CN112059473A - 超低氢型高碱度高韧性烧结焊剂 - Google Patents

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CN112059473A CN202010955890.7A CN202010955890A CN112059473A CN 112059473 A CN112059473 A CN 112059473A CN 202010955890 A CN202010955890 A CN 202010955890A CN 112059473 A CN112059473 A CN 112059473A
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Abstract

本发明涉及一种超低氢型高碱度高韧性烧结焊剂，具体地说，其由多种组分的干粉和粘结剂水玻璃制备而成，所述干粉中各组分的配比为：12‑23重量份的MgO，15‑25重量份的CaF2，16‑26重量份的Al2O3，10‑20重量份的CaCO3，1‑8重量份的SiO2，1‑5重量份的BaCO3，1‑5重量份的Li2CO3，2～5重量份的K2O+Na2O，1‑5重量份的硅锰铁合金。该超低氢型高碱度高韧性烧结焊剂是照包括如下步骤的方法制备得到的：将配料比例的干粉物料混合均匀，加入水玻璃，进行湿混，接着进行造粒，再经过280℃～380℃烘干以去除水分，筛分，再在750℃～850℃下高温烧结，再经过冷却、筛分，即得。本发明超低氢型高碱度高韧性烧结焊剂呈现如说明书所述优异技术效果。

Description

超低氢型高碱度高韧性烧结焊剂
技术领域
本发明属于焊接材料技术领域，具体涉及一种超低氢型高碱度高韧性烧结焊剂，其主要适用于低合金钢的埋弧自动焊接，特别适用于厚壁压力容器的焊接。
背景技术
随着现代工业的发展，自动化水平的提高，埋弧自动焊因其自动化程度高、焊接速度快、焊缝性能稳定的特点，在管道、船舶、锅炉、厚壁压力容器等大型焊接结构生产中得到广泛应用。如石油炼化工业中加氢反应器等厚壁压力容器，其长期处于高温、高压、临氢等工况下工作，因此容器母材及焊接材料除了具有高强度、高韧性之外，还需要具有抗氢脆、抗回火脆性等诸多性能。所以，容器母材及焊接材料须具有较低的H、O、S、P、Si等。对于焊缝来说，除了焊丝满足上述条件外，更主要的就是焊剂在焊接过程中对焊缝金属的保护作用，保证焊缝金属的低氢、低硫、不增硅、不回磷。
现有技术公开了一些焊剂的配方，例如，CN108057964A(申请号：201711323063.0，金威)公开了一种镍基丝极埋弧焊用烧结焊剂由多种组分的干粉和粘结剂水玻璃制备而成，所述干粉中各组分的重量份配比为：萤石48-68重量份例如48-60重量份，白刚玉18-38重量份例如18-25重量份例如18-21重量份，镁砂15-25重量份例如15-21重量份，硅灰石5-10重量份例如5-8重量份以及其它组分；该发明还涉及所述镍基丝极埋弧焊用烧结焊剂的制造方法；据信该发明镍基丝极埋弧焊用烧结焊剂呈现优异性能例如具有优良的耐腐蚀性能，优良的焊接电渣熔池稳定性、焊道成形性和脱渣性，优良的抗拉强度、屈服强度、延伸率等性能。
以往的研究表明，低碱度渣系烧结焊剂容易获得良好的工艺性能，但焊剂中含有大量的SiO2或TiO2等酸性氧化物，焊缝氧含量较高，渗硅严重，杂质元素含量高，低温冲击韧性较差；而高碱度渣系由于添加了较多CaO、MgO等碱性氧化物，提高了焊剂的碱度，降低焊缝的含氧量，提高焊缝的低温韧性，但焊接工艺性能不佳。
因此，本领域技术人员迫切期待提供一种超低氢型高碱度高韧性烧结焊剂，并且期待此焊剂能够产生焊缝金属H、O含量极低，焊缝金属不增硅、不回磷，具有良好的低温冲击韧性等一个或者多个方面的优点。
发明内容
本发明的目的是提供一种超低氢型高碱度高韧性烧结焊剂。期待该焊配合低合金钢焊丝焊接时，具有电弧燃烧稳定，脱渣易，焊道成形美观；焊缝金属H、O含量极低，其中扩散氢含量低于5.0ml/100g(水银法)；焊缝金属不增硅、不回磷，具有良好的低温冲击韧性等一个或者多个方面的优点。
为此，本发明第一方面提供了一种超低氢型高碱度高韧性烧结焊剂，其由多种组分的干粉和粘结剂水玻璃制备而成，其特征在于，所述干粉中各组分的配比为：12-23重量份的MgO，15-25重量份的CaF2，16-26重量份的Al2O3，10-20重量份的CaCO3，1-8重量份的SiO2，1-5重量份的BaCO3，1-5重量份的Li2CO3，2～5重量份的K2O+Na2O，1-5重量份的硅锰铁合金。
根据本发明第一方面的超低氢型高碱度高韧性烧结焊剂，其特征在于，所述干粉中各组分的配比为：15-20重量份的MgO，17-23重量份的CaF2，18-24重量份的Al2O3，12-18重量份的CaCO3，3-6重量份的SiO2，2-4重量份的BaCO3，2-4重量份的Li2CO3，3～4重量份的K2O+Na2O，2-4重量份的硅锰铁合金。
根据本发明第一方面的超低氢型高碱度高韧性烧结焊剂，其特征在于，所述干粉中各组分的重量份配比为以下配比1～配比6的任意一项：
配比1：18重量份的MgO，21重量份的CaF2，25重量份的Al2O3，18重量份的CaCO3，5重量份的SiO2，4重量份的BaCO3，2重量份的Li2CO3，3重量份的K2O+Na2O(1:1)，3重量份的硅锰铁合金；
配比2：20重量份的MgO，18重量份的CaF2，23重量份的Al2O3，20重量份的CaCO3，4重量份的SiO2，5重量份的BaCO3，3重量份的Li2CO3，4重量份的K2O+Na2O(1:1)，2重量份的硅锰铁合金；
配比3：23重量份的MgO，15重量份的CaF2，20重量份的Al2O3，17重量份的CaCO3，7重量份的SiO2，3重量份的BaCO3，2重量份的Li2CO3，3重量份的K2O+Na2O(1:1)，4重量份的硅锰铁合金；
配比4：17重量份的MgO，20重量份的CaF2，22重量份的Al2O3，15重量份的CaCO3，4重量份的SiO2，3重量份的BaCO3，3重量份的Li2CO3，4重量份的K2O+Na2O(2:1)，2重量份的硅锰铁合金；
配比5：12重量份的MgO，25重量份的CaF2，16重量份的Al2O3，20重量份的CaCO3，1重量份的SiO2，5重量份的BaCO3，1重量份的Li2CO3，5重量份的K2O+Na2O(1:1)，1重量份的硅锰铁合金；
配比6：23重量份的MgO，15重量份的CaF2，26重量份的Al2O3，10重量份的CaCO3，8重量份的SiO2，1重量份的BaCO3，5重量份的Li2CO3，1重量份的K2O+Na2O(1:1)，5重量份的硅锰铁合金。
根据本发明第一方面的超低氢型高碱度高韧性烧结焊剂，其特征在于，所述粘结剂与干粉的重量比为15～25：100；例如，所述粘结剂与干粉的重量比为18～22：100；例如，所述粘结剂与干粉的重量比为20：100。
根据本发明第一方面的超低氢型高碱度高韧性烧结焊剂，其特征在于，所述粘结剂是钾钠比为1～2：1的水玻璃，例如所述粘结剂是钾钠比为1～1.5：1的水玻璃，例如是钾钠比为1：1的水玻璃。
根据本发明第一方面的超低氢型高碱度高韧性烧结焊剂，其特征在于，所述粘结剂硅酸钾钠具有40.0-46.0的波美度°Bé(20℃)，任选的该粘结剂硅酸钾钠具有2.8-3.8的模数。粘结剂硅酸钾钠是一种无色、略带色透明或半透明稠状液体或玻璃块状体。所述水玻璃硅酸钾钠可以从市场上购得，在本发明中，如未特别说明，所用的水玻璃均是从市场上购得的；并且在具体实例中如未另外说明，所用粘结剂是钾钠比为1：1的水玻璃。
根据本发明第一方面的超低氢型高碱度高韧性烧结焊剂，其特征在于，其是照包括如下步骤的方法制备得到的：将配料比例的干粉物料混合均匀，加入水玻璃，进行湿混，接着进行造粒，再经过280℃～380℃烘干以去除水分，筛分(例如16～80目)，再在750℃～850℃下高温烧结45-75min，再经过冷却、筛分(例如16～80目)，即得。
根据本发明第一方面的超低氢型高碱度高韧性烧结焊剂，其特征在于，其粒度范围为16～80目。
根据本发明第一方面的超低氢型高碱度高韧性烧结焊剂，其特征在于，其碱度在2.2～2.6范围内。
进一步的，本发明第二方面提供了制备超低氢型高碱度高韧性烧结焊剂的方法，该超低氢型高碱度高韧性烧结焊剂由多种组分的干粉和粘结剂水玻璃制备而成，所述干粉中各组分的配比为：12-23重量份的MgO，15-25重量份的CaF2，16-26重量份的Al2O3，10-20重量份的CaCO3，1-8重量份的SiO2，1-5重量份的BaCO3，1-5重量份的Li2CO3，2～5重量份的K2O+Na2O，1-5重量份的硅锰铁合金；所述方法包括如下步骤：将配料比例的干粉物料混合均匀，加入水玻璃，进行湿混，接着进行造粒，再经过280℃～380℃烘干以去除水分，筛分(例如16～80目)，再在750℃～850℃下高温烧结45-75min，再经过冷却、筛分(例如16～80目)，即得。
根据本发明第二方面的方法，其特征在于，所述干粉中各组分的配比为：15-20重量份的MgO，17-23重量份的CaF2，18-24重量份的Al2O3，12-18重量份的CaCO3，3-6重量份的SiO2，2-4重量份的BaCO3，2-4重量份的Li2CO3，3～4重量份的K2O+Na2O，2-4重量份的硅锰铁合金。
根据本发明第二方面的方法，其特征在于，所述干粉中各组分的配比为以下配比1～配比6的任意一项：
配比1：18重量份的MgO，21重量份的CaF2，25重量份的Al2O3，18重量份的CaCO3，5重量份的SiO2，4重量份的BaCO3，2重量份的Li2CO3，3重量份的K2O+Na2O(1:1)，3重量份的硅锰铁合金；
配比2：20重量份的MgO，18重量份的CaF2，23重量份的Al2O3，20重量份的CaCO3，4重量份的SiO2，5重量份的BaCO3，3重量份的Li2CO3，4重量份的K2O+Na2O(1:1)，2重量份的硅锰铁合金；
配比3：23重量份的MgO，15重量份的CaF2，20重量份的Al2O3，17重量份的CaCO3，7重量份的SiO2，3重量份的BaCO3，2重量份的Li2CO3，3重量份的K2O+Na2O(1:1)，4重量份的硅锰铁合金；
配比4：17重量份的MgO，20重量份的CaF2，22重量份的Al2O3，15重量份的CaCO3，4重量份的SiO2，3重量份的BaCO3，3重量份的Li2CO3，4重量份的K2O+Na2O(2:1)，2重量份的硅锰铁合金；
配比5：12重量份的MgO，25重量份的CaF2，16重量份的Al2O3，20重量份的CaCO3，1重量份的SiO2，5重量份的BaCO3，1重量份的Li2CO3，5重量份的K2O+Na2O(1:1)，1重量份的硅锰铁合金；
配比6：23重量份的MgO，15重量份的CaF2，26重量份的Al2O3，10重量份的CaCO3，8重量份的SiO2，1重量份的BaCO3，5重量份的Li2CO3，1重量份的K2O+Na2O(1:1)，5重量份的硅锰铁合金。
根据本发明第二方面的方法，其特征在于，所述粘结剂与干粉的重量比为15～25：100；例如，所述粘结剂与干粉的重量比为18～22：100；例如，所述粘结剂与干粉的重量比为20：100。
根据本发明第二方面的方法，其特征在于，所述粘结剂是钾钠比为1～2：1的水玻璃，例如所述粘结剂是钾钠比为1～1.5：1的水玻璃，例如是钾钠比为1：1的水玻璃。
根据本发明第二方面的方法，其特征在于，所述粘结剂硅酸钾钠具有40.0-46.0的波美度°Bé(20℃)，任选的该粘结剂硅酸钾钠具有2.8-3.8的模数。粘结剂硅酸钾钠是一种无色、略带色透明或半透明稠状液体或玻璃块状体。所述水玻璃硅酸钾钠可以从市场上购得，在本发明中，如未特别说明，所用的水玻璃均是从市场上购得的；并且在具体实例中如未另外说明，所用粘结剂是钾钠比为1：1的水玻璃。
根据本发明第二方面的方法，其特征在于，所得超低氢型高碱度高韧性烧结焊剂的碱度在2.2～2.6范围内。
根据本发明的任一方面，其中所述超低氢型高碱度高韧性烧结焊剂具有本发明任一实施例所述的配料比例。
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。
在本发明上下文中，硅锰铁合金可以选自FeMn60Si25、FeMn63Si22、FeMn65Si20、FeMn65Si17、FeMn65Si14，在本文的具体实例中，此硅锰铁合金均使用的是FeMn65Si20。
本发明超低氢型高碱度高韧性烧结焊剂呈现优异的技术效果。本发明根据焊剂熔渣的物理特性对焊接工艺性能的影响，设计以MgO-CaF2-Al2O3-CaO为该焊剂的渣系。
本发明提高焊缝金属低温冲击韧性的主要手段包括：向焊剂中添加合金元素，以保证焊缝中获得合理的合金元素配比；控制渣系的碱度，降低硅的过渡；提高原材料品味，减少原材料中带来的有害杂质；以适当形式加入适量的BaCO3，增强焊缝的脱S、P效果，提高焊缝的纯净度。
本发明改善焊接工艺性能的主要手段包括：为改善焊接工艺，加入少量的SiO2，以CaO、SiO2作为调整碱度的主要造渣剂，控制MgO、Al2O3的加入量来熔渣的黏度、表面张力、流动性等，保证了焊缝的表面质量。
本发明在焊剂生产工艺上，采用750℃-850℃高温烧结，提高焊剂的颗粒强度和密实度，使焊剂具有极低的含水量和较低的吸潮性，进而保证焊缝金属极低的扩散氢含量。
根据GB/T 3965-2012熔敷金属中扩散氢测定方法之水银置换法测定熔敷金属中的扩散氢含量，在大气压101.8kPa、温度24℃、湿度56％、72小时后熔敷金属扩散氢含量(ml/100g，n＝5)：实施例1＝4.42、实施例2＝4.63、实施例3＝4.35、实施例4配合各种焊丝的测定结果均在4.3～4.7范围内、实施例5配合各种焊丝的测定结果均在4.3～4.7范围内、实施例6配合各种焊丝的测定结果均在4.3～4.7范围内。此外，本发明进行如下的补充的实施例11～13。实施例11：分别参照实施例1～6进行，不同的仅是干粉物料还包括2重量份氟化镁和3重量份草酸钾，制得的焊剂(分别称为实施例111(参照实施例1制得，以下类同编号)、实施例112、……实施例116)分别按照其相应参照的实施例1～6方法进行试验(实施例114～116均配合H08CrMoR焊丝进行试验)；测定熔敷金属扩散氢含量(ml/100g，n＝5)，实施例111＝2.15、实施例112＝2.38、实施例113＝2.26、实施例114～116均在2.1～2.4范围内。实施例12：分别参照实施例1～6进行，不同的仅是干粉物料还包括2重量份氟化镁，制得的焊剂(分别称为实施例121、实施例122、……实施例126)分别按照其相应参照的实施例1～6方法进行试验(实施例124～126均配合H08CrMoR焊丝进行试验)；测定熔敷金属扩散氢含量(ml/100g，n＝5)，实施例121＝4.31、实施例122＝4.62、实施例123＝4.58、实施例124～126均在4.4～4.7范围内。实施例13：分别参照实施例1～6进行，不同的仅是干粉物料还包括3重量份草酸钾，制得的焊剂(分别称为实施例131、实施例132、……实施例136)分别按照其相应参照的实施例1～6方法进行试验(实施例134～136均配合H08CrMoR焊丝进行试验)；测定熔敷金属扩散氢含量(ml/100g，n＝5)，实施例131＝4.61、实施例132＝4.47、实施例133＝4.52、实施例134～136均在4.3～4.6范围内。
以上测定的熔敷金属扩散氢含量的结果，是在本文“具体实施方式”部分以焊接速度28m/h的条件所得熔敷金属的扩散氢含量结果，这一焊接速度是属于较快的速度。本发明人在此尝试降低焊接速度以了解此降低焊接速度条件下的熔敷金属扩散氢含量。具体试验是这样的，参照“具体实施方式”部分的方法，不同的仅是以焊接速度18m/h进行焊接试验，各实施例焊剂得到的不同熔敷金属照GB/T3965-2012之水银置换法测定熔敷金属中的扩散氢含量，在大气压101.8kPa、温度24℃、湿度56％、72小时后熔敷金属扩散氢含量(ml/100g，n＝5)：实施例1～6均在3.4～3.6范围内，例如实施例1＝3.48；实施例111～116均在2.0～2.2范围内，例如实施例111＝2.07；实施例121～126均在3.3～3.6范围内，例如实施例121＝3.53；实施例131～136均在3.5～3.7范围内，例如实施例131＝3.61。
另外，实施例11～13所得焊剂配合相应焊丝测得熔敷金属化学成分中硫均小于0.005％、磷均小于0.007％；实施例11～13所得焊剂配合相应焊丝测定熔敷金属力学性能，结果与H08CrMoR、H10Cr1MoR焊丝匹配的焊缝金属夏比冲击值AKv(-10℃)、AKv(-20℃)、AKv(-30℃)均值均可达到200J，与H09MnNiDR焊丝匹配的焊缝金属夏比冲击值AKv(-70℃)、AKv(-80℃)、AKv(-90℃)均值均可达到170J且AKv(-100℃)均值可达到110J。
根据实施例11～13结果，与实施例1～6比较可知，在干粉物料中同时添加氟化镁和草酸钾时可以显著地降低熔敷金属扩散氢含量。因此，根据本发明任一方面的任一实施方案，其中在制备超低氢型高碱度高韧性烧结焊剂的干粉中还包含2重量份氟化镁和3重量份草酸钾。
烧结焊剂是指一种优质、高效、节能、环保型焊剂。是指把配制好的湿料焊剂，加工成所需要的颗粒，在750～1000℃高温下煅烧，形成细小的颗粒，即得到烧结焊剂。该焊剂在焊接时无烟、无味、无飞溅。生产制造过程无环境污染，能耗低，原材料利用充分，符合国家产业发展政策。烧结焊剂的堆积密度小，渣壳较薄，焊剂消耗量少，焊接生产成本较低。烧结焊剂的碱度值调整范围大，可以适用于可焊性较差的材料焊接，可以满足焊缝超低氢、高强高韧、高洁度的理化性能要求，广泛地应用于高强钢、不锈钢等高合金钢结构的焊接，如核反应堆耐压壳体、加氢反应器等。烧结焊剂中可以添加各类脱氧剂和合金剂，易于调整焊缝金属的化学成分，在埋弧堆焊工艺技术中有独到的优势。烧结焊剂的配制科学灵便，焊接工艺适应性强，可用于薄板、角焊逢、超大规范、高速、多丝、抗气孔、窄间隙、深坡口等各种工况条件下的焊接，脱渣性优良，焊缝成形好。烧结焊剂产品大多为球形颗粒状，便于焊剂在焊接过程中的输送与回收。
本发明得到的超低氢型高碱度高韧性烧结焊剂具有如下一个或者多个方面的技术效果：本发明合理调配了焊剂各组份的比例，较好的调整了熔渣的黏度、表面张力和流动性，使焊剂施焊过程中电弧燃烧稳定，焊后脱渣容易，焊道边缘过渡平滑，坡口、窄间隙等苛刻条件下焊接工艺性能亦优良；本发明采用高碱度渣系，有效的控制了硅的过渡；CaCO3、MgO作为主要造渣剂，有效的抑制了H、O等有害元素向焊缝过渡，S、P增量极低；配合低合金钢焊丝，焊缝金属具有低氢、低硫、不增硅、不回磷等特点；本发明匹配相应的低合金钢焊丝，在-10℃～-100℃温度区间，均具有较高的低温冲击韧性；本发明与H08CrMoR、H10Cr1MoR焊丝匹配，焊缝金属夏比冲击值AKv(-10℃)、AKv(-20℃)、AKv(-30℃)均值均可达到200J；本发明与H09MnNiDR焊丝匹配，焊缝金属夏比冲击值AKv(-70℃)、AKv(-80℃)、AKv(-90℃)均值均可达到170J，AKv(-100℃)均值可达到110J。
具体实施方式
通过下面的实施例可以对本发明进行进一步的描述，然而，本发明的范围并不限于下述实施例。本领域的专业人员能够理解，在不背离本发明的精神和范围的前提下，可以对本发明进行各种变化和修饰。本发明对试验中所使用到的材料以及试验方法进行一般性和/或具体的描述。虽然为实现本发明目的所使用的许多材料和操作方法是本领域公知的，但是本发明仍然在此作尽可能详细描述。以下实施例进一步说明本发明，而不是限制本发明。
以下制备焊剂的实例中，每批次投料总量不少于10kg，配料比例以重量份计。所用的水玻璃是钾钠比为1：1的具有40.0-46.0的波美度°Bé(20℃)、模数2.8-3.8的硅酸钾钠。将本发明所得焊剂配合相应焊丝进行焊接试验，试验用钢板材质为低合金钢，板厚20mm；焊丝直径：4.0mm。各种测定项目的测定方法均是本领域常规的测定方法，例如具体方法和工艺参数参见CN108057964A，特别是参见CN108057964A之“表2：焊接工艺参数”且焊接速度为28m/h。结果：焊接工艺性能显示焊接熔池稳定性、焊道成形性和脱渣性均优良，焊接试验中均没有飞溅情况发生，搭接处的平整度均优良。本发明抗拉强度、屈服强度、伸长率等熔敷金属力学性能参数照“GB T 12470-2018埋弧焊用热强钢实心焊丝、药芯焊丝和焊丝-焊剂组合分类要求”等标准进行测定。
实施例1：
a、焊剂组份(干粉物料)：18重量份的MgO，21重量份的CaF2，25重量份的Al2O3，18重量份的CaCO3，5重量份的SiO2，4重量份的BaCO3，2重量份的Li2CO3，3重量份的K2O+Na2O(1:1)，3重量份的硅锰铁合金。
b、焊剂碱度：2.44。
c、制备方法：将原材料过筛，按配方进行配比称重，将各干粉物料放入干混器中进行干混，干混均匀后放入湿拌器，加入水玻璃(粘结剂水玻璃与干粉的重量比为20：100)进行湿拌，湿拌均匀后将湿粉置于造粒盘进行造粒，造粒完成后送入烘干炉，在280℃～380℃进行烘干以去除水分，然后将焊剂过筛，将筛分后在标准粒度范围内(16～80目)的焊剂送入高温烧结炉，在750℃～850℃温度下烧结1小时，出炉、冷却后再次筛分，将粒度检验合格(16～80目)的焊剂包装、入库，焊剂生产完成。
d、熔敷金属化学成分(配合H08CrMoR焊丝)，％
C Mn Si S P Cr Mo
焊丝成分 0.09 0.76 0.20 0.003 0.006 1.05 0.48
焊缝金属成分 0.067 0.62 0.18 0.004 0.005 1.02 0.45
e、熔敷金属力学性能(配合H08CrMoR焊丝)
Figure BDA0002678585290000081
实施例2：
a、焊剂组份(干粉物料)：20重量份的MgO，18重量份的CaF2，23重量份的Al2O3，20重量份的CaCO3，4重量份的SiO2，5重量份的BaCO3，3重量份的Li2CO3，4重量份的K2O+Na2O(1:1)，2重量份的硅锰铁合金。
b、焊剂碱度：2.61。
c、制备方法：将原材料过筛，按配方进行配比称重，将各干粉物料放入干混器中进行干混，干混均匀后放入湿拌器，加入水玻璃(粘结剂水玻璃与干粉的重量比为20：100)进行湿拌，湿拌均匀后将湿粉置于造粒盘进行造粒，造粒完成后送入烘干炉，在280℃～380℃进行烘干以去除水分，然后将焊剂过筛，将筛分后在标准粒度范围内(16～80目)的焊剂送入高温烧结炉，在750℃～850℃温度下烧结1小时，出炉、冷却后再次筛分，将粒度检验合格(16～80目)的焊剂包装、入库，焊剂生产完成。
d、熔敷金属力学性能(配合H10Cr1MoR焊丝)％
C Mn Si S P Cr Mo
焊丝成分 0.13 0.80 0.14 0.002 0.004 1.27 0.48
焊缝金属成分 0.06 0.52 0.13 0.003 0.005 1.20 0.45
e、熔敷金属力学性能(配合H10Cr1MoR焊丝)
Figure BDA0002678585290000091
实施例3：
a、焊剂组份(干粉物料)：23重量份的MgO，15重量份的CaF2，20重量份的Al2O3，17重量份的CaCO3，7重量份的SiO2，3重量份的BaCO3，2重量份的Li2CO3，3重量份的K2O+Na2O(1:1)，4重量份的硅锰铁合金。
b、焊剂碱度：2.36。
c、制备方法：将原材料过筛，按配方进行配比称重，将各干粉物料放入干混器中进行干混，干混均匀后放入湿拌器，加入水玻璃(粘结剂水玻璃与干粉的重量比为20：100)进行湿拌，湿拌均匀后将湿粉置于造粒盘进行造粒，造粒完成后送入烘干炉，在280℃～380℃进行烘干以去除水分，然后将焊剂过筛，将筛分后在标准粒度范围内(16～80目)的焊剂送入高温烧结炉，在750℃～850℃温度下烧结1小时，出炉、冷却后再次筛分，将粒度检验合格(16～80目)的焊剂包装、入库，焊剂生产完成。
d、熔敷金属力学性能(配合H09MnNiDR焊丝)％
C Mn Si S P Ni
焊丝成分 0.032 0.98 0.38 0.003 0.005 3.53
焊缝金属成分 0.053 0.79 0.32 0.004 0.006 3.47
e、熔敷金属力学性能(配合H09MnNiDR焊丝)
Figure BDA0002678585290000101
实施例4：
a、焊剂组份(干粉物料)：17重量份的MgO，20重量份的CaF2，22重量份的Al2O3，15重量份的CaCO3，4重量份的SiO2，3重量份的BaCO3，3重量份的Li2CO3，4重量份的K2O+Na2O(2:1)，2重量份的硅锰铁合金。
b、焊剂碱度：在2.2～2.6范围内。
c、制备方法：同实施例1。
d、熔敷金属化学成分，参照实施例1～3分别配合H08CrMoR焊丝、H10Cr1MoR焊丝H09MnNiDR焊丝，结果分别与实施例1～3类似地在设计且期望的范围内，例如硫均小于0.005％，例如磷均小于0.007％。
e、熔敷金属力学性能，参照实施例1～3分别配合H08CrMoR焊丝、H10Cr1MoR焊丝H09MnNiDR焊丝，结果分别与实施例1～3类似地在期待的范围内，例如与H08CrMoR、H10Cr1MoR焊丝匹配的焊缝金属夏比冲击值AKv(-10℃)、AKv(-20℃)、AKv(-30℃)均值均可达到200J，例如与H09MnNiDR焊丝匹配的焊缝金属夏比冲击值AKv(-70℃)、AKv(-80℃)、AKv(-90℃)均值均可达到170J且AKv(-100℃)均值可达到110J。
实施例5：
a、焊剂组份(干粉物料)：12重量份的MgO，25重量份的CaF2，16重量份的Al2O3，20重量份的CaCO3，1重量份的SiO2，5重量份的BaCO3，1重量份的Li2CO3，5重量份的K2O+Na2O(1:1)，1重量份的硅锰铁合金。
b、焊剂碱度：在2.2～2.6范围内。
c、制备方法：同实施例1。
d、熔敷金属化学成分，参照实施例1～3分别配合H08CrMoR焊丝、H10Cr1MoR焊丝H09MnNiDR焊丝，结果分别与实施例1～3类似地在设计且期望的范围内，例如硫均小于0.005％，例如磷均小于0.007％。
e、熔敷金属力学性能，参照实施例1～3分别配合H08CrMoR焊丝、H10Cr1MoR焊丝H09MnNiDR焊丝，结果分别与实施例1～3类似地在期待的范围内，例如与H08CrMoR、H10Cr1MoR焊丝匹配的焊缝金属夏比冲击值AKv(-10℃)、AKv(-20℃)、AKv(-30℃)均值均可达到200J，例如与H09MnNiDR焊丝匹配的焊缝金属夏比冲击值AKv(-70℃)、AKv(-80℃)、AKv(-90℃)均值均可达到170J且AKv(-100℃)均值可达到110J。
实施例6：
a、焊剂组份(干粉物料)：23重量份的MgO，15重量份的CaF2，26重量份的Al2O3，10重量份的CaCO3，8重量份的SiO2，1重量份的BaCO3，5重量份的Li2CO3，1重量份的K2O+Na2O(1:1)，5重量份的硅锰铁合金。
b、焊剂碱度：在2.2～2.6范围内。
c、制备方法：同实施例1。
d、熔敷金属化学成分，参照实施例1～3分别配合H08CrMoR焊丝、H10Cr1MoR焊丝H09MnNiDR焊丝，结果分别与实施例1～3类似地在设计且期望的范围内，例如硫均小于0.005％，例如磷均小于0.007％。
e、熔敷金属力学性能，参照实施例1～3分别配合H08CrMoR焊丝、H10Cr1MoR焊丝H09MnNiDR焊丝，结果分别与实施例1～3类似地在期待的范围内，例如与H08CrMoR、H10Cr1MoR焊丝匹配的焊缝金属夏比冲击值AKv(-10℃)、AKv(-20℃)、AKv(-30℃)均值均可达到200J，例如与H09MnNiDR焊丝匹配的焊缝金属夏比冲击值AKv(-70℃)、AKv(-80℃)、AKv(-90℃)均值均可达到170J且AKv(-100℃)均值可达到110J。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种超低氢型高碱度高韧性烧结焊剂，其由多种组分的干粉和粘结剂水玻璃制备而成，其特征在于，所述干粉中各组分的配比为：12-23重量份的MgO，15-25重量份的CaF2，16-26重量份的Al2O3，10-20重量份的CaCO3，1-8重量份的SiO2，1-5重量份的BaCO3，1-5重量份的Li2CO3，2～5重量份的K2O+Na2O，1-5重量份的硅锰铁合金。
2.根据权利要求1的超低氢型高碱度高韧性烧结焊剂，其特征在于，所述干粉中各组分的配比为：15-20重量份的MgO，17-23重量份的CaF2，18-24重量份的Al2O3，12-18重量份的CaCO3，3-6重量份的SiO2，2-4重量份的BaCO3，2-4重量份的Li2CO3，3～4重量份的K2O+Na2O，2-4重量份的硅锰铁合金。
3.根据权利要求1的超低氢型高碱度高韧性烧结焊剂，其特征在于，所述干粉中各组分的重量份配比为以下配比1～配比6的任意一项：
配比1：18重量份的MgO，21重量份的CaF2，25重量份的Al2O3，18重量份的CaCO3，5重量份的SiO2，4重量份的BaCO3，2重量份的Li2CO3，3重量份的K2O+Na2O(1:1)，3重量份的硅锰铁合金；
配比2：20重量份的MgO，18重量份的CaF2，23重量份的Al2O3，20重量份的CaCO3，4重量份的SiO2，5重量份的BaCO3，3重量份的Li2CO3，4重量份的K2O+Na2O(1:1)，2重量份的硅锰铁合金；
配比3：23重量份的MgO，15重量份的CaF2，20重量份的Al2O3，17重量份的CaCO3，7重量份的SiO2，3重量份的BaCO3，2重量份的Li2CO3，3重量份的K2O+Na2O(1:1)，4重量份的硅锰铁合金；
配比4：17重量份的MgO，20重量份的CaF2，22重量份的Al2O3，15重量份的CaCO3，4重量份的SiO2，3重量份的BaCO3，3重量份的Li2CO3，4重量份的K2O+Na2O(2:1)，2重量份的硅锰铁合金；
配比5：12重量份的MgO，25重量份的CaF2，16重量份的Al2O3，20重量份的CaCO3，1重量份的SiO2，5重量份的BaCO3，1重量份的Li2CO3，5重量份的K2O+Na2O(1:1)，1重量份的硅锰铁合金；
配比6：23重量份的MgO，15重量份的CaF2，26重量份的Al2O3，10重量份的CaCO3，8重量份的SiO2，1重量份的BaCO3，5重量份的Li2CO3，1重量份的K2O+Na2O(1:1)，5重量份的硅锰铁合金。
4.根据权利要求1的超低氢型高碱度高韧性烧结焊剂，其特征在于，所述粘结剂与干粉的重量比为15～25：100；例如，所述粘结剂与干粉的重量比为18～22：100；例如，所述粘结剂与干粉的重量比为20：100。
5.根据权利要求1的超低氢型高碱度高韧性烧结焊剂，，其特征在于，所述粘结剂是钾钠比为1～2：1的水玻璃，例如所述粘结剂是钾钠比为1～1.5：1的水玻璃，例如是钾钠比为1：1的水玻璃。
6.根据权利要求1的超低氢型高碱度高韧性烧结焊剂，其特征在于，所述粘结剂硅酸钾钠具有40.0-46.0的波美度°Bé(20℃)，任选的该粘结剂硅酸钾钠具有2.8-3.8的模数。
7.根据权利要求1的超低氢型高碱度高韧性烧结焊剂，其特征在于，其是照包括如下步骤的方法制备得到的：将配料比例的干粉物料混合均匀，加入水玻璃，进行湿混，接着进行造粒，再经过280℃～380℃烘干以去除水分，筛分(例如16～80目)，再在750℃～850℃下高温烧结45-75min，再经过冷却、筛分(例如16～80目)，即得。
8.根据权利要求1的超低氢型高碱度高韧性烧结焊剂，其特征在于，其粒度范围为16～80目。
9.根据权利要求1的超低氢型高碱度高韧性烧结焊剂，其特征在于，其碱度在2.2～2.6范围内。
10.制备权利要求1～9任一项所述超低氢型高碱度高韧性烧结焊剂的方法，包括如下步骤：将配料比例的干粉物料混合均匀，加入水玻璃，进行湿混，接着进行造粒，再经过280℃～380℃烘干以去除水分，筛分(例如16～80目)，再在750℃～850℃下高温烧结45-75min，再经过冷却、筛分(例如16～80目)，即得。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112496596A (zh) * 2021-02-07 2021-03-16 四川西冶新材料股份有限公司 抗氢钢用烧结焊剂及其制备方法、以及熔敷金属

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5877790A (ja) * 1981-10-30 1983-05-11 Kobe Steel Ltd 潜孤溶接用焼結型フラツクス
CN1107770A (zh) * 1994-06-14 1995-09-06 冶金工业部钢铁研究总院 超低氢高碱度烧结焊剂
CN1404958A (zh) * 2001-09-17 2003-03-26 宝山钢铁股份有限公司 一种连铸辊堆焊用烧结焊剂及其生产方法
CN1788919A (zh) * 2004-12-17 2006-06-21 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 高碱度、低活性、超低氢烧结型焊剂
CN102601544A (zh) * 2012-03-21 2012-07-25 宝鸡市宇生焊接材料有限公司 高碱度高韧性低氢型烧结焊剂及其制备方法
CN104588916A (zh) * 2014-05-13 2015-05-06 石家庄铁道大学 X100管线钢用双渣系高韧性高速埋弧焊烧结焊剂及制备方法
CN106238965A (zh) * 2016-08-30 2016-12-21 洛阳双瑞特种合金材料有限公司 一种9Ni钢焊接用烧结焊剂及其制备方法
CN106271218A (zh) * 2016-08-10 2017-01-04 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 一种用于海洋工程高强钢焊接的烧结焊剂及其制备方法
CN108581273A (zh) * 2017-12-22 2018-09-28 洛阳双瑞特种合金材料有限公司 一种用于低温钢焊接的超低扩散氢烧结焊剂及制备与应用
CN108581274A (zh) * 2018-04-27 2018-09-28 西峡县西保冶金材料有限公司 一种风塔用低氢高韧性烧结焊剂及其制备方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5877790A (ja) * 1981-10-30 1983-05-11 Kobe Steel Ltd 潜孤溶接用焼結型フラツクス
CN1107770A (zh) * 1994-06-14 1995-09-06 冶金工业部钢铁研究总院 超低氢高碱度烧结焊剂
CN1404958A (zh) * 2001-09-17 2003-03-26 宝山钢铁股份有限公司 一种连铸辊堆焊用烧结焊剂及其生产方法
CN1788919A (zh) * 2004-12-17 2006-06-21 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 高碱度、低活性、超低氢烧结型焊剂
CN102601544A (zh) * 2012-03-21 2012-07-25 宝鸡市宇生焊接材料有限公司 高碱度高韧性低氢型烧结焊剂及其制备方法
CN104588916A (zh) * 2014-05-13 2015-05-06 石家庄铁道大学 X100管线钢用双渣系高韧性高速埋弧焊烧结焊剂及制备方法
CN106271218A (zh) * 2016-08-10 2017-01-04 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 一种用于海洋工程高强钢焊接的烧结焊剂及其制备方法
CN106238965A (zh) * 2016-08-30 2016-12-21 洛阳双瑞特种合金材料有限公司 一种9Ni钢焊接用烧结焊剂及其制备方法
CN108581273A (zh) * 2017-12-22 2018-09-28 洛阳双瑞特种合金材料有限公司 一种用于低温钢焊接的超低扩散氢烧结焊剂及制备与应用
CN108581274A (zh) * 2018-04-27 2018-09-28 西峡县西保冶金材料有限公司 一种风塔用低氢高韧性烧结焊剂及其制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
中国化工装备协会 编: "《压力容器焊接工艺评定的制作指导 第2版》", 30 November 2016, 中国质检出版社 *
唐伯钢 等: "《低碳钢与低合金高强度钢焊接材料》", 31 July 1987, 机械工业出版社 *
樊自田 等: "《水玻璃砂工艺原理及应用技术》", 31 March 2004, 机械工业出版社 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112496596A (zh) * 2021-02-07 2021-03-16 四川西冶新材料股份有限公司 抗氢钢用烧结焊剂及其制备方法、以及熔敷金属
CN112496596B (zh) * 2021-02-07 2021-06-18 四川西冶新材料股份有限公司 抗氢钢用烧结焊剂及其制备方法、以及熔敷金属

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