CN101301708A

CN101301708A - 改进的耐液态锌和含铝锌基合金腐蚀的焊接材料

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Publication number: CN101301708A
Application number: CNA2008100552730A
Authority: CN
Inventors: 陈冬; 李凤阁; 金向雷; 刘汇玲
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-06-27
Filing date: 2008-06-27
Publication date: 2008-11-12
Anticipated expiration: 2028-06-27
Also published as: CN101301708B

Abstract

本发明涉及一种焊接材料，尤其是对堆焊焊条或药芯焊丝进行改进的一种改进的耐液态锌和含铝锌基合金腐蚀的焊接材料。该焊接材料的焊条药皮或焊丝药芯是由下列重量份数的组分组成：石墨0.1－8份、金红石1－8份、大理石8－25份、萤石9－30份、长石5－16份、云母1－5份、铬粉0.1－25份、硅铁10－40份、锰铁10－15份、钼粉10－20份、铝粉0.1－15份、镍粉0.1－25份、钛白粉1－10份、钛铁5－20份、稀土0.1－5份，钨铁0.1－15份，硼铁0.1－10份。采用上述方案，使得该焊接材料使用温度在480℃－550℃之间、且有效的提高耐锌腐蚀性改进的耐液态锌和含铝锌基合金腐蚀的焊接材料。

Description

改进的耐液态锌和含铝锌基合金腐蚀的焊接材料

技术领域

本发明涉及一种焊接材料，尤其是对堆焊焊条或药芯焊丝进行改进的一种改进的耐液态锌和含铝锌基合金腐蚀的焊接材料。

背景技术

众所周知，钢材与锌液接触时，液态锌和钢基体发生物理化学作用。钢中各元素和锌液中合金元素对锌铁反应速度和反应产物——锌铁合金相的组成有十分重要的影响。热镀锌经典理论提出钢中碳、硅、磷等元素对锌铁反应的影响很大，一般而言，碳、硅、磷含量越高，锌铁反应越激烈，锌对铁的腐蚀失重就越大，为了减少锌液对铁的腐蚀，一般采用低硅、低碳钢或工业纯铁制作锌锅和结构件。铝是热镀锌中最主要的合金元素，锌液中添加铝可以增加镀层附着力、镀层光泽、镀层在使用环境中的耐蚀性。锌液合金元素中对锌铁反应影响最大的元素也是铝，液态铝对钢腐蚀极为严重。锌液中镁、镍、稀土、铅对锌铁反应无不良影响。随着锌中铝含量的增加，在孕育期后，锌液对铁的腐蚀失重也大大增加，以锌锅为例，50mm厚的低碳、低硅钢焊制的锌锅，在纯锌中的使用寿命可达3-5年，当锌中铝含量达0.1-0.2％时，使用寿命为1年左右，锌中铝含量达5％时，使用寿命仅为一个月。近年来calfan合金(Zn-5％ Al-RE)在我国获得推广，热镀Galfan合金的锅体和锅内结构件不能用碳钢。为了提高锌锅及锅内结构件的使用寿命，修补被锌液和含铝锌基合金腐蚀的表面需用堆焊材料，目前我国尚无耐锌液和含铝锌液腐蚀的专用焊条，一般采用J422低碳电焊条，其在含铝锌液中稳定性很不理想。

本申请人于2003年9月28日申请了一种耐液态锌和含铝锌基合金腐蚀的堆焊焊条，使堆焊熔敷金属在热镀温度为470℃以下的锌和含铝锌基合金中有良好的化学稳定性，同时使焊接材料具有优良的焊接工艺性能，解决了现有技术中存在的问题，但在防止高温(＞480℃)锌液对铁的腐蚀方面还不够理想，因热镀温度是影响锌液对铁的腐蚀的最重要的因素之一，开发使用温度在480℃---550℃的耐锌腐蚀焊接材料越来越显得迫切。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种使用温度在480℃---550℃之间、且有效的提高耐锌腐蚀性改进的耐液态锌和含铝锌基合金腐蚀的焊接材料。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种改进的耐液态锌和含铝锌基合金腐蚀的焊接材料，尤其是以H08、1Cr13或Cr25A15的钢丝为焊芯、并用钾钠水玻璃将焊芯与药皮粘结、且药皮重量系数为0.6-1.2的堆焊焊条，或以H08扁带为外皮、并将药芯包覆的药芯焊丝，其特征在于所述的焊条药皮或焊丝药芯是由下列重量份数的组分组成：石墨0.1-8份、金红石1-8份、大理石8-25份、萤石9-30份、长石5-16份、云母1-5份、铬粉0.1-25份、硅铁10-40份、锰铁10-15份、钼粉10-20份、铝粉0.1-15份、镍粉0.1-25份、钛白粉1-10份、钛铁5-20份、稀土0.1-5份，钨铁0.1-15份，硼铁0.1-10份。

作为上述方案的改进，所述的焊条药皮或焊丝药芯是由下列重量份数的组分组成：石墨1-6份、金红石2-6份、大理石10-20份、萤石12-25份、长石5-10份、云母1.5-3.5份、铬粉1.5-20份、硅铁20-30份、锰铁10-12份、钼粉10-15份、铝粉7-12份、镍粉1-10份、钛白粉2-7份、钛铁6-15份、稀土1.5-3份，钨铁2-10份，硼铁1.5-8份。

作为上述方式的进一步改进，所述的焊条药皮或焊丝药芯是由下列重量份数的组分组成：石墨3份、金红石3份、大理石15份、萤石15份、长石5份、云母2份、铬粉3份、硅铁25份、锰铁10份、钼粉10份、铝粉10份、镍粉2份、钛白粉3份、钛铁7份、稀土2份，钨铁4份，硼铁2份。

本发明的堆焊层熔敷金属由下列重量百分数的化学成分组成：C：0.02-4％，Si：5.0-20％，Mn：0.5-4.5％，Cr：5.0-28％，Ni：0.1-19％，Mo：4.0-8.0％，Al：0.1-10％，RE：0.1-0.7％，B：0.1-5.0％，W：0-8.0％，余量为Fe。

相对本申请人的在先专利，增加了石墨、钨铁和硼铁，可形成CrC、WC及少量的MoC，从而提高堆焊层的硬度；Si含量的增加，可形成SiO₂从而提高堆焊层的耐锌腐蚀；Al含量的提高，可形成Al₂O₃，提高堆焊层的耐锌腐蚀；由于增加了硼铁并提高了Si的含量，因其熔点高，可形成金属化合物，从而导致该焊接材料使用温度的提高，并在530℃以下使用，提高了该焊接材料使用的通用性。

具体实施方式

实施一：用FeCr25A15丝作焊芯，药皮成份为：石墨3Kg、金红石3Kg、大理石15Kg、萤石15Kg、长石5Kg、云母2Kg、铬粉3Kg、硅铁25Kg、锰铁10Kg、钼粉10Kg、铝粉10Kg、镍粉2Kg、钛白粉3Kg、钛铁7Kg、稀土2Kg，钨铁4Kg，硼铁2Kg。

制备方法：将上述药粉过40目筛，用水玻璃混合，用油压机挤压在焊芯上，经烘干制成电焊条。用直流电焊机将此电焊条堆焊成焊样，焊样中C：1.7％，Si：23.6％，Mn：4.1％，Cr：5.2％，Ni：0.5％，Mo：6.4％，Al：6.4％，RE：0.3％，B：1.2％，W：2.5％，余量为Fe。将焊样切成尺寸为20mm×20mm×20mm的方形试样。

将进口锌锅板切成尺寸20mm×15mm×30mm试样，其化学成分如下表：

测量焊接熔敷金属试样和进口锌锅板试样的外形尺寸，计算出表面积，

分别称重后将焊接试样与进口锌锅板试样同时放入锌或不同铝含量的锌铝合金熔体中。在不同温度不同铝含量的情况下浸泡30小时，试样取出后，用添加缓蚀剂的盐酸溶液去除腐蚀产物并测量腐蚀后试样的外形尺寸和失重，按下式分别计算腐蚀速度，其腐蚀数据如下表：

由此可见，焊条熔敷金属在纯锌中的使用寿命是进口锌锅板的2.3-12倍，在含铝0.5％-5％的锌液中是进口锌锅板的16-50倍。在纯锌和不同铝含量的锌铝合金中均有良好的耐蚀性。且本焊条其熔敷金属在锌液中的寿命是进口低硅、低碳、低磷、低硫锌锅板的2.3-50倍，且使用方便、效果显著。可较好地解决液相线及局部高温造成的锌锅腐蚀问题。

实施二：以H08扁钢为外皮，药芯成份为：石墨6Kg、金红石5Kg、大理石17Kg、萤石25Kg、长石12Kg、云母2.5Kg、铬粉0.5Kg、硅铁15Kg、锰铁12Kg、钼粉15Kg、铝粉0.2Kg、镍粉15Kg、钛白粉2Kg、钛铁12Kg、稀土3Kg，钨铁7Kg，硼铁5Kg。制备方法：将上述药粉过40目筛，在药芯焊丝机上用H08扁钢包裹成药芯焊丝，用直流电焊机将此电焊条堆焊成焊样。

实施例三：以H08作焊芯，药皮成份为：石墨8Kg、金红石8Kg、大理25Kg、萤12Kg、长石16Kg、云母1Kg、铬粉0.1Kg、硅铁10Kg、锰铁15Kg、钼粉15Kg、铝粉2Kg、镍粉25Kg、钛白粉7Kg、钛铁5Kg、稀土0.2Kg，钨铁15Kg，硼铁10Kg。制备方法同实施例一。

实施例四：以H08作焊芯，药皮成份为：石墨0.2Kg、金红石2.1Kg、大理石21Kg、萤石30Kg、长石7Kg、云母2.3Kg、铬粉23Kg、硅铁40Kg、锰铁10Kg、钼粉13Kg、铝粉11Kg、镍粉4Kg、钛白粉2Kg、钛铁15Kg、稀土5Kg，钨铁3Kg，硼铁6Kg。制备方法同实施例一。

Claims

1、一种改进的耐液态锌和含铝锌基合金腐蚀的焊接材料，尤其是以H08、1Cr13或Cr25A15的钢丝为焊芯、并用钾钠水玻璃将焊芯与药皮粘结、且药皮重量系数为0.6-1.2的堆焊焊条，或以H08扁带为外皮、并将药芯包覆的药芯焊丝，其特征在于所述的焊条药皮或焊丝药芯是由下列重量份数的组分组成：石墨0.1-8份、金红石1-8份、大理石8-25份、萤石9-30份、长石5-16份、云母1-5份、铬粉0.1-25份、硅铁10-40份、锰铁10-15份、钼粉10-20份、铝粉0.1-15份、镍粉0.1-25份、钛白粉1-10份、钛铁5-20份、稀土0.1-5份，钨铁0.1-15份，硼铁0.1-10份。

2、根据权利要求1所述的改进的耐液态锌和含铝锌基合金腐蚀的焊接材料，其特征在于所述的焊条药皮或焊丝药芯是由下列重量份数的组分组成：石墨1-6份、金红石2-6份、大理石10-20份、萤石12-25份、长石5-10份、云母1.5-3.5份、铬粉1.5-20份、硅铁20-30份、锰铁10-12份、钼粉10-15份、铝粉7-12份、镍粉1-10份、钛白粉2-7份、钛铁6-15份、稀土1.5-3份，钨铁2-10份，硼铁1.5-8份。

3、根据权利要求2所述的改进的耐液态锌和含铝锌基合金腐蚀的焊接材料，其特征在于所述的焊条药皮或焊丝药芯是由下列重量份数的组分组成：石墨3份、金红石3份、大理石15份、萤石15份、长石5份、云母2份、铬粉3份、硅铁25份、锰铁10份、钼粉10份、铝粉10份、镍粉2份、钛白粉3份、钛铁7份、稀土2份，钨铁4份，硼铁2份。

4、根据权利要求1所述的改进的焊接材料，其特征在于堆焊层熔敷金属由下列重量百分数的化学成分组成：C：0.02-4％，Si：5.0-20％，Mn：0.5-4.5％，Cr：5.0-28％，Ni：0.1-19％，Mo：4.0-8.0％，Al：0.1-10％，RE：0.1-0.7％，B：0.1-5.0％，W：0-8.0％，余量为Fe。