CN108788527A - 一种船用超高锰高硅型熔炼焊剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种船用超高锰高硅型熔炼焊剂及其制备方法，属于焊接技术领域；熔炼焊剂含有成分按质量百分比为：SiO2：37～42％，MnO：57～62％；其中，按质量比，1≤MnO∶SiO2≤1.5，各组分的质量百分比总和为100％；制备方法：1)按船用超高锰高硅型熔炼焊剂的配比，秤取各组分原料混合均匀；熔炼后保温≥20min，将熔炼产物水淬，制得玻璃态半成品；2)将玻璃态半成品，高温焙烧，制得焙烧产物；3)将焙烧产物破碎、过筛，粒度为12～120目的颗粒即为船用超高锰高硅型熔炼焊剂；本发明船用超高锰高硅型熔炼焊剂，焊后所得的焊接接头的抗拉强度强度为688～720MPa，低温冲击功(‑40℃)为69～89J。

Description

一种船用超高锰高硅型熔炼焊剂及其制备方法
技术领域
本发明属于焊接技术领域，具体是一种船用超高锰高硅型熔炼焊剂及其制备方法。
背景技术
埋弧焊焊剂是埋弧焊主要的消耗材料之一，在焊接过程中对焊缝金属起机械保护、冶金处理及改善焊接工艺性能的作用，焊剂的焊接工艺性能和化学冶金性能是决定焊缝金属质量的重要因素。相比烧结焊剂，熔炼焊剂具有颗粒均匀高、熔敷金属化学成分均匀、吸潮倾向小、焊接过程稳定、气体烟尘量较少、重复利用率高等优点。超高锰高硅型焊剂中SiO2含量高，焊剂有向焊缝中过渡硅的作用。硅可以提高焊缝金属的脱氧能力，提高焊缝金属的强度和硬度。MnO含量较高的焊剂有向焊缝金属中过渡锰的作用。锰在焊缝中，可以提高脱氧能力，降低钢的脆性，减轻硫对钢的损害作用。为满足工业化生产对性能优良的焊剂的紧迫需求，有必要制备一种性能优良、能够实现焊缝金属高强度和高硬度，同时具有光滑的焊道，良好的脱氧能力的超高锰高硅型熔炼焊剂。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种船用超高锰高硅型熔炼焊剂及其制备方法；本发明的熔炼焊剂是一种焊接过程稳定、焊缝金属强度高，硬度高，焊缝成分和组织均匀、焊道表面光滑、脱氧能力良好的熔炼焊剂，满足船板钢焊接工艺对性能优良的焊剂的紧迫需求。
一种船用超高锰高硅型熔炼型焊剂，其含有成分按质量百分比为：SiO2：37～42％，MnO：57～62％；其中，按质量比，1≤MnO：SiO2≤1.5，各组分的质量百分比总和为100％。
所述船用超高锰高硅型熔炼焊剂，焊后所得的焊接接头的抗拉强度为688～720MPa，低温冲击功(-40℃)为69～89J。
本发明的船用超高锰高硅型熔炼焊剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，熔炼：
(1)按船用超高锰高硅型熔炼焊剂的配比，秤取各组分原料SiO2、MnO，将各原料混合均匀；
(2)将混合均匀的原料，熔炼后保温≥20min，制得熔炼产物；其中，熔炼温度≥1500℃；
(3)将熔炼产物水淬，制得玻璃态半成品；
步骤2，高温焙烧：
将玻璃态半成品，在700～900℃焙烧3～5h，制得焙烧产物；
步骤3，破碎：
将焙烧产物破碎、过筛，粒度为12～120目的颗粒即为船用超高锰高硅型熔炼焊剂。
上述的船用超高锰高硅型熔炼焊剂的制备方法，其中：
所述步骤1中，将各原料放入混料设备中，通过搅拌得均匀粉末。
所述步骤1中，熔炼采用石墨坩埚。
所述步骤2中，高温焙烧采用马弗炉。
所述步骤2中，通过高温焙烧去除了焊剂中的碳粉。
所述船用超高锰高硅型熔炼焊剂，在焊接前需在200～400℃，烘干≥2h。烘干采用烘干箱进行干燥。
本发明的一种船用超高锰高硅型熔炼焊剂及其制备方法，与现有技术相比，有益效果：
本发明制备了一种新型船用超高锰高硅熔炼焊剂，该焊剂具有良好的化学成分均匀性，吸潮性低(储藏方便)，能够很好地配合低碳低合金船板钢获得均匀的焊缝成分、良好的焊缝强度及硬度；焊缝金属成分均匀，金属焊道光滑，脱氧性良好，经检测无缺陷，能够满足焊接的工艺要求。
具体实施方式
实施例1
一种船用超高锰高硅型熔炼焊剂，其含有成分按质量百分比为：MnO：60％，SiO2：40％。
本发明的船用超高锰高硅型熔炼焊剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，熔炼：
(1)按船用超高锰高硅型熔炼焊剂的配比，秤取各组分原料SiO2、MnO，将各原料放入混料设备中，通过搅拌混合均匀；
(2)将混合均匀的原料，在石墨坩埚中熔炼后保温20min，制得熔炼产物；其中，熔炼温度为1550℃；
(3)将熔炼产物水淬，制得玻璃态半成品；
步骤2，高温焙烧：
将玻璃态半成品，采用马弗炉在800℃焙烧2h，制得焙烧产物，通过高温焙烧去除了焊剂中的碳粉；
步骤3，破碎：
将焙烧产物破碎、过筛，粒度为12～120目的颗粒即为船用超高锰高硅型熔炼焊剂。
本实施例制备的船用超高锰高硅型熔炼焊剂，在焊接前采用烘干箱在200℃，干燥2h；然后，将干燥后的熔炼焊剂配合低碳型焊丝对EH36级船板钢进行焊接，焊后所得的焊接接头性能指标如下：抗拉强度为719MPa，低温冲击功(-40℃)为80J，焊缝成分均匀，焊道光滑，脱氧性良好。
实施例2
一种船用超高锰高硅型熔炼焊剂，其含有成分按质量百分比为：MnO：58％，SiO2：42％。
本发明的船用超高锰高硅型熔炼焊剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，熔炼：
(1)按船用超高锰高硅型熔炼焊剂的配比，秤取各组分原料SiO2、MnO，将各原料放入混料设备中，通过搅拌混合均匀；
(2)将混合均匀的原料，在石墨坩埚中熔炼后保温20min，制得熔炼产物；其中，熔炼温度为1560℃；
(3)将熔炼产物水淬，制得玻璃态半成品；
步骤2，高温焙烧：
将玻璃态半成品，采用马弗炉在800℃焙烧2h，制得焙烧产物，通过高温焙烧去除了焊剂中的碳粉；
步骤3，破碎：
将焙烧产物破碎、过筛，粒度为12～120目的颗粒即为船用超高锰高硅型熔炼焊剂。
本实施例制备的船用超高锰高硅型熔炼焊剂，在焊接前采用烘干箱在200℃，干燥2h；然后，将干燥后的熔炼焊剂配合低碳型焊丝对EH36级船板钢进行焊接，焊焊后所得的焊接接头性能指标如下：抗拉强度为709MPa，低温冲击功(-40℃)为79J，焊缝成分均匀，焊道光滑，脱氧性能良好。
实施例3
一种船用超高锰高硅型熔炼焊剂，其含有成分按质量百分比为：MnO：59％，SiO2：41％。
本发明的船用超高锰高硅型熔炼焊剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，熔炼：
(1)按船用超高锰高硅型熔炼焊剂的配比，秤取各组分原料CaF2、Al2O3、SiO2、MnO，将各原料放入混料设备中，通过搅拌混合均匀；
(2)将混合均匀的原料，在石墨坩埚中熔炼后保温20min，制得熔炼产物；其中，熔炼温度为1560℃；
(3)将熔炼产物水淬，制得玻璃态半成品；
步骤2，高温焙烧：
将玻璃态半成品，采用马弗炉在800℃焙烧2h，制得焙烧产物，通过高温焙烧去除了焊剂中的碳粉；
步骤3，破碎：
将焙烧产物破碎、过筛，粒度为12～120目的颗粒即为船用超高锰高硅型熔炼焊剂。
本实施例制备的船用超高锰高硅型熔炼焊剂，在焊接前采用烘干箱在200℃，干燥2h；然后，将干燥后的熔炼焊剂配合低碳型焊丝对EH36级船板钢进行焊接，焊后所得的焊接接头性能指标如下：抗拉强度为696MPa，低温冲击功(-40℃)为72J，焊缝成分均匀，焊道光滑，脱氧性能良好。
实施例4
一种船用超高锰高硅型熔炼焊剂，其含有成分按质量百分比为：MnO：62％，SiO2：38％。
本发明的船用超高锰高硅型熔炼焊剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，熔炼：
(1)按船用超高锰高硅型熔炼焊剂的配比，秤取各组分原料SiO2、MnO，将各原料放入混料设备中，通过搅拌混合均匀；
(2)将混合均匀的原料，在石墨坩埚中熔炼后保温20min，制得熔炼产物；其中，熔炼温度为1560℃；
(3)将熔炼产物水淬，制得玻璃态半成品；
步骤2，高温焙烧：
将玻璃态半成品，采用马弗炉在800℃焙烧2h，制得焙烧产物，通过高温焙烧去除了焊剂中的碳粉；
步骤3，破碎：
将焙烧产物破碎、过筛，粒度为12～120目的颗粒即为船用超高锰高硅型熔炼焊剂。
本实施例制备的船用超高锰高硅型熔炼焊剂，在焊接前采用烘干箱在200℃，干燥2h；然后，将干燥后的熔炼焊剂配合低碳型焊丝对EH36级船板钢进行焊接，焊后所得的焊接接头性能指标如下：抗拉强度为712MPa，低温冲击功(-40℃)为80J，焊缝成分均匀，焊道光滑，脱氧性能良好。

Claims (4)

1.一种船用超高锰高硅型熔炼焊剂，其特征在于，所述熔炼焊剂含有成分按质量百分比为：SiO2：37～42％，MnO：57～62％；其中，按质量比，1≤MnO：SiO2≤1.5，各组分的质量百分比总和为100％。
2.根据权利要求1所述的一种船用超高锰高硅型熔炼焊剂，其特征在于，所述船用超高锰高硅型熔炼焊剂，焊后所得的焊接接头的抗拉强度强度为688～720MPa，低温冲击功(-40℃)为69～89J。
3.权利要求1或2所述的船用超高锰高硅型熔炼焊剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，熔炼：
(1)按船用超高锰高硅型熔炼焊剂的配比，秤取各组分原料SiO2、MnO，将各原料混合均匀；
(2)将混合均匀的原料，熔炼后保温≥20min，制得熔炼产物；其中，熔炼温度≥1500℃；
(3)将熔炼产物水淬，制得玻璃态半成品；
步骤2，高温焙烧：
将玻璃态半成品，在700～900℃焙烧3～5h，制得焙烧产物；
步骤3，破碎：
将焙烧产物破碎、过筛，粒度为12～120目的颗粒即为船用超高锰高硅型熔炼焊剂。
4.根据权利要求3所述的船用超高锰高硅型熔炼焊剂的制备方法，其特征在于，所述船用超高锰高硅型熔炼焊剂，在焊接前需在200～400℃，烘干≥2h。
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