CN1555957A - 增加焊接溶深的钨极氩弧焊活性焊剂 - Google Patents

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Abstract

增加焊接熔深的钨极氩弧焊活性焊剂，包括：Cr2O3 1～75，TiO2 1～85，金属氟化物0～20。本发明中金属氟化物的加入改善了焊缝表面成型质量及焊缝表面脱渣性，同时进一步增加焊件的熔深；氧化物数量减少，可以避免因多组份理化性能差异较大影响焊缝金属理化性能和焊接电弧特性。本发明形成的活性焊剂涂层能显著压缩钨极氩弧焊的焊接电弧，使焊接熔深增加3倍以上，能一次焊透10mm的I型对接接头；焊接热输入量及焊接热影响区宽度减小50％左右，改善焊接接头性能；不开坡口、不填焊丝，可提高焊接生产效率60％以上，焊接生产成本降低60～80％，不仅成功的应用于不锈钢，而且也已成功地应用于焊接碳素结构钢、低合金高强度钢、耐热钢(Cr－Mo)、不锈钢、低温钢、超高强度钢等材料。

Description

增加焊接熔深的钨极氩弧焊活性焊剂
技术领域
本发明涉及一种用于碳素结构钢、低合金高强度钢、耐热钢(Cr-Mo)、不锈钢、低温钢、超高强度钢等钨极氩弧焊活性焊剂。
背景技术
钨极氩弧焊作为一种高质量精密焊接技术，是焊接各种有色金属及合金、不锈钢、高温合金、超高强度钢等的理想方法。但是钨极氩弧焊存在单道焊熔透量小(≤3mm)，焊接生产率低等缺点，对于厚度超过3mm的焊件，需采用开坡口的多层填丝焊，有时还需要预热才能施焊。所以采用钨极氩弧焊焊接中厚板时，生产效率低，劳动条件差，焊接变形大，已不能满足生产的需求；同时，对于同一牌号的钢，焊接熔深随材料成分波动较大，焊接过程的参数需随时做相应调整，这给焊接生产带来一定的困难。因此，如何增加钨极氩弧焊焊接熔深、避免材料成分波动对焊接熔深的影响、降低焊接热输入量、降低焊接变形、提高生产效率和降低焊接成本，是人们寻求解决的问题。中国专利申请CN1359782A公开了一种用于增加焊接熔深的不锈钢钨极氩弧焊焊剂，该焊剂中SiO2含量为50～80，配比偏高，将导致该焊剂形成的涂层在待焊金属表面附着力差以及焊剂涂敷操作困难，在电弧吹力和氩气流的作用下会造成焊接熔深的不均匀，另外，SiO2含量偏高还会导致焊剂调和后放置过程中产生不均匀沉淀现象，这将直接影响焊接质量，同时该焊剂中由于含有CaO而在大气中易吸水受潮，影响焊接质量。美国专利US5,804,792公开了一种用于增加不锈钢钨极氩弧焊焊接熔深的焊剂，该焊剂中SiO2含量为5～27，由于SiO2硬度较大，要达到专利所述的SiO2粒度要求，在焊剂生产中是十分困难的，同样也存在该焊剂形成的涂层在待焊金属表面附着力差的问题；针对厚度为6mm的304不锈钢，该焊剂的熔透条件为：焊接电流(I)为150A，电弧电压(U)为9V，焊接速度(V)为1.27mm/s(即3ipm)，焊接热输入量E＝(U×I)/V＝10.63J/cm。对于焊件而言，焊接热输入量越大，焊缝晶粒越粗大、焊件性能越差、同时焊接变形越大；所以，寻求工艺性能更好、使用性能更佳的活性焊剂，对于简化操作过程、提高焊件质量，具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种用于增加碳素结构钢、低合金高强度钢、耐热钢、不锈钢、超高强度钢等的钨极氩弧焊焊接熔深的活性焊剂，这种焊剂不仅能改善焊缝表面成型质量，进一步增加焊件焊接熔深，降低焊接热输入，而且焊缝金属理化性能和焊接电弧特性有大幅度改善，焊缝化学成分不受影响，焊件性能明显提高。
本发明的技术解决方案是：增加焊接熔深的钨极氩弧焊活性焊剂，其特征在于：包括下列组分和含量(重量百分比)：Cr2O31～70，TiO21～85，金属氟化物(其中金属为钙、钠、镁、锂、铝等中之一)1～20。
上述组分的优选含量(重量百分比)：Cr2O310～60，TiO210～70，金属氟化物1～15；此外，还可以加入SiO21～20以改善钢中O、S含量过高对电弧形态及焊缝含S夹杂物形态的影响。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
1.本发明中金属氟化物的加入能改善焊缝表面成型质量及焊缝表面脱渣性，同时进一步增加焊件的熔深，降低焊接热输入量。例如对厚度为6mm的304不锈钢，该焊剂的熔透条件为：焊接电流(I)为158A，电弧电压(U)为8.5V，焊接速度(V)为1.67mm/s，焊接热输入量E＝(U×I)/V＝8.04J/cm，而采用United States Patent 5,804,792公开的焊剂则需要的焊接热输入量为10.63J/cm；
2.本发明中的氧化物数量明显减少，可以避免因多组份理化性能差异较大影响焊缝金属理化性能和焊接电弧特性；
3.本发明的活性焊剂生产工艺简单，焊剂易均匀涂敷，涂层在待焊部位附着力强；
4.本发明所形成的活性焊剂涂层能显著压缩钨极氩弧焊的焊接电弧，使焊接熔深增加3倍以上，能一次焊透10mm的I型对接接头；焊接热输入量及焊接热影响区宽度减小50％左右，改善焊接接头性能；不开坡口、不填焊丝，可提高焊接生产效率60％以上，焊接生产成本降低60～80％；
5.本发明已不仅成功的应用于不锈钢，而且也已成功地应用于焊接碳素结构钢、低合金高强度钢、不锈钢、耐热钢、低温钢、超高强度钢等材料。本发明的活性焊剂通过与钨极氩弧焊电弧作用时改变电弧形态来增加熔透深度的，反应发生在焊件表面，上述钢种由于熔点接近，因此本发明的活性焊剂对上述钢种均适用。
具体实施方式
实施例1，本实施例的配比关系为(重量百分比％)：Cr2O370，TiO210，CaF220，将粒度≤0.3mm的上述各比例的组分置于研磨设备中充分研磨，混合均匀，经过烘干和冷却后，配制成活性焊剂，活性焊剂焊前用酒精或丙酮将活性焊剂调和成糊状，其中活性焊剂与酒精或丙酮的体积比为1∶2～1∶4，然后均匀涂敷于待焊部位(涂层厚度为≤0.2mm，涂层单边宽度为4～10mm)，待酒精或丙酮挥发后进行焊接。
实施例2，本实施例的配比关系为(重量百分比％)：Cr2O365，TiO215，NaF20，将粒度≤0.3mm的上述各比例的组分置于研磨设备中充分研磨，混合均匀，经过烘干和冷却后，配制成活性焊剂，活性焊剂焊前用酒精或丙酮将活性焊剂调和成糊状，其中活性焊剂与酒精或丙酮的体积比为1∶2～1∶4，然后均匀涂敷于待焊部位(涂层厚度为≤0.2mm，涂层单边宽度为4～10mm)，待酒精或丙酮挥发后进行焊接。
实施例3，本实施例的配比关系为(重量百分比％)：Cr2O315，TiO280，MgF25，将粒度≤0.3mm的上述各比例的组分置于研磨设备中充分研磨，混合均匀，经过烘干和冷却后，配制成活性焊剂，活性焊剂焊前用酒精或丙酮将活性焊剂调和成糊状，其中活性焊剂与酒精或丙酮的体积比为1∶2～1∶4，然后均匀涂敷于待焊部位(涂层厚度为≤0.2mm，涂层单边宽度为4～10mm)，待酒精或丙酮挥发后进行焊接。
实施例4，本实施例的配比关系为(重量百分比％)：Cr2O315，TiO280，LiF5，将粒度≤0.3mm的上述各比例的组分置于研磨设备中充分研磨，混合均匀，经过烘干和冷却后，配制成活性焊剂，活性焊剂焊前用酒精或丙酮将活性焊剂调和成糊状，其中活性焊剂与酒精或丙酮的体积比为1∶2～1∶4，然后均匀涂敷于待焊部位(涂层厚度为≤0.2mm，涂层单边宽度为4～10mm)，待酒精或丙酮挥发后进行焊接。
实施例5，本实施例的配比关系为(重量百分比％)：Cr2O370，TiO210，AlF320，将粒度≤0.3mm的上述各比例的组分置于研磨设备中充分研磨，混合均匀，经过烘干和冷却后，配制成活性焊剂，活性焊剂焊前用酒精或丙酮将活性焊剂调和成糊状，其中活性焊剂与酒精或丙酮的体积比为1∶2～1∶4，然后均匀涂敷于待焊部位(涂层厚度为≤0.2mm，涂层单边宽度为4～10mm)，待酒精或丙酮挥发后进行焊接。
实施例6，本实施例的配比关系为(重量百分比％)：Cr2O310，TiO270，氟化铝AlF35，SiO215，将粒度≤0.3mm的上述各比例的组分置于研磨设备中充分研磨，混合均匀，经过烘干和冷却后，配制成活性焊剂，活性焊剂焊前用酒精或丙酮将活性焊剂调和成糊状，其中活性焊剂与酒精或丙酮的体积比为1∶2～1∶4，然后均匀涂敷于待焊部位(涂层厚度为≤0.2mm，涂层单边宽度为4～10mm)，待酒精或丙酮挥发后进行焊接。

Claims (4)

1、增加焊接熔深的钨极氩弧焊活性焊剂，其特征在于：包括下列组分和含量(重量百分比)：Cr2O3 1～70，TiO2 1～85，金属氟化物0～20。
2、根据权利要求1所述的增加焊接熔深的钨极氩弧焊活性焊剂，其特征在于：所述组分的优选含量(重量百分比)：Cr2O3 10～60，TiO2 10～70，金属氟化物1～15。
3、根据权利要求1或2所述的增加焊接熔深的钨极氩弧焊活性焊剂，其特征在于：还包括SiO2 1～20(重量百分比)。
4、根据权利要求1或2或3所述的增加焊接熔深的钨极氩弧焊活性焊剂，其特征在于：所述的金属氟化物为氟化钙CaF2，或氟化钠NaF，或氟化镁MgF2，或氟化锂LiF，或氟化铝AlF3。
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