CN102941421B

CN102941421B - 一种高碱度带极电渣堆焊焊剂

Info

Publication number: CN102941421B
Application number: CN201210479530.XA
Authority: CN
Inventors: 陈洋; 田国锋
Original assignee: Tianjin Yongchang Welding Wire Co Ltd
Current assignee: Tianjin Golden Bridge Welding Materials Group Co Ltd
Priority date: 2012-11-22
Filing date: 2012-11-22
Publication date: 2015-02-18
Anticipated expiration: 2032-11-22
Also published as: CN102941421A

Abstract

本发明公开了一种高碱度带极电渣堆焊焊剂，其特征在于：包括如下重量百分比的组成成分：萤石，76-78％；粗镁砂，2-5％；细镁砂，1-3％；电熔镁砂，1-2％；硅泥，2-4％；铝矾土，1-4％；煅烧α型氧化铝，1-3％；硅灰石，8-14％；氟化钡，2-6％；金属铬，1-4％；以上各组成成分的重量百分比之和为100％。本发明焊剂特点：脱渣容易、焊道平整美观、焊后加工余量小，保证了焊接质量；本发明焊剂具有非常高的碱度，可以减少在焊接过程中合金元素烧损；提高焊剂碱度，可以减少合金元素的烧损，保证焊道的耐高温性和耐腐蚀性。

Description

一种高碱度带极电渣堆焊焊剂

技术领域

本发明属于焊接材料领域技术领域，尤其是涉及一种高碱度带极电渣堆焊焊剂。

背景技术

电渣堆焊技术作为一项重要堆焊技术，应用在耐高温、耐腐蚀容器内表面堆焊，在现代工业生产中起到举足轻重的作用。焊剂是堆焊过程中的主要消耗材料，其焊接工艺性能和化学冶金性能是决定焊接质量的主要因素。堆焊技术在工业领域尤其在承压设备中得到大规模的应用，在加氢反应器、核岛反应堆、原流合成塔、煤液化反应器、尿素合成设备中的应用越来越广泛。带极堆焊具有焊接效率高，对焊接母材稀释率低等优点，以及带极堆焊生产效率高，综合成本低，焊接质量好等，利用此工艺可以在普通低碳钢或低合金钢上进行堆焊。通过调整过渡合金的种类和数量，补充焊接过程中合金元素的烧损，可以得到优良的堆焊成分。目前，国外技术相对较成熟，但价格昂贵，国内部分厂家推出此项产品，但应用效果一般。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种保证焊道平整美观、焊后加工余量小、碱度高，在高温时有非常好的润滑性，满足堆焊层金属稀释率小，耐腐蚀及耐高温性能的高碱度带极电渣堆焊焊剂。

本发明的技术方案是一种高碱度带极电渣堆焊焊剂，其特征在于：包括如下重量百分比的组成成分：

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，萤石76％、粗镁砂3％、细镁砂1％、电熔镁砂2％、硅泥2％、铝矾土4％、煅烧α型氧化铝1％、硅灰石8％、氟化钡2％、金属铬1％。

优选地，包括如下重量百分比的组成成分，萤石77％、粗镁砂2％、细镁砂2％、电熔镁砂1％、硅泥3％、铝矾土1％、煅烧α型氧化铝3％、硅灰石8％、氟化钡2％、金属铬1％。

优选地，包括如下重量百分比的组成成分，萤石76.5％、粗镁砂2.5％、细镁砂1.5％、电熔镁砂1％、硅泥2％、铝矾土2％、煅烧α型氧化铝2％、硅灰石9％、氟化钡2％、金属铬1.5％。

优选地，所述萤石中CaF₂的含量≥92％，粒径为200目。

优选地，所述粗镁砂中MgO含量≥88％，细镁砂中MgO含量≥88％，电熔镁砂中MgO含量≥97％。

优选地，所述硅泥中SiO₂含量≥97％.

优选地，所述铝矾土中Al₂O₃含量≥75％。

优选地，所述硅灰石中CaO含量≥38％和SiO₂含量≥42％。

本发明的配方分析：

此发明焊剂特色在于对熔渣渣系的调整，创造出以氟化物为主，氧化物为辅的新型渣系。为满足低稀释率，合金元素烧损少的要求，通过加入氟化物、多种碱性氧化物等，使焊剂具有非常高的碱度，碱度值达到4以上。同时为保证熔渣流动性，添加少量强稀渣材料，如氟化钡，生成的焊接熔渣均匀地覆盖在焊缝金属表面，减缓了焊缝金属的冷却速度，并获得良好的焊缝外形。再通过添加氧化物，保证熔渣具有合适的熔点、黏度、密度，进而使渣壳酥脆，具有非常良好的脱渣性。

萤石在本发明中是主要组成成分，具有较低的熔点。在焊接过程中，焊道是通过电阻热将焊带熔化形成的，而不是电弧热，故萤石的含量是关键，过高则焊接稳定性下降，过低则不能形成足够的电阻热。在本发明中，其含量在76-78％。

粗镁砂是良好的造渣材料，属碱性氧化物，不易分解，能够增加熔渣的透气性，降低熔渣的粘度，使熔渣的流动性增加。在本发明中，其含量在2-5％。

细镁砂与粗镁砂成分相同、颗粒度不同，同样作为造渣材料，与粗镁砂配合调整熔渣粘度。在本发明中，其含量在1-3％。

电熔镁砂在本发明中是创新技术，电熔镁砂具有较低的熔点，主要作用是调节熔渣熔点、凝固点，可使焊道成型美观。在本发明中，其含量在1-2％。

硅泥主要用于调节熔渣的粘度，硅泥的熔点和凝固点均较低，还能够稀释焊接熔渣。在本发明中，其含量在2-4％。

铝矾土在本发明中是良好的造渣材料，具有稳定电弧的作用，可以增强焊接过程中的稳定性，减少飞溅。在本发明中，其含量在1-4％。

煅烧α型氧化铝是本发明的关键，可以控制熔渣的粘度、熔点、凝固温度，可以细化焊纹，使焊道成型平整光亮，从而提高渣壳的酥脆度，极易脱渣。在本发明中，其含量在1-3％。

硅灰石主要作为造渣剂，其熔点高，属于稳定的氧化物，配合其他材料结合成共熔体，形成焊接熔渣。在本发明中，其含量在8-14％。

氟化钡在本发明中是创新性物质，主要作用是强烈稀释熔渣，因本发明焊剂碱度极高，熔渣的流动性不足，氟化钡可以强烈改善熔渣流动性，使焊道成型平整美观。在本发明中，其含量在2-6％。

金属铬在本发明中添加量是关键，可以向焊道过渡铬元素，保证焊道的铬含量，增强焊道的耐高温、耐腐蚀性。在本发明中，其含量在1-4％。

本发明的优点及效果：带极电渣堆焊具有生产效率高，综合成本低，焊接质量好等特点，利用此工艺在普通低碳钢或低合金钢进行堆焊，增强内表面的耐高温性和耐腐蚀性；本发明焊剂特点是：脱渣容易、焊道平整美观、焊后加工余量小，保证了焊接质量；本发明焊剂的关键是：具有非常高的碱度，碱度高可以减少在焊接过程中合金元素烧损，因为酸性熔渣可以严重烧损合金元素，电渣堆焊作为内表面的堆焊技术，其中重点考察一项就是合金元素烧损程度，合金元素直接关系到焊道的耐高温性和耐腐蚀性；因此，提高焊剂碱度，可以减少合金元素的烧损，保证焊道的耐高温性和耐腐蚀性。

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。按照最近颁布的承压设备用焊接材料订货技术条件NB/T 47018.5-2011中的规定，对带极堆焊焊剂、带极堆焊焊带、熔敷金属等所有检测项目执行。

实施例一

(1)一种高碱度带极电渣堆焊焊剂，焊剂的配方是由萤石76％、粗镁砂3％、细镁砂1％、电熔镁砂2％、硅泥2％、铝矾土4％、煅烧α型氧化铝1％、硅灰石8％、氟化钡2％、金属铬1％。萤石中CaF₂含量≥92％，粗镁砂中MgO≥88％，细镁砂中MgO≥88％，电熔镁砂中MgO≥97％，硅泥中SiO₂≥97％，铝矾土中Al₂O₃≥75％，硅灰石中CaO≥38％和SiO₂≥42％。

(2)不锈钢焊带化学成分：

(3)过渡层焊带JQ.EQ309L化学成分：

(4)检验各型号堆焊金属化学成分时使用焊带的规定：

耐蚀堆焊金属型号	过渡层堆焊焊带型号	耐蚀层堆焊焊带型号
			F×308L-E	JQ.EQ309L	JQ.EQ308L
F×316L-E	JQ.EQ309L	JQ.EQ316L
			F×347L-E	JQ.EQ309L	JQ.EQ347L

(5)堆焊金属化学成分：

(6)堆焊金属铁素体百分含量：

(7)堆焊金属物理性能：

①堆焊金属侧向弯曲试验：合格。

②堆焊金属耐腐蚀性能试验：合格。

(8)焊接工艺：

项目	焊道	成型	脱渣	咬边	气孔
						评价	整齐	美观	容易	无	无

(9)焊接规范：

电流(A)	电压(V)	焊速(cm/min)
			820	28～30	15

实施例二

(1)一种高碱度带极电渣堆焊焊剂，焊剂的配方是由萤石77％、粗镁砂2％、细镁砂2％、电熔镁砂1％、硅泥3％、铝矾土1％、煅烧α型氧化铝3％、硅灰石8％、氟化钡2％、金属铬1％。萤石中CaF₂含量≥92％，粗镁砂中MgO≥88％，细镁砂中MgO≥88％，电熔镁砂中MgO≥97％，硅泥中SiO₂≥97％，铝矾土中Al₂O₃≥75％，硅灰石中CaO≥38％和SiO₂≥42％。

(2)不锈钢焊带化学成分：

(3)过渡层焊带JQ.EQ309L化学成分：

(4)检验各型号堆焊金属化学成分时使用焊带的规定：

(5)堆焊金属化学成分：

(6)堆焊金属铁素体百分含量：

(7)堆焊金属物理性能：

①堆焊金属侧向弯曲试验：合格。

②堆焊金属耐腐蚀性能试验：合格。

(8)焊接工艺：

项目	焊道	成型	脱渣	咬边	气孔
						评价	整齐	美观	容易	无	无

(9)焊接规范：

电流(A)

电压(V)

焊速(cm/min)

820

28～30

15

实施例三

(1)一种高碱度带极电渣堆焊焊剂，焊剂的配方是由萤石76.5％、粗镁砂2.5％、细镁砂1.5％、电熔镁砂1％、硅泥2％、铝矾土2％、煅烧α型氧化铝2％、硅灰石9％、氟化钡2％、金属铬1.5％。萤石中CaF₂含量≥92％，粗镁砂中MgO≥88％，细镁砂中MgO≥88％，电熔镁砂中MgO≥97％，硅泥中SiO₂≥97％，铝矾土中Al₂O₃≥75％，硅灰石中CaO≥38％和SiO₂≥42％。

(2)不锈钢焊带化学成分：

(3)过渡层焊带JQ.EQ309L化学成分：

(4)检验各型号堆焊金属化学成分时使用焊带的规定：

耐蚀堆焊金属型号	过渡层堆焊焊带型号	耐蚀层堆焊焊带型号
			F×308L-E	JQ.EQ309L	JQ.EQ308L
F×316L-E	JQ.EQ309L	JQ.EQ316L

F×347L-E

JQ.EQ309L

JQ.EQ347L

(5)堆焊金属化学成分：

(6)堆焊金属铁素体百分含量：

(7)堆焊金属物理性能：

①堆焊金属侧向弯曲试验：合格。

②堆焊金属耐腐蚀性能试验：合格。

(8)焊接工艺：

项目	焊道	成型	脱渣	咬边	气孔
						评价	整齐	美观	容易	无	无

(9)焊接规范：

电流(A)	电压(V)	焊速(cm/min)
			820	28～30	15

通过上述焊接试验，验证本发明各项性能指标，得到如下结果：

①本发明焊剂采用最新技术，过渡层和耐蚀层为同一种焊剂，能够保证堆焊成分的均一性。

②本发明焊剂焊接过程平稳，脱渣非常容易，焊道成型美观，边角整齐无咬边，焊道间搭接过渡平整，满足电渣堆焊焊剂使用要求。

③本发明焊剂为烧结焊剂，能够将合金元素过渡到焊缝中，能够有效补充焊接过程中的合金元素烧损，保证综合性能。

综上所述，本发明高碱度电渣焊剂，焊接适应性强，焊道成形美观，合金元素烧损少，其焊剂化学成分、堆焊金属化学成分、堆焊金属铁素体含量、堆焊金属物理试验等均满足NB/T 47018.5-2011标准要求，能够满足在焊接领域中的应用，可以保证焊接质量。

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

1.一种高碱度带极电渣堆焊焊剂，其特征在于：包括如下重量百分比的组成成分：

以上各组成成分的重量百分比之和为100％。

2.如权利要求1所述的高碱度带极电渣堆焊焊剂，其特征在于：包括如下重量百分比的组成成分，萤石76％、粗镁砂3％、细镁砂1％、电熔镁砂2％、硅泥2％、铝矾土4％、煅烧α型氧化铝1％、硅灰石8％、氟化钡2％、金属铬1％。

3.如权利要求1所述的高碱度带极电渣堆焊焊剂，其特征在于：包括如下重量百分比的组成成分，萤石77％、粗镁砂2％、细镁砂2％、电熔镁砂1％、硅泥3％、铝矾土1％、煅烧α型氧化铝3％、硅灰石8％、氟化钡2％、金属铬1％。

4.如权利要求1所述的高碱度带极电渣堆焊焊剂，其特征在于：包括如下重量百分比的组成成分，萤石76.5％、粗镁砂2.5％、细镁砂1.5％、电熔镁砂1％、硅泥2％、铝矾土2％、煅烧α型氧化铝2％、硅灰石9％、氟化钡2％、金属铬1.5％。

5.如权利要求1、2、3或4所述的高碱度带极电渣堆焊焊剂，其特征在于：所述萤石中CaF₂的含量≥92％，粒径为200目。

6.如权利要求1、2、3或4所述的高碱度带极电渣堆焊焊剂，其特征在于：所述粗镁砂中MgO含量≥88％，细镁砂中MgO含量≥88％，电熔镁砂中MgO含量≥97％。

7.如权利要求1、2、3或4所述的高碱度带极电渣堆焊焊剂，其特征在于：所述硅泥中SiO₂含量≥97％。

8.如权利要求1、2、3或4所述的高碱度带极电渣堆焊焊剂，其特征在于：所述铝矾土中Al₂O₃含量≥75％。

9.如权利要求1、2、3或4所述的高碱度带极电渣堆焊焊剂，其特征在于：所述硅灰石中CaO含量≥38％和SiO₂含量≥42％。