[发明专利]一种用于海洋工程高强钢焊接的烧结焊剂及其制备方法

说明书

本发明公开一种用于海洋工程高强钢焊接的烧结焊剂及其制备方法，属于氟碱型烧结焊剂，所述烧结焊剂按照重量份数由以下组分组成：MgO19~24份、CaF₂20‑25份、Al₂O₃12~16份、SiO₂4~8份、CaO8~10份、BaO2~4份、NaF1~3份、LiF1‑3份、ZrO₂1‑2份、Fe₂O₃2‑3份、合金0.5～1.5份和水玻璃14～16份。本发明公开的烧结焊剂工艺性良好，在较宽的工艺规范下，电弧稳定，脱渣容易，焊道成型美观，既可满足屈服强度大于550MPa的E550钢板的焊接，又可满足屈服强度大于690MPa的E690钢板的焊接，且扩散氢较低。

技术领域

本发明属于焊接材料技术领域，具体涉及一种用于海洋工程高强钢焊接的烧结焊剂及其制备方法。

背景技术

随着我国经济的迅速发展，对石油的需求也越来越大，由于我国陆上石油资源的迅速锐减，海洋油气开发已成为我国能源开发的热点。自上世界50年代我国进入海洋石油平台钻探领域以来，经过半个世纪的努力，我国在海洋钻探、海洋装备制造等领域已取得了较大的进步。由于海洋装备工作环境恶劣，对海洋工程用钢以及与其配套的焊材要求较高。目前，屈服强度550MPa级别和690MPa级别的钢板已经实现了国产化，但与其配套的焊材，特别是埋弧焊材，仍为欧、美、日等少数国家所垄断。目前，国产的高强钢埋弧焊实心埋弧焊丝无论是氧、氮水平还是S、P等杂质元素都与进口焊丝差别不大，但与之相匹配的烧结焊剂匹配还存在较大的问题。主要表现在：（1）与相对应的实心焊丝匹配熔敷金属-40℃冲击功较低，且不稳定；（2）扩散氢含量较高，H_D＞5mL/100g，极易出现冷裂纹，给海洋平台的安全运行带来了较大的危害。迄今为止，国内外与海洋工程平台高强钢配套的埋弧焊剂相关的技术还不够完善，一种海洋工程用高韧性低氢型烧结焊剂及其制造方法（申请号201510577473.2），该专利发明主要用于海洋工程用屈服强度460MPa级钢的焊接，使用范围局限，对于屈服强度550MPa级别和690MPa级别的钢板不适用，因此研究和开发用于海洋工程高强钢焊接的烧结焊剂至关重要。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于海洋工程高强钢焊接的烧结焊剂及其制备方法，该烧结焊剂工艺性良好，在较宽的工艺规范下，电弧稳定，脱渣容易，焊道成型美观，既可满足屈服强度大于550MPa的E550钢板的焊接，又可满足屈服强度大于690MPa的E690钢板的焊接，且扩散氢较低。

本发明所采用的技术方案是：一种用于海洋工程高强钢焊接的烧结焊剂，属于氟碱型烧结焊剂，按照重量份数由以下组分组成：MgO 19~24份、CaF₂ 20-25份、Al₂O₃ 12~16份、SiO₂ 4~8份、CaO8~10份、BaO 2~4份、NaF1~3份、LiF 1-3份、ZrO₂1-2份、Fe₂O₃ 2-3份、合金0.5～1.5份和水玻璃14～16份。

作为本发明一种用于海洋工程高强钢焊接的烧结焊剂的进一步优化，所述烧结焊剂按照重量份数由以下原料制成：镁砂19~24份、萤石20-25份、α-氧化铝12~16份、硅灰石8~15份、大理石4~7份、氟化钠1~3份、氟化锂1-3份、锆英砂1.5-3份、赤铁矿2~3份、合金0.5-1.5份和纯钠水玻璃14~16份。

所述的用于海洋工程高强钢焊接的烧结焊剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤（1）、按照重量份数取上述原材料，然后将原材料中的干粉料干混均匀，得到混合干料，备用；

步骤（2）、将纯钠水玻璃倒入步骤（1）得到的混合干料中并进行湿混，得到混合料，备用；

步骤（3）、将步骤（2）得到的混合料在造粒盘中进行造粒，备用；