[发明专利]一种高碱度烧结焊剂

说明书

本发明涉及一种埋弧焊用高碱度烧结焊剂。

通过检索查到一项美国专利，专利号为3078193，其焊剂化学成分为：SiO₂44.20%、CaO 1.06%、MgO 0.18%、Al₂O₃2.00%、MnO 42.90%、TiO₂0.08%、FeO 1.5%、Na₂O 0.34%、K₂O 0.36%、CaF₂6.9%、BaO 0.11%，该焊剂为酸性熔炼焊剂，不能用于重要结构的焊接。

为了改善低合金高强钢埋弧焊的工艺性能及焊缝的机械性能，研制了本高碱度烧结焊剂。

本焊剂采用国内量大易得、价格低廉的矿石粉料为主要原料。其特征在于化学成分（参照GB5292-85分析方法）按重量含有7.0-17.0%SiO₂，15.0-25.0%Al₂O₃，5.0-17.0%CaO，15.0-40.0%MgO，10.0-35.0%CaF2，0.5-5.0%TiO₂，FeO+MnO＜6%，K₂O+Na₂O＜6%，RexOy＜3%，该焊剂碱度为3.0-3.7。

与检索到的美国专利比有如下不同之处：

第一，美国专利报导的是一种熔炼型焊剂。由于熔炼焊剂的生产是用电弧炉冶炼，每吨焊剂耗电量为1500-2000度，且冶炼时产生大量的有害气体。烧结焊剂的生产工艺则是由粉料加水玻璃造粒－－烘干－－高温炉中烧结，不仅耗电省，而且无污染，便于自动化生产。

第二，美国专利公开的焊剂，其主要成分中的SiO₂与MnO的含量高达87%，按国际焊接学会推荐的碱度计算公式：

碱度＝ (CaO+MgO+BaO+CaF₂+R₂O+1/2(MnO+FeO))/(SiO₂+1/2(Al₂O₃+TiO₂))

计算，碱度约为0.7，它是属于酸性焊剂，而本发明的焊剂，碱度＞3，属于高碱度焊剂，其成分中CaF₂与碱性氧化物MgO、CaO的总量高达60%。由于酸性焊剂中SiO₂含量高，氧化性太强，焊接时合金元素烧损严重， 焊缝含氧量高，导致焊缝低温冲击值低。

第三，本发明的焊剂不含BaO成分，多添加了稀土氧化物成分并且两者相同的成分百分比含量也不相同。通过提高CaF₂的含量，增加去氢能力，从而降低了焊缝的扩散氢含量。通过加入我国资源丰富的稀土氧化物，改善了焊缝中夹杂物的形态，进一步提高了焊缝的低温冲击韧性，使得本发明的焊剂具有超低氢、高韧性、焊接工艺性能优良的特点。

采用本发明的高碱度焊剂焊接时（配合国产常用埋弧焊焊丝），电弧电压稳定，焊接烟尘极小，焊道成形优良，平板或坡口内焊接时或焊后均能自动脱渣，特别适合于窄间隙、窄坡口焊接。在60⁰V型坡口内焊接时仍然能自动脱渣，焊趾无粘渣。焊剂颗粒强度高，抗潮性优良，焊缝金属扩散氢＜1.0毫升/100克（甘油法）。该焊剂配合国产H08Mn2MoA焊丝，按美国标准ANSI/AWS A5.23-80-焊接时，σs≥550MPa，σb≥650MPa δ5≥22.0%，ψ≥65.0%，冲击功（-60℃）≥34J。在2 1/4 CrlMoA钢板配合国产H08Cr2.25-Mo1A焊丝焊接时，各项指标均满足规定要求。

最佳实施例：氧化铝21%，萤石24%，镁砂26%，大理化15%，石英粉5.5%，长石2.5%，锰矿2.5%，钛白粉2%，稀土Ⅲ1.5%。

用市售水玻璃作为粘接剂，加入量约占20%，焊剂碱度Bi＝3.3