本發(fā)明涉及到一種焊接冶金滲合金方法，尤其是涉及到通過(guò)焊條藥皮、藥芯焊絲藥芯及埋弧焊劑向焊縫金屬滲微量硼元素的冶金方法。
背景技術(shù)：
利用鈦(Ti)和硼(B)對(duì)低碳低合金鋼焊縫金屬進(jìn)行微合金化處理，可以使焊縫金屬獲得非常高的韌性。因此，Ti-B處理是當(dāng)今韌化鋼焊縫金屬的重要冶金手段。目前，在焊接材料應(yīng)用領(lǐng)域，普遍采用硼鐵合金直接向焊縫金屬滲微量B的辦法。即在焊條之藥皮、藥芯焊絲之藥芯以及埋弧焊劑中加入硼鐵合金，在焊接過(guò)程中，由于藥皮、藥芯或焊劑的熔化，導(dǎo)致其中的硼鐵熔化，由此向焊縫金屬滲微量的硼。而在表面化學(xué)熱處理領(lǐng)域，往往通過(guò)滲硼來(lái)達(dá)到硬化工件的目的。隨著滲硼技術(shù)的進(jìn)步，出現(xiàn)了硼化物作為活性氣體的離子滲硼研究。而在焊接材料應(yīng)用領(lǐng)域，尚未見利用硼化物進(jìn)行滲硼的報(bào)道。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提出一種向焊縫金屬滲微量硼元素的方法，以韌化鋼焊縫金屬。
在焊接材料——焊條、藥芯焊絲及埋弧焊的藥皮、藥芯及焊劑中引入硼化物，通過(guò)硼化物在電弧空間的分解，達(dá)到將微量硼元素滲入焊縫金屬。
根據(jù)以上考慮，本發(fā)明提供一種向焊縫金屬滲微量硼元素的方法，包括：選擇在電弧高溫下可以分解出單質(zhì)硼的硼化物，將硼化物加入到焊接材料的焊條藥皮、藥芯焊絲的藥芯及埋弧焊劑等焊接材料中，硼化物與藥皮、藥芯及焊劑的質(zhì)量比為0.1-2：100(具體可選：1：100，或1：22，或1：25，或1：50，或1：250，或1：525，或1：725，或1：950)；所述焊接材料為手工焊條藥皮、藥芯焊絲藥芯及埋弧焊劑。采用上述含硼化物的焊接材料進(jìn)行焊接時(shí)，硼 化物在焊接電弧空間分解出單質(zhì)硼，單質(zhì)硼滲入焊縫金屬，焊接電流大于171A。
一種焊接方法，其包括：將硼化物加入到焊接材料中，硼化物與焊接材料的質(zhì)量比為0.5-1：100(具體可選：1：100，或1：22，或1：25，或1：50，或1：250，或1：525，或1：725，或1：950)；所述焊接材料為手工焊條藥皮、或藥芯焊絲藥芯。采用上述含硼化物的焊接材料進(jìn)行焊接時(shí)，硼化物在焊接電弧空間分解出單質(zhì)硼，單質(zhì)硼向焊縫金屬滲入，焊接電流大于171A。
一種微量硼處理的手工焊條，手工焊條的藥皮中的硼化物與藥皮的質(zhì)量比為0.1-2：100(具體可選：1：100，或1：22，或1：25，或1：50，或1：250，或1：525，或1：725，或1：950)。
一種微量硼處理的藥芯焊絲，藥芯焊絲的藥芯中的硼化物與藥芯的質(zhì)量比為0.1-2：100(具體可選：1：100，或1：22，或1：25，或1：50，或1：250，或1：525，或1：725，或1：950)。
一種微量硼處理的埋弧焊焊劑，焊劑中的硼化物與焊劑的質(zhì)量比為0.1-2：100(具體可選：1：100，或1：22，或1：25，或1：50，或1：250，或1：525，或1：725，或1：950)。
另一種向焊縫金屬滲微量硼元素的方法，包括：將硼化物加入到焊接材料中，硼化物與焊接材料的質(zhì)量比為0.1-2：100；所述焊接材料為埋弧焊用焊劑；采用上述含硼化物的焊接材料進(jìn)行焊接時(shí)，硼化物在焊接電弧空間分解出單質(zhì)硼，單質(zhì)硼滲入焊縫金屬，焊接電流大于311A。
本發(fā)明的一種焊接冶金滲合金方法，具有以下積極效果：(1)本發(fā)明的方法，工藝操作簡(jiǎn)單，貼切市場(chǎng)需求；(2)使用本發(fā)明的方法，微量滲硼后可使熔敷金屬的韌性提高，從而提高焊接結(jié)構(gòu)的服役安全性，(3)我國(guó)是焊接材料大國(guó)，本發(fā)明提出了一種新的焊接冶金方法來(lái)提高焊接材料的韌性水平，對(duì)我國(guó)焊接材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將發(fā)揮積極促進(jìn)作用。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1：
根據(jù)本發(fā)明的冶金方法，在12MnCrNi鋼配套手工焊條設(shè)計(jì)進(jìn)行了實(shí)施。根據(jù)12MnCrNi鋼配套手工焊條的技術(shù)要求(見表1)，設(shè)計(jì)并制作三批藥皮含硼砂(四硼酸鈉，Na2B4O7·10H2O)的12MnCrNi鋼配套手工焊條(即將適量的硼砂加入到原藥皮混合物中)，三批焊條所采用的鋼芯和藥皮粉料的成分分別如 表2、3所示。三批焊條所施焊的母材及施焊工藝參數(shù)如表4所示。施焊后對(duì)所得的熔敷金屬進(jìn)行了力學(xué)性能測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如表5所示。作為對(duì)比，用原藥皮不含硼化物的12MnCrNi鋼配套手工焊條的測(cè)試數(shù)據(jù)見表6。
表1實(shí)施例——12MnCrNi鋼配套手工焊條的技術(shù)要求
熔敷金屬力學(xué)性能
表2實(shí)施例——12MnCrNi鋼配套手工焊條鋼芯成分(重量，％)(規(guī)格4mm)
表3實(shí)施例——12MnCrNi鋼配套手工焊條藥皮成分(重量，％)
使用鉀鈉混合水玻璃粘結(jié)，藥皮外徑6.0mm。
表4實(shí)施例——三批焊條所施焊的母材及施焊工藝參數(shù)
表5實(shí)施例——三批焊條熔敷金屬化學(xué)成分與力學(xué)性能
表6藥皮不含硼化物的12MnCrNi鋼配套手工焊條的熔敷金屬化學(xué)成分與力學(xué)性能
可見，相比藥皮不含硼化物的12MnCrNi鋼配套手工焊條，含硼化物的12MnCrNi鋼配套手工焊條的熔敷金屬-40℃V缺口沖擊韌性獲得大幅提高。
實(shí)施例2：
根據(jù)本發(fā)明的冶金方法，在350焊劑的改進(jìn)設(shè)計(jì)中進(jìn)行了實(shí)施。設(shè)計(jì)并制作三批焊劑含B2O3的350G焊劑，焊劑制作方法同原350焊劑。三批焊劑的成分分別如表7所示。三批焊劑所配焊絲為12MnCrNi(規(guī)格4mm)，所施焊的母材及施焊工藝參數(shù)如表8所示。施焊后對(duì)所得的熔敷金屬進(jìn)行了力學(xué)性能測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如表9所示。
表7實(shí)施例——350G焊劑成分(重量，％)
表8實(shí)施例——三批焊劑350G所施焊的母材及施焊工藝參數(shù)
表9實(shí)施例——熔敷金屬化學(xué)成分與力學(xué)性能
顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，只要選擇在電弧高溫可以發(fā)生分解的硼化物，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而這些屬于本發(fā)明的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。