一种用于焊接304奥氏体不锈钢的埋弧焊剂及其制备方法技术

本发明专利技术属于焊接材料领域，公开了一种用于焊接304奥氏体不锈钢的埋弧焊剂及其制备方法。所用原料重量百分比为：烧结镁砂：23

【技术实现步骤摘要】
一种用于焊接304奥氏体不锈钢的埋弧焊剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于焊接材料领域，公开了一种用于焊接304奥氏体不锈钢的埋弧焊剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]304钢作为奥氏体不锈钢中应用最为广泛的种类，一直受到国内研究人员的高度重视，但对其配套焊剂的研发则较少，当今一些不锈钢焊接生产中仍然使用熔炼焊剂。
[0003]在常温下304奥氏体不锈钢的显微组织为稳定的奥氏体组织，与其他类型的不锈钢相比，该材料不发生相变，对氢不敏感，易焊接，且焊态接头有良好的塑韧性，但焊缝处容易产生热裂纹和晶间腐蚀。
[0004]晶间腐蚀是沿晶粒分界面向内延伸的腐蚀，极大降低了晶粒间结合力，从而降低金属的强度，但出现晶间腐蚀时，外表面却无异常状态，不容易被检测出来，因而给材料的使用带来极大的安全隐患。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在不足，本专利技术提供了一种用于焊接304奥氏体不锈钢的埋弧焊剂。通过对焊剂配方设计，特别是稀土氧化铈比例的设计，最终得到的焊接接头具有与母材相当的性能，如抗拉强度、冲击韧性等，采用本配方的焊剂焊接，电弧稳定，脱渣好，焊缝成型美观，具有良好的使用性能。
[0006]本专利技术是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
[0007]（1）一种用于焊接304奥氏体不锈钢的埋弧焊剂，所用原料重量百分比为：烧结镁砂：23
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27%、铝矾土：20
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23%、浮选萤石：15
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20%、大理石：7<br/>‑
10%、硅灰石：10
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15%、锰铁：2
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3%、高硅硅铁：1
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1.5%、金红石：8
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10%、氧化铈：1
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2%；各原料总量为100%。
[0008]所用粘结剂为钾钠水玻璃，其用量为上述粉料总重的18～23%。
[0009]其中上述各原料的主要成分及重量百分比成分如下：烧结镁砂主要成分MgO，其中MgO：90～95%、SiO2≤5%、S≤0.03%、P≤0.03%、C≤0.20%、1hr@1000℃的烧失量≤1.0%；粒度要求为100%通过40目且95%以上通过60目，但过200目数量不超过30%；铝矾土主要成分是Al2O3，其中Al2O3：80～85%、SiO2:5～10%、Fe2O3≤2.5%、TiO2≤5%、S≤0.03%、P≤0.05%、C≤0.1%、碱度≤0.3、1hr@105℃的水分≤0.5%；粒度要求为100%通过60目且95%以上通过100目，但过325目数量不超过60%；浮选萤石主要成分是CaF2，其中CaF2≥97.0％、SiO2≤2%、S≤0.05%、P≤0.03%、CaCO3≤1.5%、1hr@105℃的水分≤0.5%；粒度要求为100%通过60目、70%以上通过200目，但过325目数量不超过20%；金红石主要成分是TiO2，其中TiO2≥95%、S≤0.03%、P≤0.03%；粒度要求为100%通过40目、90%以上通过120目，但过200目数量不超过30%；
大理石主要成分是CaCO3，其中CaCO3≥98%、S≤0.01%、P≤0.01%；粒度要求为100%通过60目、90%以上通过120目，但过200目数量不超过30%；锰铁中Mn：76.0
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80.0%、C≤1.00%、Si≤1.50%、S≤0.030%、P≤0.100%、N≤0.0550%；粒度要求为100%通过100目、80%以上通过200目，但过325目数量不超过30%；高硅硅铁中Si:40.0～47.0%、C≤0.10%、S≤0.03%，P≤0.04%、Cr≤0.5；Mn≤0.7；粒度要求为100%通过60目且80%通过120目；氧化铈主要成分为CeO2，其中CeO2≥99.9%、La2O3≤0.08%、Fe2O
3 %≤0.005、SiO
2 ≤0.02、CaO %≤0.01；粒度要求为100%通过100目且80%通过150目；粘结剂钾钠水玻璃中，各成分及重量百分比为，K2O：11.5～14%、Na2O：3.5～5.5%、SiO2：25～29%；模数2.4
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2.9；浓度40
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44Be。
[0010]上述粉剂及粘结剂主要作用如下：烧结镁砂：其主要成分MgO为碱性氧化物，熔点较高；是烧结焊剂常用的造渣原料之一。它可以提升熔渣的碱度，在敢接过程中可以降低焊缝中扩散氢的含量，起到提高焊缝冲击韧性的作用。但必须严格控制其用量，因为MgO熔点较高的特性，当其添加量过大时，会导致熔渣粘度过大，同时熔渣表面张力也增大，使得熔渣的流动性变差，进而使得焊缝中缺陷率增多，主要体现在坡口中焊时，容易出现咬边和夹渣等缺陷。
[0011]铝矾土：其主要成分Al2O3为中性氧化物，也是烧结焊剂常用的造渣原料之一。Al2O3是一种高熔点物质，熔点达到2050℃，在焊接过程中可以调节熔渣的熔点及黏度。此外Al2O3在高温下还可以提高电弧的集中程度；另一方面由于其熔点较高的特性，必须控制其加入量，因为过高的Al2O3会过度增大熔渣黏度，导致熔渣的流动性不佳，易出现焊缝夹渣及咬边，影响焊道外观形貌及焊缝质量。
[0012]萤石：其主要成分CaF2为碱性盐，在焊接过程中主要起到造渣以及脱硫脱氢的作用。CaF2是一种强稀释剂，降低熔渣的粘度及表面张力，可以降低焊缝中的氢含量，提升焊缝冲击韧性。但过量的萤石会使电弧稳定性变差、且熔渣过稀，不利于焊缝成型。
[0013]大理石：其主要成分CaCO3为碱性盐，主要起到造气和造渣的作用，同时还具备脱硫以及稳弧的功能。此外大理石在加热过程中分解生成CaO，CaO结构稳定，有较大的表面张力和熔渣与金属的界面张力，能够促使进入熔池中的少许熔渣从熔池中上浮，提高脱渣能力，改善焊缝成型。
[0014]金红石:主要作用是造渣、稳弧，通过调整熔渣的熔点、粘度及流动性等，使得焊缝成型美观细腻，脱渣良好。
[0015]高硅硅铁：主要作用是脱氧剂，可以降低熔池中氧含量，减少焊接过程中合金元素的烧损，达到净化焊缝的作用，从而提升焊缝的强度和韧性；但过多的高硅硅铁会提升SiO2的活度，容易引起焊缝中Si含量的提升，导致焊缝韧性下降。
[0016]锰铁：主要作用也是脱氧剂，此外锰铁的加入可以还降低熔渣中SiO2的活度。
[0017]氧化铈：在焊缝金属中加入Ce，可以起到脱S、脱O、改变夹杂物形态、细化晶粒等作用，进而提升其塑性和强度。但由于纯Ce不易获得，因此本专利技术专利采用了价格低廉易获取的CeO2。
[0018]钾钠水玻璃：在焊接过程中起到稳弧及造渣的作用；在制造过程中主要作用是粘结剂，此外钾钠水玻璃较钠水玻璃有抗吸潮能力强的优势。
[0019]（2）一种用于焊接304奥氏体不锈钢的埋弧焊剂的制备方法，首先按照上文所述粉料按照比例称重混合后搅拌均匀，然后加入重量为粉料总重量18～23%的钾钠本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于焊接304奥氏体不锈钢的埋弧焊剂，其特征在于，用原料重量百分比为：烧结镁砂：23
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27%、铝矾土：20
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23%、浮选萤石：15
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20%、大理石：7
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10%、硅灰石：10
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15%、锰铁：2
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3%、高硅硅铁：1
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1.5%、金红石：8
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10%、氧化铈：1
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2%；各原料总量为100%。2.如权利要求1所述的埋弧焊剂，其特征在于，烧结镁砂主要成分MgO，其中，各成分及重量百分比为，MgO：90～95%、SiO2≤5%、S≤0.03%、P≤0.03%、C≤0.20%、1hr@1000℃的烧失量≤1.0%；粒度要求为100%通过40目且95%以上通过60目，但过200目数量不超过30%；铝矾土主要成分是Al2O3，其中，各成分及重量百分比为，Al2O3：80～85%、SiO2:5～10%、Fe2O3≤2.5%、TiO2≤5%、S≤0.03%、P≤0.05%、C≤0.1%、碱度≤0.3、1hr@105℃的水分≤0.5%；粒度要求为100%通过60目且95%以上通过100目，但过325目数量不超过60%。3.如权利要求1所述的埋弧焊剂，其特征在于，浮选萤石主要成分是CaF2，其中，各成分及重量百分比为，CaF2≥97.0％、SiO2≤2%、S≤0.05%、P≤0.03%、CaCO3≤1.5%、1hr@105℃的水分≤0.5%；粒度要求为100%通过60目、70%以上通过200目，但过325目数量不超过20%；金红石主要成分是TiO2，其中，各成分及重量百分比为，TiO2≥95%、S≤0.03%、P≤0.03%；粒度要求为100%通过40目、90%以上通过120目，但过200目数量不超过30%。4.如权利要求1所述的埋弧焊剂，其特征在于，大理石主要成分是CaCO3，其中，各成分及重量百分比为，CaCO3≥98%、S≤0.01%、P≤0.01%；粒度要求为100%通...

【专利技术属性】
技术研发人员：白云鸽，秦振，方世民，李世健，田大成，
申请(专利权)人：苏州思萃熔接技术研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：