下成分和配比的原料烧结而成:
CaF2:60~80重量份,Al2O3:20~40重量份,CaO:1~5重量份,SiO2:1~5重量份,合金粉:1~5重量份。
8.根据权利要求7的不锈钢带极堆焊用烧结焊剂,其中所述CaF2是以萤石的形式加入的。
9.根据权利要求7的不锈钢带极堆焊用烧结焊剂,其中所述MgO是以电熔镁砂的形式加入的。
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