[发明专利]桥梁用800MPa耐候高强钢配套焊剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种桥梁用800MPa级耐候高强钢配套焊剂及其制备方法，该焊剂由多种矿石原料和少量合金粉料混合而成，以质量百分比计，其组分为：10％≤CaF₂≤16％；15％≤Al₂O₃≤30％；5％≤SiO₂≤10％；26％≤MgO≤45％；14％≤CaO≤25％；0.5％≤MnO≤2.0％；1％≤Fe₂O₃≤3.5％；0.5％≤Na₂O≤2.5％；0.5％≤K₂O≤2.0％；0.3％≤LaF₃≤1.0％；0＜CeO₂≤0.5％的主要成份及粘结剂，将主成份按比例混合均匀后加入粘结剂(23‑28)％造粒，再经(200‑250)℃低温烘焙、(650‑840)℃高温烧结、筛分，得到松装比较小(约1.1g/cm³‑1.3g/cm³)、焊接时消耗量少的本发明焊剂制品。使用时所用800MPa耐候高强钢钢结构无需预热和焊后消氢处理，便于大型桥梁耐热钢结构焊接安装，节约成本。

技术领域

本发明属于焊材技术领域，具体涉及一种桥梁用800MPa级耐候钢配套埋弧焊剂及其制备方法。

背景技术

进入新世纪，我国公路桥梁建设有了巨大飞跃，桥梁跨径的扩大，列车时速不断提高，桥梁载荷的提高，传统的钢材已经不能满足其设计和施工要求。桥梁用钢须具有高强度、结构轻量化、大厚度、优良的低温冲击韧性、优良的焊接性、优良的耐腐蚀性等特点。

桥梁用800MPa高强钢成型存在回弹大、成型精度低等缺点，并且桥梁中使用到的钢结构的体积较庞大，使得在焊接之前无法实现预热、在焊后进行消氢处理存在一定的操作难度。而现有的普通焊剂在使用时，如不对基材进行预热处理，在焊接后不进行消氢处理，得到的焊缝存在强度低、低温韧性差、耐候性差等缺点，严重的影响桥梁结构的整体强度。

发明内容

本发明克服现有技术中的不足，提供一种桥梁用800MPa耐候高强钢配套埋弧焊焊剂，以及该焊剂的制备方法与其配套使用的焊丝。用该焊剂配合专用焊丝，在不采用预热和后热的情况下，对800MPa级耐候高强钢进行焊接，既能承受大线能量焊接，且焊后焊缝具有与所用耐候高强钢本体相近的高强度、高韧性、良好的抗腐蚀性、抗裂性等优良性能。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种桥梁用800MPa耐候高强钢配套埋弧焊焊剂，其特征在于，所述埋弧焊焊剂按质量百分数计算包括：

10％≤CaF₂≤16％；15％≤Al₂O₃≤30％；5％≤SiO₂≤10％；26％≤MgO≤45％；14％≤CaO≤25％；0.5％≤MnO≤2.0％；1％≤Fe₂O₃≤3.5％；0.5％≤Na₂O≤2.5％；0.5％≤K₂O≤2.0％；0.3％≤LaF₃≤1.0％；0＜CeO₂≤0.5％。

在本发明的焊剂中，焊剂中的CaF₂一种多成因的矿物质，属于碱性氟化物，在本发明的埋弧焊剂中起到造渣、稀释、去氢的作用，降低的焊缝的扩散氢，增加焊剂的碱性，提高焊缝的韧性。在焊接过程中，CaF₂在焊接电弧作用下电离出F^-，可降低电弧气氛中氢的分压。CaF₂的分解能降低熔敷金属中氧的含量，有利于提高焊缝金属的低温冲击韧度，并且CaF₂熔点较低，能有效降低熔渣高温粘度，改善熔渣流动性，提高导电性，合理的CaF2含量能起到稳定电弧的作用，但CaF₂的含量超过16％则会导致焊接的电弧稳定性变差，熔渣变硬，交流可焊性变差。在本次发明中，试验证明CaF₂在(10-16)％时有较好效果。