CN107350665A - 一种高效埋弧焊用焊剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及焊接材料技术领域，具体涉及一种高效埋弧焊用焊剂及其制备方法，其原料包含以下组分：镁砂、石英砂、铝氧粉、莹石、大理石、钛白粉、锰粉、润滑剂、脱氢催化剂和活性剂；本发明的焊剂加入了润滑剂，能减小焊接过程中的内应力，从而能提高焊剂的流动速度和粘合度，另外在焊接后能提高焊缝的耐腐蚀性能，同时也能提高焊接材料的导电性；本发明原料加入脱氢剂，能阻止焊剂中掺杂的氢元素被氧化形成水蒸气，在焊缝中形成气孔，从而影响焊缝的强度；本发明原料中加入活性剂，活性剂中的钾离子和钠离子能降低焊剂的熔点和表面张力，能细化融滴，能降低焊剂在焊接过程中的自由飞溅度，另外活性剂还能促进电弧扩展，提高焊接效率。

Description

一种高效埋弧焊用焊剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及焊接材料技术领域，具体涉及一种高效埋弧焊用焊剂及其制备方法。
背景技术
埋弧焊是一种电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法,它具有焊接质量稳定、焊接生产率高、无弧光及烟尘少等优点，使其成为压力容器、管段制造、箱型梁柱等重要钢结构制作中的主要焊接方法。近年来，虽然先后出现了许多种高效、优质的新焊接方法，但埋弧焊的应用领域依然未受任何影响。从各种熔焊方法的熔敷金属重量所占份额的角度来看，埋弧焊约占10％左右，且多年来一直变化不大。埋弧焊采用的焊剂是颗粒状焊接材料，在焊接时它能够熔化形成熔渣和气体，对熔池起保护和冶金作用。但埋弧焊在使用过程中依旧存在着很多问题，焊剂的流动速度和粘合度偏小，焊接过程中易发生飞溅，从而导致焊缝覆盖不均匀；焊缝的耐腐蚀性和导电性差，在焊接过程中易形成气孔，影响焊缝的强度。
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种高效埋弧焊用焊剂及其制备方法，首先，在焊接过程中能提高焊剂的流动速度和粘合度，在焊接后能提高焊缝的耐腐蚀性和导电性；其次，能够防止掺杂的氢元素被氧化形成水蒸气，在焊缝中形成气孔，从而影响焊缝的强度；最后，能细化融滴，能降低焊剂在焊接过程中的自由飞溅度。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种高效埋弧焊用焊剂，其原料按重量份计：镁砂35-40份、石英砂15-20份、铝氧粉20-25份、莹石15-18份、大理石3-8份、钛白粉7-12份、锰粉4-7份、润滑剂1.2-1.8份、脱氢剂1.5-2.5份和活性剂2-4份。
优先的，其制备方法包括以下步骤:
a、配料：将镁砂、石英砂、铝氧粉、莹石、大理石、钛白粉和锰粉置于同一容器中，研磨得到混合组分A；
b、湿混：将润滑剂、脱氢剂和活性剂加入混合组分A中，进行湿搅拌，得到半固态的混合组分B；
c、造粒：将搅拌均匀的混合组分B在容器盆中来回搓动成粒，并通过筛网；
d、烘干：蒸发湿粒颗粒表面的附着水，在140℃温度下烘干40min；
e、烧结：进一步消除焊剂中的结晶水，将烘干的焊剂颗粒放入加热炉中加热到750℃，保温90min；
f、过筛：烧结好的焊剂通过40目筛，即可得焊剂。
优先的，所述脱氢催化剂由K2O和Fe2O3按照质量比为3：1混合而成。
优先的，所述活性剂由3mol/LNa2CO3溶液和2mol/LK2CO3溶液按照体积比为1：2混合而成。
优先的，所述润滑剂由石墨粉和脂肪酸甘油酯混合而成。
优先的，所述步骤c中筛网的筛孔尺寸为0.71mm。
(三)有益效果
1、本发明原料中加入润滑剂，能减小焊剂在焊接过程中的内应力，从而能提高焊剂的流动速度和粘合度，另外润滑剂中的石墨粉在焊接后能提高焊缝的耐腐蚀性能，同时也能提高焊接材料的导电性。
2、本发明原料加入脱氢剂，能阻止焊剂中掺杂的氢元素被氧化形成水蒸气，在焊缝中形成气孔，从而影响焊缝的强度。
3、本发明原料中加入活性剂，活性剂中的钾离子和钠离子能降低焊剂的熔点和表面张力，能细化融滴，能降低焊剂在焊接过程中的自由飞溅度，另外，活性剂还能促进电弧扩展，提高焊接效率。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种高效埋弧焊用焊剂，其原料按重量份计：镁砂35份、石英砂15份、铝氧粉22份、莹石16份、大理石5份、钛白粉7份、锰粉4份、润滑剂1.4份、脱氢剂1.5份和活性剂2份。
一种高效埋弧焊用焊剂，其制备方法包括以下步骤:
a、配料：将镁砂、石英砂、铝氧粉、莹石、大理石、钛白粉和锰粉置于同一容器中，研磨得到混合组分A；
b、湿混：将润滑剂、脱氢剂和活性剂加入混合组分A中，进行湿搅拌，得到半固态的混合组分B；
c、造粒：将搅拌均匀的混合组分B在容器盆中来回搓动成粒，并通过筛网；
d、烘干：蒸发湿粒颗粒表面的附着水，在140℃温度下烘干40min；
e、烧结：进一步消除焊剂中的结晶水，将烘干的焊剂颗粒放入加热炉中加热到750℃，保温90min；
f、过筛：烧结好的焊剂通过40目筛，即可得焊剂。
实施例2：
一种高效埋弧焊用焊剂，其原料按重量份计：镁砂37份、石英砂17份、铝氧粉20份、莹石15份、大理石3份、钛白粉9份、锰粉5份、润滑剂1.2份、脱氢剂1.9份和活性剂2.5份。
一种高效埋弧焊用焊剂，其制备方法包括以下步骤:
a、配料：将镁砂、石英砂、铝氧粉、莹石、大理石、钛白粉和锰粉置于同一容器中，研磨得到混合组分A；
b、湿混：将润滑剂、脱氢剂和活性剂加入混合组分A中，进行湿搅拌，得到半固态的混合组分B；
c、造粒：将搅拌均匀的混合组分B在容器盆中来回搓动成粒，并通过筛网；
d、烘干：蒸发湿粒颗粒表面的附着水，在140℃温度下烘干40min；
e、烧结：进一步消除焊剂中的结晶水，将烘干的焊剂颗粒放入加热炉中加热到750℃，保温90min；
f、过筛：烧结好的焊剂通过40目筛，即可得焊剂。
实施例3：
一种高效埋弧焊用焊剂，其原料按重量份计：镁砂39份、石英砂19份、铝氧粉24份、莹石17份、大理石8份、钛白粉10份、锰粉6份、润滑剂1.8份、脱氢剂2.2份和活性剂3.5份。
一种高效埋弧焊用焊剂，其制备方法包括以下步骤:
a、配料：将镁砂、石英砂、铝氧粉、莹石、大理石、钛白粉和锰粉置于同一容器中，研磨得到混合组分A；
b、湿混：将润滑剂、脱氢剂和活性剂加入混合组分A中，进行湿搅拌，得到半固态的混合组分B；
c、造粒：将搅拌均匀的混合组分B在容器盆中来回搓动成粒，并通过筛网；
d、烘干：蒸发湿粒颗粒表面的附着水，在140℃温度下烘干40min；
e、烧结：进一步消除焊剂中的结晶水，将烘干的焊剂颗粒放入加热炉中加热到750℃，保温90min；
f、过筛：烧结好的焊剂通过40目筛，即可得焊剂。
实施例4：
一种高效埋弧焊用焊剂，其原料按重量份计：镁砂40份、石英砂20份、铝氧粉24份、莹石18份、大理石7份、钛白粉12份、锰粉7份、润滑剂1.6份、脱氢剂2.2份和活性剂4份。
一种高效埋弧焊用焊剂，其制备方法包括以下步骤:
a、配料：将镁砂、石英砂、铝氧粉、莹石、大理石、钛白粉和锰粉置于同一容器中，研磨得到混合组分A；
b、湿混：将润滑剂、脱氢剂和活性剂加入混合组分A中，进行湿搅拌，得到半固态的混合组分B；
c、造粒：将搅拌均匀的混合组分B在容器盆中来回搓动成粒，并通过筛网；
d、烘干：蒸发湿粒颗粒表面的附着水，在140℃温度下烘干40min；
e、烧结：进一步消除焊剂中的结晶水，将烘干的焊剂颗粒放入加热炉中加热到750℃，保温90min；
f、过筛：烧结好的焊剂通过40目筛，即可得焊剂。
综上，将埋弧焊用焊剂及其制备方法作为对照组，采用本发明的一种高效埋弧焊用焊剂及其制备方法作为实验组，将对照组与本发明实施例1、2、3和4的焊剂的成分做对比。在相同的条件下，得到各项的指标数据如下表：
焊缝中心处电阻率(Ω*m) 气孔率(％)
对照组 1.3×10-6 2
实施例1 8.1×10-7 0.09
实施例2 8.2×10-7 0.11
实施例3 7.8×10-7 0.07
实施例4 7.7×10-7 0.06
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种高效埋弧焊用焊剂，其特征在于，其原料按重量份计：镁砂35-40份、石英砂15-20份、铝氧粉20-25份、莹石15-18份、大理石3-8份、钛白粉7-12份、锰粉4-7份、润滑剂1.2-1.8份、脱氢催化剂1.5-2.5份和活性剂2-4份。
2.如权利要求1所述的一种高效埋弧焊用焊剂，其特征在于，其制备方法包括以下步骤:
a、配料：将镁砂、石英砂、铝氧粉、莹石、大理石、钛白粉和锰粉置于同一容器中，研磨得到混合组分A；
b、湿混：将润滑剂、脱氢剂和活性剂加入混合组分A中，进行湿搅拌，得到半固态的混合组分B；
c、造粒：将搅拌均匀的混合组分B在容器盆中来回搓动成粒，并通过筛网；
d、烘干：蒸发湿粒颗粒表面的附着水，在140℃温度下烘干40min；
e、烧结：进一步消除焊剂中的结晶水，将烘干的焊剂颗粒放入加热炉中加热到750℃，保温90min；
f、过筛：烧结好的焊剂通过40目筛，即可得焊剂。
3.如权利要求1所述的一种高效埋弧焊用焊剂，其特征在于：所述脱氢催化剂由K2O和Fe2O3按照质量比为3：1混合而成。
4.如权利要求1所述的一种高效埋弧焊用焊剂，其特征在于：所述活性剂由3mol/LNa2CO3溶液和2mol/LK2CO3溶液按照体积比为1：2混合而成。
5.如权利要求1所述的一种高效埋弧焊用焊剂，其特征在于：所述润滑剂由石墨粉和脂肪酸甘油酯混合而成。
6.如权利要求2所述的一种高效埋弧焊用焊剂的制备方法，其特征在于：所述步骤c中筛网的筛孔尺寸为0.71mm。
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