CN102922176A - 一种薄板高速埋弧焊剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种薄板高速埋弧焊剂，包括如下重量百分比的组成成分：煅烧α型三氧化二铝，30～40％；萤石，35-45％；粗镁砂，5-10％；细镁砂，10-15％；硅泥，1-5％；硅灰石，5-10％；氟化钡，1-5％；金属锰，1-5％；硅铁，1-5％；以上各组成成分的重量百分比之和为100％；本发明具有生产效率高，综合成本低，焊接质量好等特点；解决了埋弧焊接薄板的难题，具有优良的焊接工艺性能和力学性能，焊道成型美观，脱渣非常容易。

Description

一种薄板高速埋弧焊剂
技术领域
本发明属于焊接材料技术领域，尤其是涉及一种薄板高速埋弧焊剂。
背景技术
随着我国工业技术的进步和国家产业政策的调整，高速焊接技术在工业领域开始得到应用。高速焊接技术可以提高生产效率，节约劳动成本，增加经济效益。埋弧焊接是应用最广泛的自动焊接方法，具有焊接参数大，焊接效率高的优点，但对薄板进行焊接时，容易焊穿。由于本焊剂具有焊速高、工作效率高的特点，具有非常好的应用前景。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种配方合理，焊接速度大幅度提高，减少单位面积热输入量，防止焊穿的薄板高速埋弧焊剂，尤其适用于大于2米/分钟的焊速。
本发明的技术方案是一种薄板高速埋弧焊剂，包括如下重量百分比的组成成分：
Figure BDA00002448689500011
以上各组成成分的重量百分比之和为100％
优选地，包括如下重量百分比的组成成分，煅烧α型三氧化二铝40％、萤石35％、粗镁砂5％、细镁砂10％、硅泥1％、硅灰石5％、氟化钡1％、金属锰2％、硅铁1％。
优选地，包括如下重量百分比的组成成分，煅烧α型三氧化二铝30％、萤石40％、粗镁砂5％、细镁砂12％、硅泥2％、硅灰石6％、氟化钡1％、金属锰3％、硅铁1％。
优选地，包括如下重量百分比的组成成分，煅烧α型三氧化二铝32％、萤石37％、粗镁砂6％、细镁砂11％、硅泥1％、硅灰石7％、氟化钡2％、金属锰2％、硅铁2％。
优选地，所述萤石中CaF2含量≥92％。
优选地，所述粗镁砂中MgO≥88％，细镁砂中MgO≥88％。
优选地，所述硅泥中SiO2≥97％，硅灰石中CaO≥38％和SiO2≥42％。
优选地，所述硅铁合金中Si≥72％。
本发明的配方分析：
在本发明中，煅烧α型三氧化二铝是创新点和焊剂主要组成成分，其主要作用是造渣、稳弧。煅烧α型三氧化二铝与普通三氧化二铝区别在于晶格结构不同，直接导致熔点、凝固点的不同，本焊剂属于高速焊剂，单位面积热输入量较小，要保证焊道的成型需降低熔渣的熔点、凝固点。使用其他形态的三氧化二铝，如白刚玉、铝矾土等，由于熔点高于煅烧α型三氧化二铝，高速焊接时电弧不稳，焊道成型困难，焊后难以脱渣。由于本发明为高速焊剂，熔渣和熔池凝固非常快，对焊接缺陷敏感性增强，焊道极易产生咬边、气孔等缺陷，而普通焊剂熔渣和熔池存在时间长，有足够的时间将焊接过程中产生的水蒸气、CO、CO2等有害气体排出。然而煅烧α型三氧化二铝本身就具有含水量极低的特点，含水量<0.05％，这样从来源上控制了含水量，故可以极大地减少缺陷的产生。经过大量试验多次认证，煅烧α型三氧化二铝具有很低的熔点和凝固点，可以保证焊接电弧稳定，生成的焊接熔渣均匀地覆盖在焊缝金属表面，减缓焊缝金属的冷却速度，保证熔渣具有合适的熔点和黏度。高速焊接时电弧稳定，脱渣容易，熔渣内表面非常细腻，还可以细化焊缝波纹，同时与萤石作用可增强脱氢、脱硫能力。故在本发明中，煅烧α型三氧化二铝含量在30-40％。
萤石也是本发明焊剂的主要组成成分，具有强烈的稀渣作用，含量低则稀渣能力不足，含量高则电弧稳定性下降。因本发明为高速焊剂，熔渣的稀释度将对成型造成很大影响，太稀则成型不好，太黏则电弧不稳。故在本发明中，萤石的含量在35-45％。
粗镁砂成分主要是MgO，是良好的造渣材料，能够增加熔渣的透气性、抗锈性能。MgO属碱性氧化物，能够降低酸性渣的粘度，增强熔池的脱硫能力。故在本发明中，粗镁砂的含量在5-10％。
细镁砂与粗镁砂成分相同，区别在于颗粒度不同，主要作用是与粗镁砂配合，保证焊剂合适的松装比，松装比的大小可影响焊道的成型。故在本发明中，细镁砂的含量在10-15％。
硅泥主要作为造渣剂，增加熔渣的高温粘度，调节湿润角，保证在高速焊接条件下，焊缝的表面成形。故在本发明中，硅泥的含量在1-5％。
硅灰石主要作为造渣剂，属于稳定的氧化物，与镁砂等结合成共熔体，形成焊接熔渣。故在本发明中，硅灰石的含量在5-10％。
氟化钡主要作用是稀释熔渣，其稀渣能力强于萤石，少量添加可以增强电弧稳定性，保证焊道在高速条件下的成型，还可以降低焊缝中的扩散氢。故在本发明中，氟化钡的含量在1-5％。
金属锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，可以显著提高焊缝的强度，改善焊缝的韧性，但含量不宜过高，否则容易产生焊缝中心裂纹。故在本发明中，金属锰的含量在1-5％。
硅铁在本发明中与金属锰进行联合脱氧，同时可向焊缝中添加硅元素，硅元素能够保证焊缝的强度，但含量不能过高，过高则易导致焊缝强度过高，冲击韧性下降。故在本发明中，硅铁的含量在1-5％。
本发明的积极效果：
1.具有生产效率高，综合成本低，焊接质量好等特点；2.解决了埋弧焊接薄板的难题，具有优良的焊接工艺性能和力学性能，焊道成型美观，脱渣非常容易。
具体实施方式
为了理解本发明，下面通过具体的实施例对本发明作进一步说明。
实施例一
一种薄板高速埋弧焊剂，其烧结焊剂组分由煅烧α型三氧化二铝、萤石、粗镁砂、细镁砂、硅泥、硅灰石、氟化钡、金属锰和硅铁组成，其配方组成成份的重量百分比为：煅烧α型三氧化二铝40％、萤石35％、粗镁砂5％、细镁砂10％、硅泥1％、硅灰石5％、氟化钡1％、金属锰2％、硅铁1％，所述萤石中CaF2含量≥92％，所述粗镁砂中MgO≥88％，细镁砂中MgO≥88％，所述硅泥中SiO2≥97％，硅灰石中CaO≥38％和SiO2≥42％，所述硅铁合金中Si≥72％。
实施例二
一种薄板高速埋弧焊剂，其烧结焊剂组分由煅烧α型三氧化二铝、萤石、粗镁砂、细镁砂、硅泥、硅灰石、氟化钡、金属锰和硅铁组成，其配方组成成份的重量百分比为：煅烧α型三氧化二铝30％、萤石40％、粗镁砂5％、细镁砂12％、硅泥2％、硅灰石6％、氟化钡1％、金属锰3％、硅铁1％，所述萤石中CaF2含量≥92％，所述粗镁砂中MgO≥88％，细镁砂中MgO≥88％，所述硅泥中SiO2≥97％，硅灰石中CaO≥38％和SiO2≥42％，所述硅铁合金中Si≥72％。
实施例三
一种薄板高速埋弧焊剂，其烧结焊剂组分由煅烧α型三氧化二铝、萤石、粗镁砂、细镁砂、硅泥、硅灰石、氟化钡、金属锰和硅铁组成，其配方组成成份的重量百分比为：煅烧α型三氧化二铝32％、萤石37％、粗镁砂6％、细镁砂11％、硅泥1％、硅灰石7％、氟化钡2％、金属锰2％、硅铁2％，所述萤石中CaF2含量≥92％，所述粗镁砂中MgO≥88％，细镁砂中MgO≥88％，所述硅泥中SiO2≥97％，硅灰石中CaO≥38％和SiO2≥42％，所述硅铁合金中Si≥72％。
上述实施例焊剂配合H08A焊丝焊接，对应力学性能见下表：
Figure BDA00002448689500041
通过上述试验结果，验证力学性能：
上述焊接试验在电流1000A，电压35V，焊速2.1米/分钟的条件下，力学性能结果符合GB/T 5293-1999中的规定，有着良好的焊接工艺性能，焊道成型美观、脱渣容易，适合于薄板高速焊接
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下得出的其他任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种薄板高速埋弧焊剂，其特征在于，包括如下重量百分比的组成成分：
Figure FDA00002448689400011
以上各组成成分的重量百分比之和为100％
2.如权利要求1所述的薄板高速埋弧焊剂，其特征在于：包括如下重量百分比的组成成分，煅烧α型三氧化二铝40％、萤石35％、粗镁砂5％、细镁砂10％、硅泥1％、硅灰石5％、氟化钡1％、金属锰2％、硅铁1％。
3.如权利要求1所述的薄板高速埋弧焊剂，其特征在于：包括如下重量百分比的组成成分，煅烧α型三氧化二铝30％、萤石40％、粗镁砂5％、细镁砂12％、硅泥2％、硅灰石6％、氟化钡1％、金属锰3％、硅铁1％。
4.如权利要求1所述的薄板高速埋弧焊剂，其特征在于：包括如下重量百分比的组成成分，煅烧α型三氧化二铝32％、萤石37％、粗镁砂6％、细镁砂11％、硅泥1％、硅灰石7％、氟化钡2％、金属锰2％、硅铁2％。
5.如权利要求1、2、3或4所述的薄板高速埋弧焊剂，其特征在于：所述萤石中CaF2含量≥92％。
6.如权利要求1、2、3或4所述的薄板高速埋弧焊剂，其特征在于：所述粗镁砂中MgO≥88％，细镁砂中MgO≥88％。
7.如权利要求1、2、3或4所述的薄板高速埋弧焊剂，其特征在于：所述硅泥中SiO2≥97％，硅灰石中CaO≥38％和SiO2≥42％。
8.如权利要求1、2、3或4所述的薄板高速埋弧焊剂，其特征在于：所述硅铁合金中Si≥72％。
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