CN1052807A

CN1052807A - 带有背面焊缝形成层的焊接衬垫

Info

Publication number: CN1052807A
Application number: CN 89109461
Authority: CN
Inventors: 曹今灿
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-12-27
Filing date: 1989-12-27
Publication date: 1991-07-10

Abstract

本发明是用于单面焊接双面成型的焊接工艺中的带有由玻璃纤维构成的背面焊缝形成层的半软衬垫和软衬垫，该发明的最大特点是背面焊缝形成层中不含有Al₂O₃和B₂O₃两种成分。使用本发明而获得的焊缝背面焊渣少、光洁平整，且焊渣易除去，焊缝耐裂性好。

Description

本发明属于用于单面焊接双面成形焊接工艺中的半软衬垫和软衬垫。

半软衬垫和软衬垫在单面焊接双面成形焊接工艺中广泛应用。通常，半软衬垫和软衬垫均由背面焊缝形成层、焊缝表面调整层、耐热层、支持层依次层叠复合而成，或根据需要由背面焊缝形成层与其它任何一层或几层复合而成。目前所普遍采用的带有由玻璃纤维背面焊缝形成层的半软衬垫和软衬垫对焊接后的焊缝质量有一定的影响，那就是焊缝背面上留有较多的焊渣，且焊渣不易去掉，光洁度较差;再则就是焊缝的耐裂性也受到影响。引起上述现象的原因是上述半软衬垫和软衬垫的背面焊缝形成层的Al₂O₃造成的，而目前还将该成份当成是组成这种背面焊缝形成层的重要成份。（日本专利JP特许公报B₂昭59-4238）。

本发明的目的就是要适当改变上述焊接衬垫的背面焊缝形成层的成份，以改善使用该类焊接衬垫所得的焊缝质量。

目前，带有由玻璃纤维构成的背面焊缝形成层的半软衬垫和软衬垫，其背面焊缝形成层的成份为：S_iO₂、Z_rO₂、N_a2O（或K₂O）、T_iO₂、C_aO、Al₂O₃，有的含有还B₂O₃，经实验分析和实践发现，其中：

S_iO₂是无机纤维的主要成份，它维持无机纤维的适当熔点和提高耐火性;

Z_rO₂是背面焊缝形成层的重要成份之一，它影响到背面焊缝形成层的生产性，焊渣的粘性，以及焊缝的机械性质和焊缝外观，适当增加Z_rO₂的含量能提高背面焊缝形成层的生产性，同时改善焊渣的粘性，使焊缝不会产生气泡，同时满足焊缝的机械性质和改善焊缝外观，但是，当Z_rO₂增加到一定量时，会提高纤维的融点，产生背面焊缝高度不够的情况，因此Z_rO₂的用量必须适当;

N_a2O（或K₂O）的是背面焊缝形成层中的不可缺少的成份，适量的N_a2O（或K₂O）可维持无机纤维的适当强度和柔性，但过量的N_a2O（或K₂O），在背面焊缝中混入氢源后，会降低金属的耐裂性和纤维容易风化。

但通过实验发现，原认为这种背面焊缝形成层中重要成份Al₂O₃对焊渣的粘性有影响，Al₂O₃的含量越多，焊渣的粘性越大，因而焊渣不易除掉，从而降低焊缝背面的光洁平整度，而去掉Al₂O₃后，焊缝的质量并不受影响，而且焊缝的背面更光洁平整，焊渣也易除掉。同时还发现，原背面焊缝形成层中的B₂O₃是降低焊缝耐裂性的因素，去掉B₂O₃后，焊缝的其它性能不会受到影响，而且焊缝的耐裂性可以得到改善。

综合上述分析和实验结果，作为本发明的背面焊缝形成层由S_iO₂、Z_rO₂、N_a2O（或K₂O）、T_iO₂、C_aO，其中：S_iO₂：50～80%，Z_rO₂：1～20%，N_a2O（或K₂O）：5～20%，T_iO₂：3～10%，C_aO：3～5%，本发明的最大特点就是背面焊缝形成层不含有Al₂O₃和B₂O₃。用上述元素按需要在上述规定比例内组成的背面焊缝形成层可与焊缝表面调整层、耐热层、支持层依次层叠复合成一体构成半软衬垫或软衬垫，也可以根据需要与焊缝表面调整层、耐热层、支持层的任何一层或几层层叠复合构成半软衬垫或软衬垫。由于本发明中不含有Al₂O₃，它特别适合中国国情，在制作该类衬垫时，不需再另外添加Al₂O₃，这样又简化衬垫的制作工艺，降低了成本。

图1：是本发明的一种软衬垫结构示意图

图2：是本发明的一种半软衬垫结构示意图

图3：是本发明的一种半软衬垫结构示意图

图4：是本发明的一种半软衬垫结构示意图

1-背面焊缝形成层 2-焊缝表面调整层

3-耐热层 4-支持层 5-铁槽

实施例1：图1是一种由背面焊缝形成层、焊缝表面调整层、耐热层、支持层依次复合层叠而成的焊接软衬垫，该软衬垫的背面焊缝形成层是由S_iO₂：60%、Z_rO₂：14%、N_a2O（或K₂O）：14%、T_iO₂：6%、C_aO：6%组成的玻璃纤维带，其厚度为1mm，用该种软衬垫进行CO₂焊接，焊接条件与焊缝结果如下：

姿势	焊接电流	电弧电压	焊接速度	气体流量	母材16Mn钢板间隔(mm)
						（A)	(V)	mm/min	(l/min)
	平焊	170－220	26－	100－180						15－25	5 ± 1
立焊					120－140	21－23	60－120	15－25	5 ± 1
	横焊	130－180	20－25	80－150						15－25	5 ± 1

焊缝拉伸			V形冲击功	弯曲
						（N/mm)	（N/mm)	（N/mm)	（J）	面弯	背弯
569	418	25	53.9(-20℃)	100°无裂纹	64°无裂纹

焊缝背面光洁平整、焊渣很少、没有发现任何缺陷。

实施例2：图2是一种结构与图1所示软衬垫结构相同的半软衬垫，其背面焊缝形成层的成份与例1中的背面焊缝形成层的成份相同，用其进行埋弧焊，其焊接条件与焊缝结果如下：

焊接电流	电弧电压	焊接速度	坡口	母材16Mn钢板间隔(mm)	备注
						(A)	(V)	mm/min	(°)
720－900	32－38	25－35	50		4 ± 2						填充铁粉
				540－600		32－35	25－	50	5 ± 2	不用铁粉

焊缝拉伸			V形冲击功	弯曲180°
					（N/mm）	（N/mm）	（N/mm）	（J)
490	353	27.8	40.3（－20℃）						无裂纹

焊缝背面光洁平整、焊渣很少、没有发现任何缺陷。

实施例3：图3是一种由背面焊缝形成层和耐热层构成的焊接半软衬垫，其背面焊缝形成层的构成与实施例1中所述的相同，用其进行CO₂焊接，焊接条件与结果如下：

姿势	焊接电流	电弧电压	焊接速度	气体流量	母材16Mn钢板间隔(mm)
						（A)	(V)	mm/min	(l/min)
	平焊	180－200	20－28	100－150						15－25	4 ± 1

焊缝拉伸			V形冲击功	弯曲
						（N/mm)	（N/mm)	（N/mm)	（J）	面弯	背弯
564	415	25	53.3(-20℃)	100°无裂纹	64°无裂纹

焊缝背面光洁平整、焊渣很少、没有发现任何缺陷。

实施例4：图4是一种背面焊缝形成层与耐热层、铁槽构成的SEG焊接半软衬垫，其背面焊缝形成层的构成与实施例1中所述的相同，用其SEG焊接，焊接母材为16Mn钢板，焊后检查发现焊缝背面光洁平整、没有发现任何缺陷。

本发明简化了半软衬垫或软衬垫的成份，其最大特点是其背面焊缝形成层内不含有Al₂O₃和B₂O₃，使用本发明所得焊缝背面焊渣少，焊渣容易除掉，焊缝背面光滑平整，而焊缝的性能、质量没有降低，并提高了焊缝的耐裂性。同时，本发明的制作工艺简单，成本低。

Claims

1、一种带有背面焊缝形成层的焊接半软衬垫，其特征在于背面焊缝形成层是由S_iO₂、T_iO₂、C_aO、Z_rO₂、N_a2O组成的玻璃纤维带，其中S_iO₂：50～80%，Z_rO₂：1～20%，N_a2O：5～20%，C_aO：3～5%，T_iO₂：3～10%。

2、一种按权利要求1所述的带有背面焊缝形成层的焊接半软衬垫，其特征在于所说的背面焊缝形成层中的N_a2可用K₂O代替。

3、一种带有背面焊缝形成层的焊接软衬垫，其特征在于背面焊缝形成层是由S_iO₂、T_iO₂、C_aO、Z_rO₂、N_a2O组成的玻璃纤维带，其中S_iO₂：50～80%，Z_rO₂：1～20%，N_a2O：5～20%，C_aO：3～5%，T_iO₂：3～10%。

4、一种按权利要求3所述的带有背面焊缝形成层的焊接软衬垫，其特征在于所说的背面焊缝形成层中的N_a2O可用K₂O代替。