[发明专利]不锈钢埋弧带极堆焊用烧结焊剂及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于焊接材料领域，具体涉及一种不锈钢埋弧带极堆焊用烧结焊剂及其制造方法。

背景技术

石化，核电等行业中应用的压力容器通常需要在高温、高压及腐蚀性的介质中工作，普通材料无法承受。如果整体采用不锈钢来制造，会大大增加成本，并且由于不锈钢本身强度并不高，需要加大壁厚，增大加工制造的难度。目前通常的做法是以较高强度低合金钢锻件为基体，经卷制成筒体后，在内壁堆焊不锈钢耐蚀层，满足强度和耐腐蚀性的双重要求。

目前，常用的不锈钢堆焊方法主要有电渣堆焊和埋弧堆焊。电渣堆焊靠熔渣产生的电阻热熔化焊带，通常焊道表面成形较好。但焊接过程中焊接机头需要加装磁控装置和水冷装置，操作比较复杂，且熔深较浅，稀释率低，在加氢反应器内壁堆焊时由于氢剥离的问题使用受到限制。因此，其使用范围不如埋弧堆焊广泛。

通常，埋弧堆焊用焊剂又分为熔炼型和烧结型。熔炼型焊剂通常使用的是HJ107和HJ107Nb。熔炼型焊剂由于碱度低，焊接过程中合金元素烧损多，且焊剂中不能加入合金进行补充。另外，堆焊含Nb焊带时，存在Nb烧损严重和难脱渣等问题，需要专门配制焊剂，不能实现多带一剂。

并且，堆焊用烧结焊剂普遍存在一个最佳焊接规范，在此规范下焊接，一般能得到比较好的成型，但是当电流电压偏离这个最佳规范后，成型恶化明显，一般表现在焊道不平，易出现中间凹两边高，润湿角差。但在实际使用过程中由于设备及人员的原因，最佳规范很难得到保证。另外，在堆焊含Nb不锈钢时，烧结焊剂一般脱渣比较困难，此时如果工件壁比较薄，冷却速度慢，且曲率比较小的话，很容易粘渣，焊后的敲渣过程增大了劳动强度。

公开号为CN101518860A的中国专利“一种带极埋弧堆焊烧结焊剂”所公开的渣系中，氟化物是以CaF₂及NaF加入，且含量较低。氟化物在高温下有稀渣作用，可以降低熔渣粘度，因此，当加入量过少时，使得熔渣粘度过高，而过高的熔渣粘度会造成焊道不摊开，从而易造成咬边，夹渣等缺陷。

发明内容

针对现有技术中所存在的上述问题，本发明提供了一种不锈钢带极埋弧堆焊焊剂及其制造方法，通过合理的成分设计，该焊剂可以在较宽的焊接规范(电压、电流)范围内获得润湿角良好、平整的焊道成形，具有极佳的脱渣性。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种不锈钢埋弧带极堆焊用烧结焊剂，其中，该焊剂渣系主要由MgO-CaF₂-Al₂O₃-SiO₂组成，按重量计其配比如下：MgO：20～35％，CaF₂：15～25％，Al₂O₃：20～35％，SiO₂：15～35％，Na₃AlF₆：0～6％，合金剂：0～0.5％，其余为含Fe30％、Cr70％的Fe-Cr合金及不可避免的杂质。

所述焊剂按重量计其配比如下：MgO：30％，CaF₂：18％，Al₂O₃：28％，SiO₂：24％，Na₃AlF₆：3％，合金剂：0.2％，其余为含Fe30％、Cr70％的Fe-Cr合金及不可避免的杂质。

一种不锈钢埋弧带极堆焊用烧结焊剂的制造方法，其中，制造所述焊剂的原料按重量计配比如下：MgO：20～35％，CaF₂：15～25％，Al₂O₃：20～35％，SiO₂：15～35％，Na₃AlF₆：0～6％，合金剂：0～0.5％，其余为含Fe30％、Cr70％的Fe-Cr合金及不可避免的杂质；

将上述配比的原料依次经过如下步骤，干混→湿混→造粒→低温烘干→高温烧结，其中，最终烧结温度为700～850℃。

在本发明的不锈钢带极埋弧堆焊焊剂中，各组分的作用如下：

MgO：可提高焊剂碱度，减少焊带合金元素的烧损，并且也是主要的造渣元素。在组分中可以起到增加渣壳硬度，促进脱渣的作用。加入量过少时，一般渣壳易碎，影响清渣和脱渣。过高时，由于本身熔点较高，使熔渣熔化点升高，与铁水熔点接近，易在焊道上产生压痕。