[发明专利]一种碱性焊接衬垫材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种衬垫焊中所使用的衬垫材料，具体是一种能够应用于高强度、高韧性接头性能要求的碱性焊接衬垫材料，属于金属材料焊接领域。

背景技术

一般而言，传统的衬垫焊所用的衬垫材料是以堇青石(Cordierite)为主相的衬垫材料，该衬垫材料重量百分比以：40％-60％SiO₂、30％-45％Al₂O₃、3％-18％MgO为代表。这种堇青石类衬垫材料虽然在背面焊缝成型方面具有优良的效果，但是由其组成的衬垫熔渣碱度低，只能适用于一般焊接接头机械性能，特别是低温冲击性能要求不高的金属材料的焊接。

随着高性能钢材的不断涌现，通过提高钢材的性能级别，降低钢材的使用厚度，减少钢材的相对使用量进而减少排放，已成为钢铁材料发展的一个趋势。钢铁材料本身性能的提高需要焊接接头的性能与之匹配。传统的堇青石类衬垫材料，由于其衬垫熔渣的碱度很低(小于0.3)，在焊接过程中，衬垫熔渣与焊缝金属发生冶金反应，引起焊缝中细小的氧化物夹渣，这种夹渣对于焊缝的强度影响不大，但使焊缝的冲击韧性特别是低温冲击韧性显著降低。因此对于要求低温冲击性能钢铁材料的焊接，堇青石类衬垫材料不能满足焊接接头性能要求。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种碱性焊接衬垫材料，从根本上解决已有堇青石类焊接衬垫材料由于衬垫熔渣碱度低所引起的焊缝性能达不到使用要求，其具有高碱度，能够确保焊缝成型质量。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种碱性焊接衬垫材料，所述碱性焊接衬垫材料成品中各组分的重量百分比为：40％-75％MgO和/或CaO、15％-40％SiO₂、0％-25％Al₂O₃、0-3％Fe₂O₃、0.5-4％Na₂O和/或K₂O；且所述碱性焊接衬垫材料碱度大于1。

进一步，所述碱性焊接衬垫材料成品中各组分的重量百分比为：50％-70％MgO和/或CaO、20％-35％SiO₂、1％-15％Al₂O₃、0.5-2％Fe₂O₃、1-3％Na₂O和/或K₂O；且所述碱性焊接衬垫材料碱度大于1.5。

进一步，所述碱性焊接衬垫材料成品中各组分的重量百分比为：64.5％MgO和/或CaO、26.7％SiO₂、7.2％Al₂O₃、0.6％Fe₂O₃、1.8％Na₂O和/或K₂O；且所述碱性焊接衬垫材料碱度大于2。

一种碱性焊接衬垫材料的制造方法，该制造方法包括：

1)、将原材料MgO和/或CaO、SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、Na₂O和/或K₂O按照一定比例充分混合；

2)、充分混合后的原材料压制成型，并且烧结成衬垫块；

3)、将烧结好的衬垫块与铝箔压敏胶带装配在一起。

优选的，原材料各组分重量百分比为：64.5％MgO和/或CaO、26.7％SiO₂、7.2％Al₂O₃、0.6％Fe₂O₃、1.8％Na₂O和/或K₂O；且所述碱性焊接衬垫材料碱度大于2。

本发明的有益效果是：该碱性焊接衬垫材料通过优选材料配方，控制衬垫熔渣的碱度，调节衬垫熔渣的物理化特性，满足高强度高韧性焊接接头的要求。使用本发明的衬垫材料进行焊接，无论是平焊还是在立焊位置，其焊缝成型均匀光滑。焊缝的机械性能尤其是低温冲击韧性与传统的堇青石类衬垫材料相比，有显著的提高。除此之外，通过调整原材料的配方，控制衬垫熔渣的碱度，从而满足不同机械性能要求的焊接接头。

附图说明

图1为本发明衬垫使用安装结构示意图；

图中：1、衬垫块，2、铝箔压敏胶带，3、钢板，4、打底焊，5、填充焊。

具体实施方式