超低氢高碱度烧结焊剂制造技术

本发明专利技术提供了一种超低氢高碱度烧结焊剂。主要适用于核反应堆压力容器及其它重要压力容器的焊接。其主要特征是该焊剂的具体组份（重量％）为：ＣａＣＯ↓［３］１５～２５％，ＭｇＯ２２～３０％，ＳｉＯ↓［２］１０～１５％，Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］１５～２０％，ＣａＦ↓［２］１２～１８％，ＢａＣＯ↓［３］４～９％，Ｌｉ↓［２］Ｏ１～２. ５％，Ｋ↓［２］Ｏ０. ５～３％，Ｎａ↓［２］Ｏ０. ５～３％，ＲＥＭｇ０. ２～５％。本发明专利技术具有显著的脱磷效果，与相应的焊丝相匹配所得的焊缝金属不仅具有较高强度，优异的低温塑韧性，而且还具有良好的抗辐照脆性能和焊接工艺性能。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于焊接材料。主要适用于核反应堆压力容器及其它重要压力容器的焊接。核反应堆压力容器是核电站等最关键的设备，它维系着整个核电站及其它重要设施的安全。焊接是制造核反应堆压力容器的最主要的制造工艺，而焊接接头又往往是这一类承压设备中最薄弱环节。在核反应堆的运转过程中，焊接接头与其所焊接的承压壳体一样，每平方厘米要承受1×1019中子流的冲击，因此，不仅要求焊接接头具有良好塑性韧性和较高的强度，而且还要求具有优异的抗辐照脆化性能。在金属材料及其焊缝金属中，P是对中子辐照脆化最敏感的元素，不仅降低焊缝金属的低温韧性，而且使辐照脆化温度大大提高，严重威力核反应堆的安全运行。因此，作为核反应堆压力容器等焊接之用的焊剂，不仅要求焊剂本身的含磷量低，而且还要求对焊缝金属具有脱磷效果。另外，核反应堆压力容器多为厚壁容器，通常采用窄间隙埋弧焊，因此，对焊剂的工艺性能，特别是脱渣性能和焊道成形性均有较高的要求。在现有的核反应堆压力容器焊接用的焊剂中，主要有熔炼焊剂和烧结焊剂两个类型，如日本《原子力发电机器的溶接》(昭和60年6月)所介绍的MF-27x焊剂和日本专利昭5395145所提供的焊剂，虽然焊缝金属都具较好的低温塑韧性，但焊剂本身不具备脱磷作用，致使焊缝金属的含P量仍然不低。本专利技术的目的在于提供一种不仅具有优异的低温塑韧性能和窄间隙埋弧焊工艺性能，而且具有显著的脱磷效果和抗辐照脆化性能好的超低氢高碱度烧结焊剂。根据上述目的，本专利技术采用了MgO-CaO-SiO2-Al2O3高碱度渣系，为了使焊剂具有脱磷性能，本专利技术采取了以下措施1).提高熔渣的碱度，碱度系数为Brrw为2.5～3.02).在不影响焊缝金属韧性的前提下，适当增加焊剂的氧化性，增加焊剂氧化性的具体措施是采用大理石，而不象许多烧结焊剂那样采用硅灰石、大理石分解放出氧化性气氛，实现氧化脱磷+ 5/4 O2＝PO2.5适当增加氧化物性，不仅有利于脱磷，而且还有助于降低扩散氢含量。3).通过添加CaF2，使熔渣熔点适当降低，有助于脱磷。4).用BaO部分取代CaO，从而提高脱磷效果。同时，为了改善焊剂的工艺性能，特别是窄间隙根部的脱渣性，焊剂中不加冰晶石(Na3AlF6)，而加入少量的稀土镁(REMg)。基于上述考虑，本专利技术的具体组份(重量%)为CaCO315～25%，MgO22～30%，SiO210～15%，AL2O315～20%，CaF212～18%，BaCO34～9%，Li2O1～2.5%，K2O0.5～3%，Na2O0.5～3%，REMg0.2～5%。在焊剂的生产方法上，为了改善焊剂的工艺性能，特别是窄间隙根部的脱渣性，还将烧结温度提高到780～890℃，另外，将焊剂的最终粒度控制在14～60目，利于细化焊道的表面波纹。本专利技术的生产工艺如下首先按化学组份配料，随后混料;混合均匀后，过筛，通过40目筛，同时去除物料中夹杂物;过筛的粉末进行湿调，用水玻璃作粘结剂调湿均匀;接着造粒，并在温度100～150℃下烘焙，最后在温度780～890℃下高温烧结成形，再过筛，即成为成品。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点(1)具有显著的脱磷效果，可使焊缝金属的磷含量降低0.02～0.03%，焊缝金属的磷含量低于焊丝磷含量。(2)焊缝金属的扩散氢含量低，一般在2.8ml/100g以下(水银法)。(3)脱渣性好，焊道成形美观。实施例根据本专利技术超低氢高碱度烧结焊剂的化学组份，配制了三批焊剂，即A、B、C三个批号，为了对比，还用日本焊剂MF-27x和中国焊剂HJ153进行对比试验，其具体组份如表1所示。采用本专利技术A、B、C三批焊剂和对比例MF-27x焊剂、HJ153焊剂，与相应的焊丝1＃、2＃、3＃相匹配，对50mm厚的A508-3钢板进行窄间隙埋弧焊。焊丝的化学成分如表2所示。焊后对试板进行了解剖，测定了焊缝金属的化学成分(包括磷含量)、拉伸性能、冲击韧性，并进行了辐照试验，测出了辐照前后的脆性转折温度，其结果分别列入表3、表4、表5和表6。表1实施例焊剂组份(重量%) 表2实施例与对比例焊剂相匹配焊丝的化学成分(重量%) 表3实施例与对比例焊缝金属的化学成分(重量%) 表4实施例与对比例焊缝金属的力学性能 表5实施例与对比例焊缝金属的冲击韧性KCV(J) 表6实施例与对比例焊缝金属辐照试验前后41J转折温度 权利要求1.一种超低氢高碱度烧结焊剂，含有MgO、Al2O3、CaF2、SiO2、LiO2、K2O、Na2O，其特征在于焊剂的组份(重量%)为CaCO315～25%，MgO22～30%，SiO210～15%，Al2O315～20%，CaF212～18%，BaCO34～9%，Li2O1～2.5%，K2O0.5～3%，Na2O0.5～3%，REMg0.2～5%。全文摘要本专利技术提供了一种超低氢高碱度烧结焊剂。主要适用于核反应堆压力容器及其它重要压力容器的焊接。其主要特征是该焊剂的具体组份(重量％)为CaCO文档编号B23K35/36GK1107770SQ9410638公开日1995年9月6日 申请日期1994年6月14日 优先权日1994年6月14日专利技术者田志凌, 梁东图, 孙永令, 潘川, 吕韵生, 靳飞, 李剑 申请人:冶金工业部钢铁研究总院本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超低氢高碱度烧结焊剂，含有ＭｇＯ、Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］、ＣａＦ↓［２］、ＳｉＯ↓［２］、ＬｉＯ↓［２］、Ｋ↓［２］Ｏ、Ｎａ↓［２］Ｏ，其特征在于焊剂的组份（重量％）为：ＣａＣＯ↓［３］１５～２５％，ＭｇＯ２２～３０％，ＳｉＯ↓［２］１０～１５％，Ａｌ２Ｏ↓［３］１５～２０％，ＣａＦ↓［２］１２～１８％，ＢａＣＯ↓［３］４～９％，Ｌｉ↓［２］Ｏ１～２. ５％，Ｋ↓［２］Ｏ０. ５～３％，Ｎａ↓［２］Ｏ０. ５～３％，ＲＥＭｇ０. ２～５％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：田志凌，梁东图，孙永令，潘川，吕韵生，靳飞，李剑，
申请(专利权)人：安泰科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]