[其他]高堿度燒結焊劑

無效

• 申請號: 87102741
• 申請日: 1987-04-16
• 公開（公告）號: CN87102741B
• 公開（公告）日: 1988-07-13
• 發明（設計）人: 呂生;陳茂林;梁東圖;孫永令;尹愛媚;趙玉華
• 申請（專利權）人: 自貢市中國電焊條廠;冶金工業部鋼鐵研究總院
• 主分類號: B23K35/362
• 分類號: B23K35/362;B23K35/365;B23K35/368
• 代理公司: 冶金專利事務所
• 代理人: 成光祜

本發明屬于焊接材料。主要適用于低合金高強度鋼的焊接，特別是厚壁壓力容器的焊接。

象石油煉制工業中熱壁加氫反應器之類的厚壁容器，長期在高溫、高壓、臨氫條件下工作，因此，除要求容器的材質（包括焊縫）具有高的強度和良好的韌性外，還需具有抗氫脆，抗回火脆化，抗長時間熱時效脆化以及消除應力熱處理脆化的能力。這樣，容器材質就必須具有較低含量的氫、氧、硫、磷和硅等。對于焊縫來說，除了焊絲滿足以上要求外，更主要的是在焊接過程中保證焊縫具有低氫、低氧，并且不增硅，不回磷。這樣，不但對基體金屬，而且對焊絲和焊劑都有更高的技術要求。

目前，國內外在焊接厚壁容器用低合金高強度鋼時，通常采用的焊劑有三種，即熔煉型焊劑、陶瓷焊劑和燒結焊劑。熔煉焊劑的含氫量和氧量均高，且焊縫金屬的韌性差;陶質焊劑的吸潮性大，顆粒強度低，易于粉化，含氫量也不穩定。故七十年代以來，國際上相繼出現了多種燒結焊劑，即高堿度燒結焊劑。如昭58-77790，是焊接高強度鋼的燒結焊劑，它具有優良的綜合機械性能和耐吸潮性能。該焊劑為了獲得極低的擴散氫含量，將燒結溫度嚴格地限制在500～570℃范圍內，并認為低于500℃或高于570℃的燒結溫度，都將導致擴散氫急激增加。

本發明的目的在于提供一個新的超低氫型高堿度燒結焊劑。采用該焊劑焊接低合金高強度鋼等時，不僅能保證焊縫金屬擴散氫含量低于2.4毫升/100克（IIW-ISO3690水銀法測定），從而可大大降低焊接低合金鋼的預熱溫度，氧含量低于250PPm，使焊縫金屬低溫韌性極佳，而且保證焊縫金屬不增硅，不回磷，使焊縫金屬既有較高的強度和良好的韌性，又有較好的抗回火脆性和滿意的工藝性能;并且能用于厚壁窄坡口埋弧焊。

為了達到上述目的，本發明采用了如下解決措施：

（1）在焊劑的生產工藝上，采用650～900℃的高溫燒結，大大提高了焊劑的顆粒強度和致密性，使焊劑具有極低的含水量及低的吸潮性，燒結劑中的Na₃AlF₅亦可進一步降低焊縫金屬的擴散氫含量，從而保證焊縫金屬極低的擴散氫含量和低的含氧量。

（2）在焊劑化學成分上，采用了高堿度的BaO-MgO-CaF-Al₂O₃型渣系。BaCO₃分解成BaO+CO₂，CO₂可降低電弧氣氛中的氫分壓，有助于降低焊縫金屬中的〔H〕含量，CaF₂亦與水蒸汽及氫直接反應去氫;同時，通過原材料的選擇和控制渣系堿度，使焊縫金屬的Si、S、P含量控制在最低限度;另外，考慮到焊接工藝性能，加入少量SiO₂，并通過控制中性低磷氧化物和低硫Al₂O₃的含量來調整渣的粘度。

根據上述意旨，本發明焊劑的具體化學成分（重量%）如下：18～21%BaCO₃，24～30%MgO，8～12%Al₂O₃，20～25%CaF₂，8～12%SiO₂，5～15%燒結劑。燒結劑由Na₃AlF₆、Li₂O、CaO、K₂O、Na₂O中包括Na₃AlF₆和Li₂O在內的兩種或兩種以上。

本發明的生產工藝如下：原料粉碎后，30目過篩，以去除粉料中的夾雜物;按成分配比配料后，將干粉混合，并加水玻璃濕潤調和;在荸薺式或直式滾筒里造粒，過篩;具有一定粒度的坯料在低溫下進行烘焙，保證造粒后的焊劑不粘結;最后焊劑經650～900℃高溫燒結成型。

采用本發明超低氫高堿度燒結焊劑與相應的焊絲相匹配，焊接低合金高強度鋼時，其焊縫金屬不僅具有與母材相對應的高的強度和良好的韌性，而且氫含量可降低到2.4毫升/100克（IIW-ISO3990水銀法測定）以下，氧含量降低到250PPm以下，焊縫金屬中的Si和P較母材和焊絲中的Si、P含量還有所下降。從而保證焊縫金屬具有良好的綜合性能，特別是具有良好的抗氫脆、抗回火脆性和抗長期時效處理而引起脆化的性能。焊劑的堿度達到3.0～3.2。