[其他]滲鋁鋼管單面焊雙面成型焊接涂層及工藝

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 86108397
• 申請(qǐng)日: 1986-12-01
• 公開（公告）號(hào): CN86108397A
• 公開（公告）日: 1988-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李亞江;王先禮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B23K9/235
• 分類號(hào): B23K9/235;B23K35/22
• 代理公司: 山東省高等院校專利事務(wù)所
• 代理人: 耿慶章,宋明漢

本發(fā)明涉及鋼管的單面焊接雙面成型，尤其適用于耐熱抗蝕條件的滲鋁鋼管的焊接。

滲鋁鋼管具有良好的抗高溫氧化性和在某些介質(zhì)中（如環(huán)烷酸、硫化氫和高溫硫等）的耐腐蝕性，可大大提高化工設(shè)備的使用壽命。但由于滲鋁鋼焊接接頭區(qū)域受焊接熱循環(huán)影響，導(dǎo)致滲鋁鋼（焊接區(qū)域）耐熱抗蝕性能急劇下降，嚴(yán)重阻礙滲鋁鋼的推廣應(yīng)用。

目前，國(guó)內(nèi)外滲鋁鋼焊接主要有兩條途徑，一是將接頭處的滲鋁層清理掉，用普通焊條進(jìn)行焊接，焊后在焊接區(qū)域再噴涂一層鋁;二是采用不銹鋼焊條或滲鋁鋼專用焊條進(jìn)行焊接。但是，一般滲鋁鋼管焊接區(qū)域背面焊后無法再用噴涂或其他方法處理。不銹鋼焊條或滲鋁鋼專用焊條也不能有效地解決滲鋁鋼管焊接區(qū)域滲鋁層由于受焊接熱循環(huán)影響而導(dǎo)致耐熱抗蝕性能急劇下降的問題。

本發(fā)明的目的是提供滲鋁鋼管焊接涂層及工藝，保證滲鋁鋼管單面焊雙面成型，使接頭背面焊縫與熔合區(qū)滲鋁層熔合良好，有效地補(bǔ)償焊接接頭背面熔合區(qū)滲層中鋁的燒損，滿足滲鋁鋼管焊接區(qū)域耐熱抗蝕的使用要求。

本發(fā)明是施焊前在滲鋁鋼管的對(duì)接接頭內(nèi)壁涂覆焊接涂層。該涂層在焊接時(shí)起托敷作用，確保鋼管內(nèi)壁焊縫與滲層良好熔合;另外在焊接條件下使涂層中的化學(xué)滲劑迅速分解，產(chǎn)生活性鋁原子并迅速向焊接熔合區(qū)滲入，以補(bǔ)償焊接熔合區(qū)滲層中鋁的燒損。

本發(fā)明的焊接涂層由化學(xué)滲劑層和保護(hù)劑層構(gòu)成。

化學(xué)滲劑層的作用是向焊接熔合區(qū)滲層提供補(bǔ)償滲鋁所必需的活性鋁原子源和產(chǎn)生較高的鋁勢(shì)?；瘜W(xué)滲劑的成份組成范圍，按重量（%）為鋁粉46～54%，鋁鐵合金28～35%，三氧化二鋁6～14%，冰晶石（Na₃AlF₆）7～13%，氯化銨（NH₄Cl）0.8～2.1%，鋁粉和鋁鐵合金提供活性鋁的來源。Al₂O₃在化學(xué)滲劑中起平衡作用，阻止鋁粉和鋁鐵合金中鋁的進(jìn)一步氧化。Na₃AlF₆起造渣和稀釋作用，加速滲鋁過程并使?jié)B層表面光滑。NH₄Cl的作用是促使產(chǎn)生活性鋁原子，有催滲和潔凈效果并促使活性鋁原子在滲層表面的吸收。

保護(hù)劑層由不同配比的氧化物構(gòu)成，也可加入適量的氟化物。其作用是阻止焊接區(qū)域氧化性氣氛對(duì)化學(xué)滲劑析出的活性鋁原子的氧化，保證補(bǔ)償滲鋁過程的進(jìn)行。保護(hù)劑的成份組成范圍，按重量（%）為：SiO₂38～68%，CaO5～16%，MgO1～5%，MnO0.5～10%，Al₂O₃1～11%，Na₂O4～15%，K₂O0.3～8%。在上述的成份內(nèi)，還可加入以下一種或一種以上的氧化物或氟化物：其成份為

LiO≤0.6%，TiO≤0.5%，CaF₂≤0.5%，

Na₃AlF₆≤0.5%。

將上述的化學(xué)滲劑和保護(hù)劑的物料分別按比例混合均勻，并分別加入適量的粘接劑（如聚乙稀醇粘接劑）調(diào)制成滿足使用要求的糊狀料漿。該聚乙稀醇粘接劑濃度為8～15%（重量）。將調(diào)制好的化學(xué)滲劑料漿和保護(hù)劑料漿分別先后涂覆在清理過的滲鋁鋼管接頭內(nèi)壁。待焊接涂層干透后，采用Cr25Ni13系焊條進(jìn)行焊接。

本發(fā)明的焊接涂層在滲鋁鋼管焊接方面是一個(gè)重要突破，該焊接涂層可確保滲鋁鋼管焊接接頭背面焊縫與滲層熔合良好，滲層從焊接熱影響區(qū)連續(xù)過渡至焊縫，基體金屬不外露，有效地解決了滲鋁鋼管內(nèi)壁焊接熔合區(qū)滲層中鋁燒損這一技術(shù)難題，保證了滲鋁鋼管內(nèi)壁焊接區(qū)域良好的抗高溫氧化性和耐蝕性。該項(xiàng)技術(shù)操作方便，成本低廉，便于推廣。尤其適用于電感應(yīng)料漿法滲鋁鋼管的焊接，也可應(yīng)用于其它要求單面焊雙面成型鋼管的焊接。

下面為本發(fā)明的最佳實(shí)施例。

焊接涂層的成份為：（1）化學(xué)滲劑的配比：鋁粉49.5%，鋁鐵合金29.7%，Al₂O₃9.9%，NaAlF₆9.3%，NH₄Cl1.6%;（2）保護(hù)劑的配比：SiO₂65%，CaO7.5%，MgO1.5%，MnO3.5%，Al₂O₃2.5%，Na₂O12%，K₂O0.6%，TiO₂0.5%，CaF₂0.5%。將化學(xué)滲劑和保護(hù)劑混合均勻后分別與濃度為10%的聚乙稀醇粘接劑調(diào)制成糊狀料漿，把調(diào)制好的化學(xué)滲劑和保護(hù)劑料漿分別涂覆在φ114×10滲鋁鋼管接頭內(nèi)壁20～30mm范圍，先涂化學(xué)滲劑層，然后再涂保護(hù)劑層，待焊接涂層干透后用坡口機(jī)在滲鋁鋼管外壁開單面V型坡口，坡口角度65～70°，鈍邊1mm以下，接頭間隙3mm，焊接點(diǎn)固時(shí)應(yīng)保證兩接口處內(nèi)壁平齊，錯(cuò)邊量應(yīng)小于壁厚的10%，最大不超過1mm，采用Cr25Ni13系奧氏體不銹鋼焊條（φ3.2mm）焊接。第一層焊接：焊接電流85～95A，焊接電壓26～30V;第二層焊接，焊接電流90～115A，焊接電壓28～35V。