本發(fā)明涉及一種燒結(jié)焊劑，尤其涉及一種用于大熱輸入埋弧焊的燒結(jié)焊劑。

背景技術(shù)：

在船舶制造、機(jī)械重工行業(yè)，由于結(jié)構(gòu)使用的鋼板厚度較大，為提高焊接效率，普遍采用雙絲或多絲埋弧焊進(jìn)行拼板焊接。而雙絲或多絲埋弧焊與普通焊接方法相比，其焊接熱輸入很大，達(dá)到80~200kj/cm。因?yàn)楹附訜彷斎氪螅附咏宇^組織粗大，韌性較差，而且焊接接頭的裂紋敏感率較高。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)于用于大熱輸入焊接的埋弧焊劑認(rèn)識(shí)較少，缺乏深入的研究。

因此，需要提供一種新的技術(shù)方案來(lái)解決上述問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種用于大熱輸入埋弧焊的燒結(jié)焊劑。使用該焊劑進(jìn)行大熱輸入埋弧焊接，熔敷金屬具有優(yōu)良的機(jī)械性能，特別是低溫沖擊韌性較好，而且焊接接頭的裂紋敏感率低，保證了焊接接頭的質(zhì)量。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的一種用于大熱輸入埋弧焊的燒結(jié)焊劑，該燒結(jié)焊劑的組分包括礦物干粉和粘結(jié)劑，

礦物干粉組成中各組分的重量百分比為：

電熔鎂砂30-40%；

螢石15~25%；

剛玉20~30%；

硅灰石10~20%；

鈦鐵1~3%；

氟化稀土1~3%；

合金劑0~3%；

粘結(jié)劑的重量占礦物干粉總重量的20~30%。

所述粘結(jié)劑為20℃時(shí)模數(shù)m＝2.8~3.0，濃度40~42°be的鈉水玻璃。

一種用于大熱輸入埋弧焊的燒結(jié)焊劑的制備方法，包括以下步驟：

將上述礦物干粉按比例混合均勻后，再加入20℃時(shí)模數(shù)m＝2.8~3.0，濃度為40~42°鈹?shù)拟c水玻璃進(jìn)行造粒，經(jīng)200~300℃低溫烘焙40~60min，780~800℃高溫?zé)Y(jié)30~50min，然后出爐冷卻，過(guò)12~60目篩，即為成品燒結(jié)焊劑。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明涉及的用于大熱輸入埋弧焊的燒結(jié)焊劑，使用該焊劑進(jìn)行大熱輸入埋弧焊接，焊接過(guò)程穩(wěn)定，焊縫成型美觀，熔敷金屬具有優(yōu)良的機(jī)械性能，特別是低溫沖擊韌性較好，而且焊接接頭的裂紋敏感率低，保證了大熱輸入焊接情況下焊接接頭的質(zhì)量。

具體實(shí)施方式

為了加深對(duì)本發(fā)明的理解，下面將結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，該實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍的限定。

本發(fā)明的一種用于大熱輸入埋弧焊的燒結(jié)焊劑，該燒結(jié)焊劑的組分包括礦物干粉和粘結(jié)劑，礦物干粉組成中各組分的重量百分比為：

電熔鎂砂30-40%；螢石15~25%；剛玉20~30%；硅灰石10~20%；鈦鐵1~3%；氟化稀土1~3%；合金劑0~3%；

粘結(jié)劑的重量占礦物干粉總重量的20~30%。

表1為實(shí)施例1到實(shí)施例3的焊劑干粉成分重量百分比配比表。

表1實(shí)施例干粉成分重量百分比配比

本發(fā)明的一種用于大熱輸入埋弧焊的燒結(jié)焊劑的制備方法為：

將重量百分比為表1，實(shí)施例1~實(shí)施例3的礦物干粉按比例混合均勻后，再加入20℃時(shí)模數(shù)m＝2.8~3.0，濃度為40~42°，鈹be的鈉水玻璃，經(jīng)250~300℃低溫烘焙40~60min，780~800℃高溫?zé)Y(jié)30~50min，然后出爐冷卻，過(guò)12~60目篩，制成成品焊劑。

按照上述三個(gè)實(shí)施例制成的埋弧焊燒結(jié)焊劑，以國(guó)外某知名品牌焊劑作為比較例，配合同一種埋弧焊絲h10mn2，進(jìn)行熔敷金屬化學(xué)成分分析、熔敷金屬力學(xué)性能測(cè)試，以及焊接接頭的抗裂性試驗(yàn)。焊接規(guī)范：焊接熱輸入為80~150kj/cm，道間溫度100~150℃。經(jīng)過(guò)檢測(cè)，熔敷金屬的化學(xué)成分見(jiàn)表2，熔敷金屬的力學(xué)性能見(jiàn)表3.

表2熔敷金屬的化學(xué)成分

表3熔敷金屬的力學(xué)性能

從上述數(shù)據(jù)對(duì)比可以看出，實(shí)施例配方焊劑在滲s、p量方面明顯低于比較例焊劑。此外，實(shí)施例焊劑的熔敷金屬的-40℃低溫沖擊功顯著高于比較例焊劑。

焊接接頭的抗裂性試驗(yàn)的比較。采用增加橫向筋板及縱向筋板的方式提高焊接接頭的拘束度，使焊接接頭產(chǎn)生裂紋。在經(jīng)過(guò)80~150kj/cm大熱輸入的埋弧焊試驗(yàn)之后，產(chǎn)生裂紋率的比較結(jié)果見(jiàn)表4。

表4裂紋率的比較

裂紋率d=(l/l0)×100%，l：產(chǎn)生裂紋的總長(zhǎng)度；l0：焊縫總長(zhǎng)度。

經(jīng)過(guò)抗裂性試驗(yàn)可以看出，使用各實(shí)施例配方焊劑焊接的焊接接頭裂紋敏感率低，其抗裂性明顯優(yōu)于比較例焊劑。

本發(fā)明涉及的用于大熱輸入埋弧焊的燒結(jié)焊劑中各組分的作用詳述如下：

電熔鎂砂：具有造渣，調(diào)節(jié)熔渣堿度、粘度、流動(dòng)性和改善焊縫成型的作用。電熔鎂砂在熔化狀態(tài)能與焊劑中的sio2復(fù)合，降低其活度，穩(wěn)定焊接過(guò)程。電熔鎂砂含量過(guò)高會(huì)增加熔渣的熔點(diǎn)，影響脫渣性和焊縫成型；含量過(guò)低，則降低焊劑堿度，使得焊縫金屬純凈度降低。

螢石：偏堿性的鹽，熔點(diǎn)較低，能夠降低熔渣表面張力和提高熔渣流動(dòng)性；其在高溫下比較活潑，分解產(chǎn)生的氟氣能夠降低電弧中氫的分壓，從而有效降低焊縫金屬擴(kuò)散氫含量。含量過(guò)低時(shí)，會(huì)使焊劑堿度不夠和去氫效果不佳；含量過(guò)高時(shí)，會(huì)導(dǎo)致電弧不穩(wěn)和焊縫波紋粗大。

剛玉：調(diào)節(jié)熔渣熔點(diǎn)和粘度的有效成分，能使熔渣具有良好的流動(dòng)性，焊縫金屬與母材過(guò)渡平滑，焊縫成形美觀。含量過(guò)低時(shí)上述效果不明顯，含量過(guò)高時(shí)導(dǎo)致熔渣流動(dòng)性變差，焊縫容易產(chǎn)生咬邊、氣體壓坑和夾渣等缺陷。

硅灰石：主要用作造渣，形成硅酸鹽改善熔渣熔點(diǎn)及熔滴過(guò)渡性能，還具有除硫的作用。含量較低時(shí)，不能形成足量的硅酸鹽化合物，降低了渣殼的脆性，熔滴過(guò)渡顆粒較大，焊縫波紋較粗；而含量過(guò)高時(shí)，會(huì)增加對(duì)焊縫的滲硅，影響焊縫的性能。

鈦鐵：鈦鐵的加入主要起到脫氧的作用，含量較低時(shí)，焊縫脫氧效果不佳，提高了熔渣的氧化性，影響脫渣效果；含量較高時(shí)，增加了焊劑成本。

氟化稀土：主要用作去氫、凈化焊縫，當(dāng)含量較低時(shí)，焊縫的凈化效果不明顯，而含量過(guò)高時(shí)，凈化效果也趨于平緩。

合金劑：有脫氧和補(bǔ)充有效合金燒損的作用。

本發(fā)明的一種用于大熱輸入埋弧焊的燒結(jié)焊劑，使用該焊劑進(jìn)行大熱輸入埋弧焊接，焊接過(guò)程穩(wěn)定，焊縫成形美觀，熔敷金屬具有優(yōu)良的機(jī)械性能，特別是低溫沖擊韌性較好，而且焊接接頭的裂紋敏感率低，保證了大熱輸入焊接情況下焊接接頭的質(zhì)量。