本發明涉及到一種焊接冶金滲合金方法，尤其是一種向焊縫金屬滲微量硼元素的焊接方法。
背景技術：
利用鈦(Ti)和硼(B)對低碳低合金鋼焊縫金屬進行微合金化處理，可以使焊縫金屬獲得非常高的韌性。因此，Ti-B處理是當今韌化鋼焊縫金屬的重要冶金手段。目前，在焊接材料應用領域，普遍采用硼鐵合金直接向焊縫金屬滲微量B的辦法。即在焊條之藥皮、藥芯焊絲之藥芯以及埋弧焊劑中加入硼鐵合金，在焊接過程中，由于藥皮、藥芯或焊劑的熔化，導致其中的硼鐵熔化，由此向焊縫金屬滲微量的硼。而在表面化學熱處理領域，往往通過滲硼來達到硬化工件的目的。隨著滲硼技術的進步，出現了硼化物作為活性氣體的離子滲硼研究。而在焊接材料應用領域，尚未見利用硼化物進行滲硼的報道。
技術實現要素：
本發明的目的在于提出一種一種向焊縫金屬滲微量硼元素的焊接方法。
在焊接材料——焊條、藥芯焊絲及埋弧焊的藥皮、藥芯及焊劑中引入硼化物，通過硼化物在電弧空間的分解，達到將微量硼元素滲入焊縫金屬。
根據以上考慮，本發明提供一種向焊縫金屬滲微量硼元素的方法，包括：選擇在電弧高溫下可以分解出單質硼的硼化物，將硼化物加入到焊接材料的焊條藥皮、藥芯焊絲的藥芯及埋弧焊劑等焊接材料中，硼化物與藥皮、藥芯及焊劑的質量比為0.1-2：100(具體可選：1：100，或1：22，或1：25，或1：50，或1：250，或1：525，或1：725，或1：950)；所述焊接材料為手工焊條藥皮、藥芯焊絲藥芯及埋弧焊劑。采用上述含硼化物的焊接材料進行焊接時，硼化物在焊接電弧空間分解出單質硼，單質硼滲入焊縫金屬，焊接電流大于171A。
一種向焊縫金屬滲微量硼元素的焊接方法，其包括：將硼化物加入到焊接材料中，硼化物與焊接材料的質量比為0.5-1：100(具體可選：1：100，或1：22，或1：25，或1：50，或1：250，或1：525，或1：725，或1：950)；所述焊接材料為手工焊條藥皮、或藥芯焊絲藥芯。采用上述含硼化物的焊接材料進行焊接時，硼化物在焊接電弧空間分解出單質硼，單質硼向焊縫金屬滲入，焊接電流大于171A。
一種微量硼處理的手工焊條，手工焊條的藥皮中的硼化物與藥皮的質量比為0.1-2：100(具體可選：1：100，或1：22，或1：25，或1：50，或1：250，或1：525，或1：725，或1：950)。
一種微量硼處理的藥芯焊絲，藥芯焊絲的藥芯中的硼化物與藥芯的質量比為0.1-2：100(具體可選：1：100，或1：22，或1：25，或1：50，或1：250，或1：525，或1：725，或1：950)。
一種微量硼處理的埋弧焊焊劑，焊劑中的硼化物與焊劑的質量比為0.1-2：100(具體可選：1：100，或1：22，或1：25，或1：50，或1：250，或1：525，或1：725，或1：950)。
另一種向焊縫金屬滲微量硼元素的方法，包括：將硼化物加入到焊接材料中，硼化物與焊接材料的質量比為0.1-2：100；所述焊接材料為埋弧焊用焊劑；采用上述含硼化物的焊接材料進行焊接時，硼化物在焊接電弧空間分解出單質硼，單質硼滲入焊縫金屬，焊接電流大于311A。
本發明的一種焊接冶金滲合金方法，具有以下積極效果：(1)本發明的方法，工藝操作簡單，貼切市場需求；(2)使用本發明的方法，微量滲硼后可使熔敷金屬的韌性提高，從而提高焊接結構的服役安全性，(3)我國是焊接材料大國，本發明提出了一種新的焊接冶金方法來提高焊接材料的韌性水平，對我國焊接材料產業的發展將發揮積極促進作用。
具體實施方式
實施例1：
根據本發明的冶金方法，在12MnCrNi鋼配套手工焊條設計進行了實施。根據12MnCrNi鋼配套手工焊條的技術要求(見表1)，設計并制作三批藥皮含硼砂(四硼酸鈉，Na2B4O7·10H2O)的12MnCrNi鋼配套手工焊條(即將適量的硼砂加入到原藥皮混合物中)，三批焊條所采用的鋼芯和藥皮粉料的成分分別如 表2、3所示。三批焊條所施焊的母材及施焊工藝參數如表4所示。施焊后對所得的熔敷金屬進行了力學性能測試，測試結果如表5所示。作為對比，用原藥皮不含硼化物的12MnCrNi鋼配套手工焊條的測試數據見表6。
表1實施例——12MnCrNi鋼配套手工焊條的技術要求
熔敷金屬力學性能
表2實施例——12MnCrNi鋼配套手工焊條鋼芯成分(重量，％)(規格4mm)
表3實施例——12MnCrNi鋼配套手工焊條藥皮成分(重量，％)
使用鉀鈉混合水玻璃粘結，藥皮外徑6.0mm。
表4實施例——三批焊條所施焊的母材及施焊工藝參數
表5實施例——三批焊條熔敷金屬化學成分與力學性能
表6藥皮不含硼化物的12MnCrNi鋼配套手工焊條的熔敷金屬化學成分與力學性能
可見，相比藥皮不含硼化物的12MnCrNi鋼配套手工焊條，含硼化物的12MnCrNi鋼配套手工焊條的熔敷金屬-40℃V缺口沖擊韌性獲得大幅提高。
實施例2：
根據本發明的冶金方法，在350焊劑的改進設計中進行了實施。設計并制作三批焊劑含B2O3的350G焊劑，焊劑制作方法同原350焊劑。三批焊劑的成分分別如表7所示。三批焊劑所配焊絲為12MnCrNi(規格4mm)，所施焊的母材及施焊工藝參數如表8所示。施焊后對所得的熔敷金屬進行了力學性能測試，測試結果如表9所示。
表7實施例——350G焊劑成分(重量，％)
表8實施例——三批焊劑350G所施焊的母材及施焊工藝參數
表9實施例——熔敷金屬化學成分與力學性能
顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而并非是對本發明的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，只要選擇在電弧高溫可以發生分解的硼化物，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而這些屬于本發明的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明的保護范圍之中。