[发明专利]用于铸铁焊接的助焊剂及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属焊接技术领域，具体的说是用于铸铁焊接的助焊剂及其使用方法。

背景技术

在日常作业中最常用的铸铁焊条为镍基铸铁焊条，但在遇到有水压、气压、油压要求的铸铁件时，镍基铸铁焊条也不能满足使用要求，镍基铸铁焊条遇到含碳或含镁高的铸铁件时，熔滴不润湿坡口，变成小球飞走，焊接起来十分困难；同时，在使用镍基铸铁焊条焊接铸铁件时，焊缝金属存在以下缺陷：（1）镍基铸铁焊条焊接在高温下工作的铸铁件时，会导致焊缝金属屈服点提高、塑性下降、缺口敏感性增加，使焊缝金属呈现明显的辐射脆性，高温、高压辐射后的镍基焊缝金属会出现蠕变脆性；（2）镍基焊缝金属和热影响区有过热倾向。镍基铸铁焊条的导热率低、电阻率大，在不适当的焊接热循环作用下，焊缝和热影响区易过热，引起晶粒长大，晶粒粗化后，用一般的热处理工艺是无法改善的；（3）由于铸铁化学成分与组织的特点，铸铁中的石墨相是一个碳源，受焊接高温作用的影响，碳会向焊缝附近母材迅速扩散，使母材含碳量迅速上升，在坡口处形成马氏体组织，使焊缝及母材金属脆化；（4）使用镍基铸铁焊条焊过的焊缝金属，最怕硫酸腐蚀和脆化。在我们国家生产的柴油中，含硫量稍高于国外，很容易在（机车或汽车）内燃机燃烧室不工作时，缸筒内的蒸汽变成露滴，与没有燃烧完全的柴油起化学反应，生成硫酸或亚硫酸，与焊修处的焊缝金属发生强烈的反应，腐蚀脆化镍基焊缝金属，从而引起焊接质量严重降低。

在各种铸铁件的焊修工作中，其中多数的铸铁件为灰铸铁，灰铸铁的抗拉强度较低，一般只有120-250N/mm²，其延伸率仅为0-0.5%，属于脆性材料，且部分铸铁件材质中含杂质较多，焊修过程困难，由于普通灰铸铁的塑性很低，韧性也很低，灰铸铁中的石墨是分散度较大的片状结晶，石墨本身很脆弱，它的尖锐边缘在承受负荷时很容易引起应力集中，在灰铸铁中像存在大量内切口一样，对金属基体起着割裂的作用，因而灰铸铁在焊接时很容易出现白口、淬硬组织和裂纹等缺陷；同时，灰铸铁焊接时工艺复杂、成本高，按照传统利用镍基铸铁焊条焊修灰铸铁件，很容易出现晶界裂纹和气孔等缺陷，同时焊接废品率较高，其原因是镍本身中的氧呈氧化镍状态分布于晶界上，为热裂纹的产生提供了条件；当含碳量超过0.1%时，碳以石墨状态析出，破坏了晶界间的结合力，从而引起冷脆性，有时还会产生显微裂纹；镍基焊条导热率低，电阻大，在不适当的焊接热循环作用下，焊缝和热影响区基本金属易过热，引起晶粒长大倾向，降低了焊接接头的力学性能和耐腐蚀性能。

发明内容

为了解决现有技术中铸铁焊接时容易出现白口、淬硬组织和裂纹等缺陷，以及焊接工艺复杂、成本高、容易出现晶界裂纹、气孔等缺陷的问题，本发明提供了一种用于铸铁焊接的助焊剂及其使用方法，在焊修铸铁件过程中能够达到简单、快捷、方便和提高铸铁焊缝金属质量的目的。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：

用于铸铁焊接的助焊剂，该助焊剂主要由粉体和液体添加剂混合制成，其中，粉体由粒径均为100-200目的钇萤石粉、方解石粉、天青石粉、角闪石石棉灰、钼铁粉和硅铁粉混合而成，液体添加剂由乳化剂和润湿剂混合而成，各组成成分占助焊剂总质量的百分比分别为：钇萤石粉25-30%，方解石粉20-30%，天青石粉10-12%，角闪石石棉灰10-20%，钼铁粉3-5%，硅铁粉2-5%，乳化剂3-5%，润湿剂4-6%。

所述助焊剂中还添加有粘接剂，粘接剂的加入重量为粉体和液体添加剂总重量的10-20%。

取上述由粉体和液体添加剂混合制成的或由粉体、液体添加剂和粘接剂混合制成的助焊剂，并将其放在容器中，将碱性焊条浸没在助焊剂内蘸取助焊剂，然后取出并按照先晾干后烘干的工艺处理后即可使用；或者将该助焊剂加入到制备碱性焊条药皮的粉料中，混合均匀后制成碱性焊条使用，其中，助焊剂与碱性焊条药皮粉料的加入的重量比为0.02-0.1:1。

本发明中取由粉体和液体添加剂混合制成的或由粉体、液体添加剂和粘接剂混合制成的助焊剂，并将其放在容器中，将碱性焊条浸没在助焊剂内蘸取助焊剂，因为碱性焊条中含有的有机物质，需要将碱性焊条取出后在自然条件下放置直至碱性焊条上附着的助焊剂表面干燥，然后放入烘箱内彻底烘干后即可使用。

本发明中的乳化剂、润湿剂和粘接剂均为市售的用于生产助焊剂所使用的产品。

本发明中粉体中的各组分的粒径均为100-200目，为了防止粒径过小时，在焊接时燃烧过快，粒径过大时，该助焊剂的粘接质量差，影响该助焊剂的使用效果。