本發(fā)明涉及焊接材料領(lǐng)域。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種FGB法高效埋弧焊接配套焊接材料。
背景技術(shù)：
埋弧焊是一種電弧在焊劑層下燃燒進(jìn)行焊接的方法。傳統(tǒng)埋弧焊接材料通常為埋弧焊絲匹配燒結(jié)焊劑焊接，并可通用，類似SJ101產(chǎn)品。在船舶甲板及曲面板、橋梁鋼結(jié)構(gòu)橋面板的拼接施工，或者其他相似鋼結(jié)構(gòu)的拼板施工作業(yè)中，通常不能把工件進(jìn)行翻轉(zhuǎn)施工，大多采用單面焊雙面成形工藝來(lái)完成，目前的大線能量高效焊接類似FCB法(埋弧焊焊劑銅襯墊)等，一般性能只能達(dá)到3Y級(jí)水平。FGB法(柔性玻璃纖維熱固焊劑襯墊)高效埋弧焊接，具有焊焊后變形小，焊接效率高的優(yōu)點(diǎn)，在船舶甲板及曲面板、橋梁鋼結(jié)構(gòu)橋面板的拼接施工，或者其他相似鋼結(jié)構(gòu)的拼板施工作業(yè)中使用FGB法可以提高焊接效率，節(jié)約輔助材料，但是使其力學(xué)性能夠達(dá)到4Y級(jí)水平，就需要特定的焊接材料來(lái)進(jìn)行匹配，一種高效高性能的埋弧焊接材料是十分重要的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的一個(gè)目的是解決至少上述問(wèn)題，并提供至少后面將說(shuō)明的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種FGB法高效埋弧焊接配套焊接材料，其包括埋弧焊絲、燒結(jié)焊劑、合金粉末和陶質(zhì)襯墊，燒結(jié)焊劑、合金粉末和陶質(zhì)襯墊使用特定原料、合理配比能夠滿足FGB法工藝焊接要求，力學(xué)性能能夠達(dá)到4Y級(jí)水平，擁有良好的工藝性能。
為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，提供了一種FGB法高效埋弧焊接配套焊接材料，包括埋弧焊絲、燒結(jié)焊劑、合金粉末和陶質(zhì)襯墊：
所述燒結(jié)焊劑包括以下重量份的原料：25-35份MgO、2-6份CaO、10-20份CaF2、15-25份Al2O3、15-25份SiO2、0-2份K2O、0-4份Na2O以及0-1份CeO；
所述合金粉末包括以下重量份的原料：95-100份Fe、0-4份Mn、0-1份TiFe、0-1份SiFe、0-0.5份Ni以及0-0.5份Mo；
所述陶質(zhì)襯墊包括以下重量份的原料：40-60份Al2O3、4-8份MgO、30-40份SiO2以及2-8份K2O。
優(yōu)選的是，所述燒結(jié)焊劑包括以下重量份的原料：33份MgO、6份CaO、10份CaF2、22份Al2O3、25份SiO2、2份K2O、1份Na2O以及1份CeO；
所述合金粉末包括以下重量份的原料：96份Fe、2份Mn、0.5份TiFe、0.5份SiFe、0.5份Ni以及0.5份Mo；
所述陶質(zhì)襯墊包括以下重量份的原料：57份Al2O3、5份MgO、34份SiO2以及4份K2O。
優(yōu)選的是，所述燒結(jié)焊劑包括以下重量份的原料：30份MgO、5份CaO、20份CaF2、20份Al2O3、20份SiO2、2份K2O、2份Na2O以及1份CeO；
所述合金粉末包括以下重量份的原料：96.2份Fe、2份Mn、0.5份TiFe、1份SiFe、0.2份Ni以及0.1份Mo；
所述陶質(zhì)襯墊包括以下重量份的原料：50份Al2O3、6份MgO、39份SiO2以及5份K2O。
優(yōu)選的是，所述燒結(jié)焊劑包括以下重量份的原料：35份MgO、4份CaO、15.5份CaF2、18份Al2O3、22份SiO2、1份K2O、4份Na2O以及0.5份CeO；
所述合金粉末包括以下重量份的原料：95份Fe、3份Mn、0.5份TiFe、0.5份SiFe、0.5份Ni以及0.5份Mo；
所述陶質(zhì)襯墊包括以下重量份的原料：55份Al2O3、4份MgO、35份SiO2以及6份K2O。
本發(fā)明至少包括以下有益效果：
第一、本發(fā)明的配套焊接材料用于船舶甲板及曲面板、橋梁鋼結(jié)構(gòu)橋面板的拼接施工，或者其他相似鋼結(jié)構(gòu)的拼板施工作業(yè)中，根據(jù)焊接鋼材的不同強(qiáng)韌等級(jí)配套不同的埋弧焊絲，采用所述燒結(jié)焊劑、合金粉末和陶質(zhì)襯墊，能夠滿足FGB法工藝焊接要求，其力學(xué)性能能夠達(dá)到4Y級(jí)水平，擁有良好的工藝性能。
第二、本發(fā)明的配套焊接材料中的燒結(jié)焊劑中適量MgO的添加能夠提高焊劑的堿度，純凈焊縫金屬，提高焊縫金屬韌性，同時(shí)避免了由于MgO過(guò)量導(dǎo)致的脊背，咬邊；適量CaO的添加能有效擴(kuò)散降低焊縫氫含量，同時(shí)避免了由于CaO過(guò)多導(dǎo)致的熔渣偏厚，不易脫渣；適量CaF2的添加能有效增加焊劑的堿度，降低焊渣熔點(diǎn)，擴(kuò)散去除焊縫氫含量，同時(shí)避免了由于加入過(guò)多導(dǎo)致的焊接穩(wěn)弧形變差；適量Al2O3使焊縫變得更光滑，有效除氣孔，同時(shí)避免了由于加入過(guò)多導(dǎo)致焊劑熔點(diǎn)高，焊縫出脊背，焊縫金屬?zèng)_擊韌性低的問(wèn)題；適量SiO2的添加能夠提高焊渣的粘度，調(diào)和焊劑的堿度，同時(shí)避免了由于SiO2過(guò)量導(dǎo)致的焊渣粘度增大，易出氣孔壓痕；適量CeO的添加能夠細(xì)化焊縫金屬晶粒，以?shī)A雜物形態(tài)存在，在金相組織發(fā)生轉(zhuǎn)變時(shí)，充當(dāng)形核質(zhì)點(diǎn)，促進(jìn)針狀鐵素體的生長(zhǎng)；適量K2O和Na2O的添加能夠增加焊劑堿度，穩(wěn)定焊接電弧，提升焊縫技術(shù)韌性。
第三、本發(fā)明的配套焊接材料中的合金粉末中Fe作為主要填充焊縫金屬，采用鈍化處理的霧化鐵粉，不易氧化，且鐵粉氧含量極低，通過(guò)電弧高溫熔化后與熔池結(jié)合，增加熔敷量；Mn作為匹配焊絲及鋼板的合金成分，細(xì)化焊縫晶粒，提升焊縫金屬韌性及強(qiáng)度；TiFe和SiFe能有效降低焊縫氧含量，提升焊縫韌性、強(qiáng)度；Ni和Mo能夠有效細(xì)化組織晶粒，金相組織轉(zhuǎn)變過(guò)程中，抑制晶粒長(zhǎng)大，促進(jìn)針狀鐵素體生成，提升焊縫韌性。
第四、本發(fā)明的配套焊接材料中的陶質(zhì)襯墊中Al2O3能夠有效提高襯墊熔點(diǎn)以襯托住熔池；MgO和SiO2主要作用為造渣并具有良好的工藝性能；K2O能夠有效穩(wěn)定焊接電弧，增加焊接穩(wěn)定性。
本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將部分通過(guò)下面的說(shuō)明體現(xiàn)，部分還將通過(guò)對(duì)本發(fā)明的研究和實(shí)踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明的FGB法高效埋弧焊接配套焊接材料焊接的焊縫的金相組織圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明公開(kāi)了一種FGB法高效埋弧焊接配套焊接材料，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以借鑒本文內(nèi)容，適當(dāng)改進(jìn)工藝參數(shù)實(shí)現(xiàn)。特別需要指出的是，所有類似的替換和改動(dòng)對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的，它們都被視為包括在本發(fā)明。本發(fā)明的方法及應(yīng)用已經(jīng)通過(guò)較佳實(shí)施例進(jìn)行了描述，相關(guān)人員明顯能在不脫離本發(fā)明內(nèi)容、精神和范圍內(nèi)對(duì)本文所述的方法進(jìn)行改動(dòng)或適當(dāng)變更與組合來(lái)實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用本發(fā)明方法。
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說(shuō)明書(shū)文字能夠據(jù)以實(shí)施。
<實(shí)施例1>
本發(fā)明提供了一種FGB法高效埋弧焊接配套焊接材料，包括埋弧焊絲、燒結(jié)焊劑、合金粉末和陶質(zhì)襯墊：
所述燒結(jié)焊劑包括以下重量份的原料：33份MgO、6份CaO、10份CaF2、22份Al2O3、25份SiO2、2份K2O、1份Na2O以及1份CeO；
所述合金粉末包括以下重量份的原料：96份Fe、2份Mn、0.5份TiFe、0.5份SiFe、0.5份Ni以及0.5份Mo；
所述陶質(zhì)襯墊包括以下重量份的原料：57份Al2O3、5份MgO、34份SiO2以及4份K2O。
焊接過(guò)程中，選用焊研威達(dá)廠家生產(chǎn)的型號(hào)為ZD5(D)-1250的單電源雙絲埋弧焊機(jī)，EH36材質(zhì)鋼板，根據(jù)EH36材質(zhì)鋼板的強(qiáng)韌等級(jí)選用武漢天高生產(chǎn)的型號(hào)為H08Mn2E，直徑為5.0mm的埋弧焊絲，配套使用上述燒結(jié)焊劑、合金粉末和陶質(zhì)襯墊，使用FGB法傳統(tǒng)的焊接工藝進(jìn)行焊接。
如圖1所示測(cè)試焊接的焊縫的金相組織，由圖我們可以看出其有大量高位數(shù)的針狀鐵素體，焊縫擁有極好的低溫沖擊韌性。
<實(shí)施例2>
本發(fā)明提供了一種FGB法高效埋弧焊接配套焊接材料，包括埋弧焊絲、燒結(jié)焊劑、合金粉末和陶質(zhì)襯墊：
所述燒結(jié)焊劑包括以下重量份的原料：30份MgO、5份CaO、20份CaF2、20份Al2O3、20份SiO2、2份K2O、2份Na2O以及1份CeO；
所述合金粉末包括以下重量份的原料：96.2份Fe、2份Mn、0.5份TiFe、1份SiFe、0.2份Ni以及0.1份Mo；
所述陶質(zhì)襯墊包括以下重量份的原料：50份Al2O3、6份MgO、39份SiO2以及5份K2O。
焊接過(guò)程中，選用焊研威達(dá)廠家生產(chǎn)的型號(hào)為ZD5(D)-1250的單電源雙絲埋弧焊機(jī)，EH36材質(zhì)鋼板，根據(jù)EH36材質(zhì)鋼板的強(qiáng)韌等級(jí)選用武漢天高生產(chǎn)的型號(hào)為H08Mn2E，直徑為5.0mm的埋弧焊絲，配套使用上述燒結(jié)焊劑、合金粉末和陶質(zhì)襯墊，使用FGB法傳統(tǒng)的焊接工藝進(jìn)行焊接。
<實(shí)施例3>
本發(fā)明提供了一種FGB法高效埋弧焊接配套焊接材料，包括埋弧焊絲、燒結(jié)焊劑、合金粉末和陶質(zhì)襯墊：
所述燒結(jié)焊劑包括以下重量份的原料：35份MgO、4份CaO、15.5份CaF2、18份Al2O3、22份SiO2、1份K2O、4份Na2O以及0.5份CeO；
所述合金粉末包括以下重量份的原料：95份Fe、3份Mn、0.5份TiFe、0.5份SiFe、0.5份Ni以及0.5份Mo；
所述陶質(zhì)襯墊包括以下重量份的原料：55份Al2O3、4份MgO、35份SiO2以及6份K2O。
焊接過(guò)程中，選用焊研威達(dá)廠家生產(chǎn)的型號(hào)為ZD5(D)-1250的單電源雙絲埋弧焊機(jī)，EH36材質(zhì)鋼板，根據(jù)EH36材質(zhì)鋼板的強(qiáng)韌等級(jí)選用武漢天高生產(chǎn)的型號(hào)為H08Mn2E，直徑為5.0mm的埋弧焊絲，配套使用上述燒結(jié)焊劑、合金粉末和陶質(zhì)襯墊，使用FGB法傳統(tǒng)的焊接工藝進(jìn)行焊接。
實(shí)施例1-3的焊接規(guī)范如下：
表1
對(duì)實(shí)施例1-3的焊接接頭的力學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試得出如下數(shù)據(jù)：
表2
從表2的力學(xué)性能數(shù)據(jù)可以看出，本發(fā)明的所述燒結(jié)焊劑、所述合金粉末和所述陶質(zhì)襯墊在力學(xué)性能上滿足4Y級(jí)水平。
盡管本發(fā)明的實(shí)施方案已公開(kāi)如上，但其并不僅僅限于說(shuō)明書(shū)和實(shí)施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實(shí)現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)。