[发明专利]一种船用低锆氟碱型烧结焊剂及其制备方法

说明书

本发明的一种船用低锆氟碱型烧结焊剂及其制备方法。烧结焊剂包括干混原料和粘结剂，其中，所述的干混原料包括组分及质量百分含量为：CaF₂：93～97％，ZrO₂：3～7％；所述的粘结剂质量为干混原料质量的15～20％。制备方法为：按配比进行配料，依次经过干混和湿混，形成湿混料，经造粒烘干后，在特定温度下进行烧结保温，制得船用低锆氟碱型烧结焊剂。该方法制备的船用低锆氟碱型烧结焊剂能够很好地配合低碳低合金船板钢，获得均匀的焊缝成分、良好的焊缝强度及低温韧性。焊缝金属焊道光滑，脱渣性良好，经检测无缺陷，能够满足焊接的工艺要求。

技术领域

本发明属于焊接技术领域，具体是一种船用低锆氟碱型烧结焊剂及其制备方法。

背景技术

埋弧焊作为20世纪40年代发展起来的新型焊接方法，是当今生产效率较高的焊接方法之一，在船舶制造业等领域得到了广泛的应用。埋弧焊接材料分为焊丝和焊剂两个部分，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。目前，国内船用烧结焊剂存在的主要问题有：抗吸潮性差、工艺性能欠佳，尤其是高速焊接时、碱度不高，熔点低，焊接接头低温韧性有待提高。因此，如何在满足工艺性能的前提下尽可能提高焊剂碱度以获得高韧性焊接接头成为关键。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种船用低锆氟碱型烧结焊剂及其制备方法；本发明满足船板钢焊接工艺对性能优良的焊剂的紧迫需求，研制了一种焊接过程稳定、焊缝金属强度高，低温韧性高，焊缝成分和组织均匀、焊道表面光滑、脱渣性能良好的低锆氟碱型烧结焊剂。

一种船用低锆氟碱型烧结焊剂，包括干混原料和粘结剂，其中，所述的干混原料包括组分及质量百分含量为：CaF₂：93～97％，ZrO₂:3～7％；所述的粘结剂质量为干混原料质量的15～20％。

所述的粘结剂为水玻璃。

所述的水玻璃为钠水玻璃和/或钾水玻璃，所述的水玻璃模数为3.3，波美度为40。

所述的船用低锆氟碱型烧结焊剂经焊接形成焊接接头性能指标如下：抗拉强度为665～758MPa，维氏硬度为220～241Hv，-40℃冲击功为66～75J。

所述的船用低锆氟碱型烧结焊剂的制备方法，包括如下步骤：

步骤1，混料：

(1)按船用低锆氟碱型烧结焊剂的成分配比，秤取各原料后，混合均匀，制得干混原料；

(2)按质量比，水玻璃：干混原料＝15～20％，将水玻璃和干混原料进行湿混，制得湿混料；

步骤2，造粒：

(1)将湿混料进行一次造粒，选取粒度为16～50目的颗粒为半成品；

(2)将粒度大于50目的颗粒，进行破碎，将粒度小于16目的颗粒，进行再造粒，返回步骤2(2)，直至全部颗粒成为半成品；

(3)将半成品在200～400℃低温烘干；

步骤3，烧结：

将半成品进行烧结，烧结温度为300～700℃，烧结时间2.5～3h，制得船用低锆氟碱型烧结焊剂。

上述的船用低锆氟碱型烧结焊剂的制备方法，其中：

所述步骤1(1)中，将各原料放入混料设备，搅拌均匀。

所述步骤2(3)中，烘干采用管式炉。

所述步骤2(3)中，烘干时间1～3h。