CN101434018B - 一种中锰高硅低氟熔炼型焊剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种中锰高硅低氟熔炼型焊剂，属于机械行业中的焊接领域，其有效组成成分的重量份额为：MnO 21-26、SiO2 36-40、CaF2 4-8、CaO 15-21、TiO2 3-5、MgO 3-5、Al2O3≤8、FeO≤1.8。具有能利用劣质锰矿(即低品位锰矿)生产、成本低、应用范围较广、且其各种质量技术指标均能达到GB/T 5293-1999中F4A2-H08A的有关规定等特点，可广泛应用于机械制造、石油化工、煤炭冶金、矿山、建筑、电力、军工、航天航空、海洋工程等领域的设备制造过程中的埋弧自动焊、半自动焊、电渣压力焊以及铜的焊接和竖向钢筋的压力焊等。

Description

一种中锰高硅低氟熔炼型焊剂
所属技术领域
本发明涉及机械行业中的焊接领域，特别是一种中锰高硅低氟熔炼型焊剂。
背景技术
在机械制造、石油化工、煤炭冶金、矿山、建筑、电力、军工、航天航空、海洋工程等领域的设备制造过程中，广泛应用着埋弧自动焊、半自动焊、电渣压力焊以及铜的焊接和竖向钢筋的压力焊等，在进行上述焊接时，需要使用各种焊剂进行保护。现有技术中，典型的焊剂有HJ431，这是一种熔炼型高锰高硅低氟焊剂，是一种淡黄色至红棕色的玻璃状物体，其有效组成成份为：MnO：32-38，SiO2：40-44，MgO：5-8，CaF2：3-7，CaO≤8，Al2O3≤6，P≤0.08，S≤0.06，这种焊剂生产技术是我国二十世纪五十年代从前苏联引进的，近六十年来，这种焊剂在国民经济建设中发挥了重要作用。但是由于近年来国内锰矿用量的大量增加，致使高品位的锰矿资源逐渐减少，继续生产高锰型焊剂，一是从资源方面会遇到严重的问题(生产一吨HJ431需要消耗锰含量在30％以上的锰矿一点二吨)；二是因锰矿价格(目前锰含量在30％的锰矿价格在1500元以上，且锰含量每增加一个百分点，锰矿价格增加100元)的成倍上涨而导致成本大幅度提高。中国专利(专利号为200410022890.2)公开的一种“钢筋电渣压力焊专用焊剂”，其组成成份的重量百分比是：MnO 20-24.5％，SiO2 35-40％，CaF2 5-10％，MgO 5-9％，CaO 5-8％，Al2O3 9-13％，TiO2 3-4.9％，FeO<3.5％；该焊剂属于中锰型焊剂，具有焊接时起弧容易、电弧和电渣过程稳定，焊接接头力学性能优良等优点，但该焊剂主要适用于III级钢筋焊接，其应用范围较窄。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能利用劣质锰矿(即低品位锰矿)生产，成本低，应用范围较广，且其各种质量技术指标均能达到GB/T 5293-1999中F4A2-H08A的有关规定的新型焊剂。
本发明所采取的技术方案是发明一种中锰高硅低氟熔炼型焊剂，其有效组成成分的重量百分比为：
MnO  21-26    SiO2 36-40     CaF2 4-8    CaO 15-21
TiO2 3-5      MgO  3-5       Al2O3≤8    FeO≤1.8。
其各有效组成成分的最佳重量百分比为：
MnO 24        SiO2 38        CaF2 6     CaO 18
MgO 4         TiO2 4         Al2O3≤8    FeO≤1.8。
本发明的中锰高硅低氟熔炼型焊剂(自定名HJ431D)，为灰白色至墨绿色玻璃状物体，属于中锰高硅低氟型，锰的含量较低，因而，其生产成本也较低，且能利用劣质锰矿(即低品位锰矿)生产，其与HJ431对比：HJ431的MnO含量为32-38％，HJ431D含量为21-26％，MnO含量降低了10个百分点，其入炉原料对比情况见表一。
表一：HJ431D与HJ431的成分对比与入炉原料对比情况
 
HJ431D HJ431
焊剂中的有效组成成分 MnO：24，SiO2：38，CaF2：6，CaO：18，MgO：4，TiO2：4，Al2O3：3，FeO：1.5。 MnO：34，SiO2：41，MgO：7，CaF2：5FeO：1.5，CaO：6，Al2O3：4。
入炉锰矿品位 TMn为23度 TMn为30度
原料配方 锰矿：50kg；莹石：20kg；水渣：60kg；白云石：20kg；河沙：23kg；焦粉：适量。 锰矿：120kg；莹石：20kg；镁砖：8kg；河沙：23kg；焦粉：15kg。
因此，本发明与现有技术(HJ431)相比，其有益效果主要有以下几点：
一是解决了焊剂生产的原材料问题。焊剂生产的入炉锰矿30度以上降到23度，这样就可以利用本地弃之不用的大量劣质锰矿作材料，无需跟铁合金争夺优质(即高品位)锰矿。
二是劣质锰矿的利用，使大量遭遗弃的不能使用的锰矿得以利用，变废为宝，减少了浪费，节约了资源，具有巨大的社会效益。
三是劣质锰矿价格大大低于优质锰矿，以劣质锰矿作原料，吨产品可降低生产成本15％以上。
四是HJ431D耗用的锰矿比HJ431少14％以上，较大的节约了高品位锰矿资源。
同时，本发明的焊剂，其各种质量技术指标与HJ431基本相当，均能达到GB/T5293-1999中F4A2-H08A的有关规定，其机械性能检测对比情况见表二。
表二 HJ431D与HJ431机械性能检测对比情况
 
机械性能 HJ431D HJ431 GB/T 5293-1999中F4A2-H08A的标准值
试板射线探伤(级) I I I
屈服强度ReL(Mpa) 365 362 ≥330
抗拉强度Rm(Mpa) 455 458 415-455
伸长率(％) 29 34.8 ≥22
冲击吸收功Akv(J) 68 63 ≥27
冲击试验温度(℃) -20 -20
此外，由于本发明的焊剂，可适用于埋弧自动焊、半自动焊、电渣压力焊以及铜的焊接和竖向钢筋的压力焊等方面，因此，其与现有技术“钢筋电渣压力焊专用焊剂”(专利号为200410022890.2)相比，具有应用范围较广的优点。
具体实施方式
实施例：取TMn为23度的锰矿86kg、莹石10kg、镁砂5kg、生石灰20kg、河沙25kg、金红石4.5kg，焦粉适量，加入电弧炉中进行熔炼，大约可得本发明的中锰高硅低氟熔炼型焊剂成品123kg，其有效组成成分重量百分比为：
MnO 24  SiO2 38   CaF2  6   CaO 18
MgO 4   TiO  4    Al2O3 3   FeO 1.5。
其中：P≤0.08、S≤0.06。
本发明的中锰高硅低氟熔炼型焊剂可广泛应用于机械制造、石油化工、煤炭冶金、矿山、建筑、电力、军工、航天航空、海洋工程等领域的设备制造过程中的埋弧自动焊、半自动焊、电渣压力焊以及铜的焊接和竖向钢筋的压力焊等。

Claims (2)

1.一种中锰高硅低氟熔炼型焊剂，其特征在于其有效组成成份的重量百分比为：
MnO   21-26    SiO2  36-40    CaF2  4-8    CaO  15-21
TiO2  3-5      MgO   3-5      Al2O3≤8     FeO≤1.8。
2.根据权利要求1所述的中锰高硅低氟熔炼型焊剂，其特征在于其有效组成成分的重量百分比为：
MnO  24    SiO2  38    CaF2  6    CaO  18
MgO  4     TiO2  4     Al2O3≤8   FeO≤1.8。 
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