一种抗气孔型熔炼焊剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及焊接技术领域，具体而言，涉及一种抗气孔型熔炼焊剂及其制备方法和应用。抗气孔型熔炼焊剂由按照质量百分比计的如下组分制成：CaO 28%~31%，Al2O

【技术实现步骤摘要】
一种抗气孔型熔炼焊剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及焊接
，具体而言，涉及一种抗气孔型熔炼焊剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]近年来，随着焊剂的发展，涌现了多种熔炼焊剂，例如二元系的氟硅型、氟钛型和氟锆型熔炼焊剂，再如三元系的氟硅锰型、钙硅锰型、氟硅钙型、氟铝钛型等熔炼焊剂。这些熔炼焊剂为高能电弧下连接船板钢提供了造渣、稳弧、合金过渡、熔池保护以及脱除有害杂质等冶金功能。在这些功能的加持下，滴落的金属液被熔化的母材稀释，并在气体、熔渣、金属之间的相界面上发生复杂的冶金反应。
[0003]然而，现有技术中的高碱度多元系熔炼焊剂在大线能量焊接下得到的焊缝内容易出现气孔缺陷。尽管使用酸性焊剂能够相对稳定地形成表面质量高、成形性好和没有气孔缺陷的焊缝。但是，由于酸性焊剂中的酸性氧化物含量较多，这对熔池造成的氧污染较为严重；而且在焊缝金属中形成的针状铁素体体积分数较低，焊缝承受低温冲击的能力较差，因而难以满足实际环境对产品性能的要求。
[0004]有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的第一目的在于提供一种近中性的抗气孔型熔炼焊剂，使用该抗气孔型熔炼焊剂焊接后获得的焊缝内没有气孔缺陷，同时，焊缝成形性和脱渣性好，焊缝金属的针状铁素体体积分数较高，具有良好的低温冲击韧性、维氏硬度和抗拉强度，且焊接过程中没有刺鼻性气体挥发。
[0006]本专利技术的第二目的在于提供一种抗气孔型熔炼焊剂的制备方法，该制备方法具有操作简单、工艺流程短、适合大批量生产等优点。
[0007]本专利技术的第三目的在于提供所述的抗气孔型熔炼焊剂在焊接船体用结构钢中的应用。
[0008]为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：本专利技术提供了一种抗气孔型熔炼焊剂，由按照质量百分比计的如下组分制成：CaO 28%~31%，Al2O
3 8%~12%，SiO
2 28%~60%和CaF
2 0%~31%。
[0009]优选地，所述抗气孔型熔炼焊剂由按照质量百分比计的如下组分制成：CaO 29%~30%，Al2O
3 9%~11%，SiO
2 30%~55%和CaF
2 4%~30%。
[0010]优选地，所述抗气孔型熔炼焊剂的粒度为20目~100目。
[0011]本专利技术还提供了如上所述的抗气孔型熔炼焊剂的制备方法，包括如下步骤：将混合均匀的各原料经过熔炼后，进行水淬，得到中间物料；将所述中间物料进行焙烧后，得到所述抗气孔型熔炼焊剂。
[0012]优选地，所述熔炼的温度为1500℃~1550℃，所述熔炼的保温时间为0.5h~1h。
[0013]优选地，所述焙烧的温度为650℃~750℃，所述焙烧的时间为1h~1.5h。
[0014]优选地，在所述焙烧之后，还包括将所述焙烧后的物料进行破碎和筛分的步骤。
[0015]本专利技术还提供了如上所述的抗气孔型熔炼焊剂在焊接船体用结构钢中的应用，所述抗气孔型熔炼焊剂配合焊丝，采用串列双丝埋弧焊法，对所述船体用结构钢进行所述焊接。
[0016]优选地，所述焊接的速度为400mm/min~600mm/min。
[0017]优选地，所述焊接的线能量为50kJ/cm~70kJ/cm。
[0018]优选地，所述焊接所用的前丝采用直流电，所述直流电的焊接电流为750A~900A，所述直流电的焊接电压为30V~40V；所述焊接所用的后丝采用交流电，所述交流电的焊接电流为600A~700A，所述交流电的焊接电压为30V~40V。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：（1）本专利技术提供的抗气孔型熔炼焊剂，采用其进行焊接后所获得的焊缝内没有气孔缺陷，并且，焊缝金属的针状铁素体体积分数较高。
[0020]（2）本专利技术提供的抗气孔型熔炼焊剂，采用其进行焊接后所获得的焊缝成形性和脱渣性好，而且具有良好的低温冲击韧性、维氏硬度和抗拉强度。此外，焊接过程内起弧容易，电弧燃烧稳定，焊接过程中没有刺鼻性气体挥发。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本专利技术实施例1提供的焊接后得到的焊接接头的宏观形貌图；图2为本专利技术实施例1提供的焊接后得到的焊缝的表面形貌图；图3为本专利技术实施例1提供的焊接后得到的焊缝金属的微观组织图；图4为本专利技术实施例2提供的焊接后得到的焊缝的表面形貌图；图5为本专利技术实施例2提供的焊接后得到的渣壳的宏观形貌图；图6为本专利技术实施例3提供的焊接后得到的焊缝的表面形貌图；图7为本专利技术对比例1提供的焊接后得到的焊接接头的宏观形貌图；图8为本专利技术对比例1提供的焊接后得到的焊缝的表面形貌图；图9为本专利技术对比例2提供的焊接后得到的焊缝的表面形貌图；图10为本专利技术对比例3提供的焊接后得到的焊接接头的宏观形貌图。
具体实施方式
[0023]下面将结合附图和具体实施方式对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保
护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0024]本专利技术提供了一种抗气孔型熔炼焊剂，由按照质量百分比计的如下组分制成：CaO 28%~31%（还可以选择29%或30%），Al2O
3 8%~12%（还可以选择9%、10%或11%），SiO
2 28%~60%（还可以选择29%、30%、33%、35%、37%、39%、40%、43%、45%、48%、50%、52%、55%或58%）和CaF
2 0%~31%（还可以选择1%、3%、5%、7%、9%、10%、13%、15%、18%、20%、23%、25%、28%或30%）。
[0025]使用该熔炼焊剂获得的焊缝内没有气孔缺陷，焊缝金属的针状铁素体体积分数较高，具有良好的低温冲击韧性、维氏硬度和抗拉强度；并且，该焊缝成形性和脱渣性好，焊接过程内起弧容易，电弧燃烧稳定，焊接过程中没有刺鼻性气体挥发。
[0026]具体地，在本专利技术所提供的抗气孔型熔炼焊剂中，CaO具有造渣，调节焊剂碱度，增强电弧稳定性和吸收焊接熔池内有害杂质的作用。本专利技术中CaO含量范围适宜，其既能够吸收焊接熔池中的S、P元素，强化焊缝金属低温韧性，又能在保证焊剂低吸潮性的同时适当降低造渣温度，达到减少焊缝表面气泡压痕数量提高焊缝成形性的目的。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗气孔型熔炼焊剂，其特征在于，所述抗气孔型熔炼焊剂由按照质量百分比计的如下组分制成：CaO 28%~31%，Al2O
3 8%~12%，SiO
2 28%~60%和CaF
2 0%~31%。2.根据权利要求1所述的一种抗气孔型熔炼焊剂，其特征在于，所述抗气孔型熔炼焊剂由按照质量百分比计的如下组分制成：CaO 29%~30%，Al2O
3 9%~11%，SiO
2 30%~55%和CaF
2 4%~30%。3.根据权利要求1所述的一种抗气孔型熔炼焊剂，其特征在于，所述抗气孔型熔炼焊剂的粒度为20目~100目。4.如权利要求1~3任一项所述的抗气孔型熔炼焊剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将混合均匀的各原料经过熔炼后，进行水淬，得到中间物料；将所述中间物料进行焙烧后，得到所述抗气孔型熔炼焊剂。5.根据权利要求4所述的抗气孔型熔炼焊剂的制备方法，其特征在于，所述熔炼的温度为1500℃~1550℃，所述熔炼的保温时...

【专利技术属性】
技术研发人员：王聪，刘玉洋，王占军，钟明，白航宇，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：