專利名稱：一種用于鐵素體不銹鋼鎢極氬弧焊的活性劑及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種焊接過程中的活性劑及其使用方法，更具體地說，涉及一種用于鐵素體不銹鋼鎢極氬弧焊焊接過程的活性劑及其涂覆方法。
背景技術(shù)：
鐵素體不銹鋼(FSQ是鉻含量11% -30%的不銹鋼，因不含鎳或含少量鎳，在成本上相較于目前廣泛使用的奧氏體不銹鋼具有明顯的經(jīng)濟優(yōu)勢，而且該類型鋼具有優(yōu)良的抗氧化性和耐腐蝕性。目前很多鋼鐵企業(yè)正致力于鐵素體不銹鋼的開發(fā)與推廣，其在建筑裝飾、家電用品、廚具餐具、車輛部件等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用市場。限制鐵素體不銹鋼大量使用的主要原因是其焊接性較差，焊后力學(xué)性能和抗腐蝕性能嚴重下降。首先，單相鐵素體組織易于晶粒粗化，還可能出現(xiàn)475°C脆性，焊后組織的強度和韌性顯著下降。其次，焊后會沿晶界析出碳化鉻，在晶界附近形成的貧鉻區(qū)容易發(fā)生晶間腐蝕。這就對鐵素體不銹鋼的焊接工藝提出新的要求。用普通的TIG焊方法焊接不銹鋼時，雖然可以取得優(yōu)良的焊縫質(zhì)量，但該方法同時具有焊接熔深淺(< 3mm)、焊接效率低等缺點，對于厚度大于3mm的板材需要開坡口多道焊或者采用大的熱輸入，這樣就使得鐵素體不銹鋼焊接時晶粒粗化現(xiàn)象加劇，使其焊后使用性能急劇下降。雖然人們提出了針對低碳鋼、鋁合金、鎂合金、奧氏體不銹鋼等多種金屬的活性劑，但是對于應(yīng)用越來越廣泛的鐵素體不銹鋼沒有相應(yīng)的焊接用活性劑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種合適的活性劑及其使用方法， 用于鐵素體不銹鋼的鎢極氬弧焊過程中，不僅可以顯著增加焊縫熔深，還可以改善焊接接頭的力學(xué)性能和抗腐蝕性能，同時解決鐵素體不銹鋼鎢極氬弧焊焊接效率低和焊后使用性能下降的問題。本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案予以實現(xiàn)一種用于鐵素體不銹鋼鎢極氬弧焊的活性劑，該活性劑由化03、SiO2, Cr203、TiO2, KCl和Al2O3組成，其重量配比為化03 : 40-80重量份、SW2 5-20重量份、Cr2O3 :5_20重量份、 TiO2 :1-15 重量份、KCl :1-15 重量份、Al2O3 :1_5 重量份。各個成分的重量配比優(yōu)選含量為化03 45-7重量份、SW2 =10-20重量份、Cr2O3 5-15重量份、TiO2 1-10重量份、KCl 5-15重量份、Al2O3 :1_5重量份，更加優(yōu)選為B2O3 50-60 重量份、SiO2 15-20 重量份、Cr2O3 :5-10 重量份、TiO2 :1_5 重量份、KCl :10-15 重量
份、Al2O3 :1-5重量份。在進行使用時，首先按照重量配比進行配料，經(jīng)充分混合均勻后，與相當于活性劑質(zhì)量30-60%的溶劑(例如丙酮、丁酮或無水乙醇)調(diào)和成糊狀，再涂覆在待焊工件的表面形成涂層，待干燥后進行焊接。需要注意的是由于一般工件表面都帶有銹跡或者油污等污垢，都事先使用砂紙進行打磨，并用無水乙醇清洗以去除表面污垢。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)方案中活性劑由氧化物和少量氯化物組成，不含有毒性的氟化物?；钚詣┲械难趸锍煞帜茱@著改變?nèi)鄢乇砻鎻埩μ荻群碗娀⌒螒B(tài)，能使焊接熔深顯著增大；氯化物的使用。不僅可以增加焊縫熔深，還可以降低焊縫氫含量，減小焊縫冷裂紋傾向?；钚詣┑募尤脒€能通過冶金反應(yīng)向熔池中過渡一些合金元素，加入的Si、 Al等元素有助于細化晶粒，改善焊縫組織，提高接頭力學(xué)性能；加入的Cr能降低貧鉻區(qū)的影響，有助于提高接頭耐腐蝕性能。經(jīng)試驗驗證，采用本發(fā)明涉及的活性劑進行普通鎢極氬弧焊(TIG焊)，可使焊接熔深增加一倍以上，提高焊縫抗拉強度，焊縫耐腐蝕性能接近于母材，能減少合金元素?zé)龘p，焊縫Cr含量接近于母材。此外，采用本發(fā)明的活性劑進行焊接， 操作簡便，成本低廉，并可大大提高焊接效率。使用活性劑可以在較低電流條件下取得更大的熔深，相對而言減小了焊接熱輸入，可以有效減小焊接變形，在實際生產(chǎn)中具有重要意義。


圖1不使用本發(fā)明的活性劑進行焊接后的焊縫截面圖2利用本發(fā)明的活性劑進行焊接后的焊縫截面圖3不使用本發(fā)明的活性劑進行焊接后的焊縫顯微組織4利用本發(fā)明的活性劑進行焊接后的焊縫顯微組織圖
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案，下述實施例所涉及的焊接設(shè)備有Fronius公司生產(chǎn)的MagicWave 4000型數(shù)字化TIG焊機、國科電子科技公司制造的 SWHT-1A-2C自動焊接工作臺、按壓式夾具等，試驗均為表面堆焊。按照下表進行活性劑配料，經(jīng)充分混合后然后和其質(zhì)量30-60%的無水乙醇調(diào)和成糊狀。對待焊工件的表面進行處理，用對0#砂紙進行表面打磨并用無水酒精清洗。然后用扁平毛刷在待焊鋼板表面進行涂覆，涂覆寬度在2-3cm，涂覆厚度為0. 6-0. 8mm，待涂覆層干燥后用如下表1所示焊接規(guī)范對板厚為3mm的鐵素體不銹鋼進行鎢極氬弧焊。表1實施例中進行活性劑配料的各個組分(g)
B2O3SiO2Cr2O3TiO2KClAl2O3150201051052521775154354198412345618921415581663134660155115權(quán)利要求
1.一種用于鐵素體不銹鋼鎢極氬弧焊的活性劑，其特征在于，所述活性劑由403、Si02、 Cr2O3> TiO2, KCl 和 Al2O3 組成，其重量配比為 B2O3 :40-80 重量份、SiO2 :5_20 重量份、Cr2O3 5-20重量份、TiO2 1-15重量份、KCl :1_15重量份、Al2O3 :1_5重量份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于鐵素體不銹鋼鎢極氬弧焊的活性劑，其特征在于， 所述各個成分的重量配比優(yōu)選含量為B2O3 45-70重量份、SiO2 10-20重量份、Cr2O3 :5-15 重量份、TiO2 :1-10重量份、KCl :5-15重量份、Al2O3 :1_5重量份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于鐵素體不銹鋼鎢極氬弧焊的活性劑，其特征在于， 所述各個成分的重量配比優(yōu)選含量為艮03 : 50-60重量份、SiO2 15-20重量份、Cr2O3 :5-10 重量份、TiO2 1-5重量份、KCl :10-15重量份、Al2O3 :1_5重量份。
4.一種用于鐵素體不銹鋼鎢極氬弧焊的活性劑的使用方法，其特征在于，按照下述步驟進行首先按照重量配比進行活性劑配料，經(jīng)充分混合均勻后，與相當于活性劑質(zhì)量 30-60%的溶劑調(diào)和成糊狀，再涂覆在待焊工件的表面形成涂層，待干燥后進行焊接其中所述活性劑配料由B203、Si02、Cr203、Ti02、KCl和Al2O3組成，其重量配比為化03 : 40-80重量份、 SiO2 5-20 重量份、Cr2O3 :5-20 重量份、TiO2 :1_15 重量份、KCl :1_15 重量份、Al2O3 :1_5 重量份。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于鐵素體不銹鋼鎢極氬弧焊的活性劑的使用方法， 其特征在于，所述活性劑配料中各個成分的重量配比優(yōu)選含量為化03 : 45-70重量份、SiO2 10-20 重量份、Cr2O3 5-15 重量份、TiO2 :1_10 重量份、KCl :5_15 重量份、Al2O3 :1_5 重量份。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于鐵素體不銹鋼鎢極氬弧焊的活性劑的使用方法， 其特征在于，所述活性劑配料中各個成分的重量配比優(yōu)選含量為化03 : 50-60重量份、SiO2 15-20 重量份、Cr2O3 5-10 重量份、TiO2 :1_5 重量份、KCl :10-15 重量份、Al2O3 :1_5 重量份。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于鐵素體不銹鋼鎢極氬弧焊的活性劑的使用方法，其特征在于，所述溶劑為丙酮、丁酮或無水乙醇。
8.如權(quán)利要求1-3之一所述的活性劑在鐵素體不銹鋼鎢極氬弧焊中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于鐵素體不銹鋼鎢極氬弧焊的活性劑及其使用方法，所述活性劑由40-80重量份B2O3、5-20重量份SiO2、5-20重量份Cr2O3、1-15重量份TiO2、1-15重量份KCl和1-5重量份Al2O3組成。在進行使用時，首先按照重量配比進行配料，經(jīng)充分混合均勻后，與溶劑調(diào)和成糊狀，再涂覆在待焊工件的表面形成涂層，待干燥后進行焊接。本發(fā)明技術(shù)方案中活性劑由氧化物和少量氯化物組成，不含有毒性的氟化物，用于鐵素體不銹鋼的鎢極氬弧焊過程中，不僅可以顯著增加焊縫熔深，還可以改善焊接接頭的力學(xué)性能和抗腐蝕性能，同時解決鐵素體不銹鋼鎢極氬弧焊焊接效率低和焊后使用性能下降的問題。
文檔編號B23K9/16GK102554516SQ20121001751
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月19日
發(fā)明者王勇慧, 申俊琦, 胡繩蓀, 陳昌亮 申請人:天津大學(xué)