一種鎳基帶極電渣堆焊用燒結(jié)焊劑及其制造方法
【專利說明】一種鎳基帶極電渣堆焊用燒結(jié)焊劑及其制造方法
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】 本發(fā)明涉及焊接材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種燒結(jié)焊劑及其制造方法，具體涉及一種 鎳基帶極電渣堆焊用燒結(jié)焊劑及其制造方法。
[0002] 【【背景技術(shù)】】 已知的，隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，在石油化工、煤化工、核電、火電等領(lǐng)域服役的大型壓力 容器所面臨的工作條件越來越嚴(yán)苛，因此對(duì)其內(nèi)壁金屬的要求越來越高，這也促成了鎳基 合金大面積堆焊的應(yīng)用越來越多。
[0003] 電渣堆焊具有熔敷效率高，稀釋率低，焊道成型美觀等優(yōu)點(diǎn)，在大面積帶極堆焊方 面有著廣泛的應(yīng)用。而影響鎳基帶極電渣堆焊的主要因素是使用的焊劑，鎳基合金比鋼的 熔點(diǎn)低，粘度大，流動(dòng)性差，因此對(duì)電渣堆焊焊劑的熔點(diǎn)、粘度等物理性質(zhì)提出了要求。
[0004] 中國專利，公開號(hào)CN102990251A，專利名稱電渣堆焊用焊劑，其是將特定比例 CaF2、A1203、Si02& CaO熔融后作為原材料的一部分加入混合料后經(jīng)燒結(jié)而成，生產(chǎn)工藝復(fù) 雜。
[0005] 中國專利，公開號(hào)CN102069325A，專利名稱奧氏體不銹鋼帶極電渣堆焊用燒結(jié)焊 劑，中國專利，公開號(hào)CN102233494A，專利名稱不銹鋼帶極電渣堆焊焊帶及焊劑，中國專利，[0006] 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】 為了克服【背景技術(shù)】中存在的不足，本發(fā)明提供了一種鎳基帶極電渣堆焊用燒結(jié)焊劑及 其制造方法，本發(fā)明主要由CaF2-Al2O3-SiO2-CaO組成，并且焊劑組分不含有MgO、BaO等高 熔點(diǎn)物質(zhì)，以免其影響焊劑的熔點(diǎn)，本發(fā)明具有熔點(diǎn)低、流動(dòng)性好、工藝過程穩(wěn)定、恪渣剝離 性好、焊道成型美觀的電渣堆焊焊劑。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)如上所述的發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下所述的技術(shù)方案： 一種鎳基帶極電渣堆焊用燒結(jié)焊劑，按重量份數(shù)包括如下成分： CaF2 58 ~64 份； Al2O3 18 ~23 份； SiO2 0 ~2 份； CaO 2~4份； ZrO2 0· 5 ~1 份； KF 1~4份； 合金 0. 5~1份； 水玻璃 14~16份。
[0008] 所述的鎳基帶極電渣堆焊用燒結(jié)焊劑，所述CaF2是熔渣主要組成部分，保證了熔 融狀態(tài)下液態(tài)熔渣的導(dǎo)電能力，同時(shí)還能降低熔渣的粘度，提高流動(dòng)性，隨著組分中CaF 2K 例的提高，液態(tài)熔渣的導(dǎo)電能力增強(qiáng)，進(jìn)而產(chǎn)生足夠的熱量使得鎳基焊帶、焊劑以及少量的 母材熔化，保證電渣過程穩(wěn)定進(jìn)行。
[0009] 所述的鎳基帶極電渣堆焊用燒結(jié)焊劑，所述Al2O3是焊劑成分中常用的一種玻璃 體造渣材料，Al 2O3與CaF 2組合構(gòu)成的渣系是電渣堆焊的常用的基礎(chǔ)渣系，二者在合適的比 例能夠得到導(dǎo)電能力優(yōu)良，熔渣流動(dòng)性良好的液態(tài)熔渣，而Al 2O3含量過多將會(huì)降低熔渣導(dǎo) 電能力；另一方面，焊劑組分中有Al2O 3的加入可以使焊道表面的魚鱗波紋細(xì)小，同時(shí)Al 203 與CaF2組合能夠起到脫硫的作用。
[0010] 所述的鎳基帶極電渣堆焊用燒結(jié)焊劑，所述SiO2是主要作用是造渣，調(diào)整液態(tài)渣 池的黏度和流動(dòng)性，同時(shí)在高溫到低溫的過程中SiCV^經(jīng)歷相變過程，并且在相變的同時(shí) 還伴有體積變化，有利于渣殼剝離，SiO 2加入量大于2重量份時(shí)，對(duì)熔渣的剝離性有不利影 響。
[0011] 所述的鎳基帶極電渣堆焊用燒結(jié)焊劑，所述CaO是造渣主要成分，調(diào)節(jié)熔渣堿度， 并且能有效提高焊劑抗大電流能力，改善熔渣表面張力和界面張力。
[0012] 所述的鎳基帶極電渣堆焊用燒結(jié)焊劑，所述21〇2是具有負(fù)的線膨脹系數(shù)，在冷卻 過程中體積變化，對(duì)渣殼順利剝離有正面作用，并且ZrO 2可以調(diào)節(jié)渣池粘度，改善焊道成 型。
[0013] 所述的鎳基帶極電渣堆焊用燒結(jié)焊劑，所述KF是低熔點(diǎn)氟化物，可以提高液態(tài)渣 池的導(dǎo)電能力，同時(shí)其熔點(diǎn)較低，也可以對(duì)渣池的粘度和流動(dòng)性進(jìn)行改善。
[0014] 所述的鎳基帶極電渣堆焊用燒結(jié)焊劑，所述合金的加入可以對(duì)焊接過程中的元素 燒損進(jìn)行補(bǔ)充，保證堆焊金屬的成分從而保證堆焊層的耐腐蝕性。
[0015] 所述的鎳基帶極電渣堆焊用燒結(jié)焊劑，所述水玻璃主要作用是粘結(jié)粉體，水玻璃 加入量小于所要求的最低量時(shí)，焊劑造粒過程中成粒效果變差；加入量過多時(shí)，會(huì)向配方中 引入較多的SiO 2，對(duì)焊劑工藝性產(chǎn)生不利影響。
[0016] 一種鎳基帶極電渣堆焊用燒結(jié)焊劑的制造方法，將CaF2W螢石的形式，Al 203以 α -氧化鋁的形式，SiO2W石英的形式，CaO以大理石的形式，ZrO2以鋯英砂的形式，KF以 氟化鉀的形式，合金是以合金粉末的形式加入，水玻璃以純鈉水玻璃的形式加入，按常規(guī)燒 結(jié)焊劑生產(chǎn)工藝制造，各組分加入重量份數(shù)為螢石58~64份，α -氧化鋁18~23份，石 英0~2份，大理石2~4份，氟化鉀1~4份，鋯英砂0. 5~1份，合金粉末0. 5~1份， 將上述比例粉料充分混合均勻，然后加入14~16份的純鈉水玻璃作為粘結(jié)劑，與均勻混 合后的粉料攪拌均勻，再經(jīng)濕混造粒后進(jìn)行低溫烘干，烘干溫度為200°C~250°C而后再經(jīng) 700°C~750°C高溫?zé)Y(jié)得到燒結(jié)焊劑。
[0017] 采用如上所述的技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下有益效果： 本發(fā)明所述的一種鎳基帶極電渣堆焊用燒結(jié)焊劑及其制造方法，本發(fā)明根據(jù)鎳基合金 的特點(diǎn)，選用了高CaF2比例、高堿度的渣系，該焊劑渣系主要由CaF 2-Al203- SiO2-CaO組成， 焊劑使用的水玻璃為純納水玻璃，其模數(shù)M=2. 9, 20°C波美度為40~42° ，焊劑制造過 程為：配料-干混-濕混-造粒-烘干-燒結(jié)，其中焊劑的低溫烘干溫度為200°C~250°C， 高溫?zé)Y(jié)溫度為700°C~750°C，本發(fā)明主張以20-80目之間的焊劑顆粒作為成品焊劑，本 發(fā)明可以在較寬的焊接規(guī)范范圍內(nèi)獲得良好的焊道形貌及焊道外觀，并具有良好的熔渣剝 離能力，同時(shí)本發(fā)明具有焊劑工藝性良好，在較寬的工藝規(guī)范下，配合鎳基焊帶的堆焊過程 穩(wěn)定，焊后渣殼自動(dòng)剝離，焊道表面無粘渣，焊道成型美觀，焊道搭接處過渡良好；焊劑生產(chǎn) 適應(yīng)性良好，焊劑顆粒度均勻；堆焊層金屬成分穩(wěn)定，彎曲性能良好等。
[0018] 【【具體實(shí)施方式】】 通過下面的實(shí)施例可以更詳細(xì)的解釋本發(fā)明，本發(fā)明并不局限于下面的實(shí)施例； 本發(fā)明所述的一種鎳基帶極電渣堆焊用燒結(jié)焊劑，按重量份數(shù)包括如下成分： CaF2 58 ~64 份； Al2O3 18 ~23 份； SiO2 0 ~2 份； CaO 2 ~4 份； ZrO2 0· 5 ~1 份； KF 1 ~4 份； 合金 0. 5~1份； 水玻璃 14~16份； 其中還包括S、P及不可避免的雜質(zhì)，而S、P及不可避免的雜質(zhì)不是人為添加的。
[0019] 其中所述CaF2是熔渣主要組成部分，保證了熔融狀態(tài)下液態(tài)熔渣的導(dǎo)電能力，同 時(shí)還能降低熔渣的粘度，提高流動(dòng)性，隨著組分中CaF2比例的提高，液態(tài)熔渣的導(dǎo)電能力 增強(qiáng)，進(jìn)而產(chǎn)生足夠的熱量使得鎳基焊帶、焊劑以及少量的母材熔化，保證電渣過程穩(wěn)定進(jìn) 行。本發(fā)明實(shí)驗(yàn)結(jié)果提示，CaFd^含量不能低于58重量份，過低的含量不能形成電渣過程， 另外，本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)結(jié)果提示，CaFd^含量不能超過64重量份，過高的CaF 2的含量將會(huì)