[发明专利]速焊剂

说明书

本发明涉及焊接领域，特别涉及铝热法焊接。

目前国内外研究成功多种铝热焊接方法及焊剂，其中，美国专利说明书US    4，216，816介绍了一种用于奥氏体高锰钢的铝热法焊剂，该焊剂含有：氧化铁（例如：氧化亚铁和三氧化二铁）、铝粉、软铁颗粒（按照需要）、锰铁合金和/或电解锰、镍珠和/或镍合金和/或氧化镍（或其它可还原的镍化合物）以及碳。该焊剂中除作为氧化剂的氧化铁和作为还原剂的铝粉外，还有需要满足高锰钢的高锰含量（例如熔融的焊剂需含12～17（重量）%锰）的锰铁和/或电解锰;还要加入镍珠，镍是奥氏体化合金元素之一，加入镍或镍合金可以保证焊缝成分为奥氏体组织，如是加入氧化镍或可还原的镍化合物则又可作氧化剂又可补镍，软钢和碳都是针对高锰钢成分而加。这种焊剂只能用于奥氏体高锰钢，而且上述成分的含量未给出，只提到在焊缝中被熔融的该焊剂成分要求，并且该焊剂还需按各种不同成分的高锰钢进行调整碳、锰和铁的含量。这种焊剂成分未充分公开，不是本行业普通技术人员简单地就能实施。用这种焊剂对高锰钢进行焊接时，还需采用镁砂模子以防磷或硅的渗入或限制含硅量。因此，使用这各焊剂也是不方便的。尽管该焊剂适用于高锰钢的铝热焊，但是对于再生铸铁件、再生铸钢件的补焊焊剂则是不适宜的、昂贵的。

本发明目的在于：提供一种廉价的、对再生铸铁件和再生铸钢件进行补焊的铝热法焊剂。

本发明目的是这样达到的：除去含有作为氧化剂的四氧化三铁、轧钢铁鳞和作为还原剂的铝粉外，还加入能改进熔渣和气体上浮的纯锆粉和钛渣以及点燃剂氟化钠，从而本发明目的就完全达到了。

以下对本发明速焊剂进行详细说明。

本发明速焊剂由下列成分组成，含量如下：

四氧化三铁    9～12（重量）%

轧钢铁鳞    55～60（重量）%

纯铝粉    20～23（重量）%

纯锆粉    10～11（重量）%

钛渣    1～5（重量）%

此外，氟化钠为上述成分总量的0.1（重量）%

四氧化三铁是还原剂也是促进反应的催化剂，如大于12（重量）%则增加本速焊剂成本，小于9（重量）%则反应不足;轧钢铁鳞是轧钢厂的废料，其中包括有氧化铁、四氧化三铁和氧化亚铁，在本速焊剂中是氧化剂，熔化之后又是填充剂;纯铝粉是铝热还原剂的主角，铝与氧化剂反应发生大量热量，，使温度达到1700℃（光学高温计目测）从而达到使全部速焊剂熔化与填充的目的;锆粉也是还原剂，它与氧化合后生成氧化锆，氧化锆能改进高温熔融物的熔渣上浮，改善焊接质量;渣是铁合金厂冶炼铁合金产生的废渣，它使熔融物的熔渣及气体上浮，改进焊件质量。以上轧钢铁鳞如小于55（重量）%，则氧化剂不足，而且填充量不够，如大于60（重量）%则使反应不充分，达不到焊接所需高温。纯锆粉和钛渣的加入量也分别不能少于10（重量）%和1（重量）%，否则，补焊质量不良。氟化钠是点燃剂。

本发明速焊剂的最佳成分含量如下：

四氧化三铁    10（重量）%

轧钢铁鳞    55（重量）%

纯铝粉    20（重量）%

纯锆粉    10（重量）%

钛渣    5（重量）%

此外，氟化钠为上述成分总量的0.1（重量）%

本速焊剂的制法如下：将所有的原料分别粉碎到80～100目，干燥，冷到室温后混合，在焊时再混入氟化钠，即成本发明速焊剂。

在使用时，测准焊件的损坏容积，先清除铁锈及杂物，把氟化钠加入以上混合物内，氟化钠的量为整个混合物的千分之一，然后将此加入氟化钠的本发明速焊剂以相当于损坏容积的9～10倍的容积放到损坏部位，在损害部位的周围用火泥砌上坝，然后用气焊枪点燃，约30秒钟，有蓝光升出，除去气焊枪，经一分钟后，发生激烈化学反应，本速焊剂全部熔化到损害部位，熔渣与气体上浮，完成焊接目的。然后保温10分钟，除去积渣，用砂轮将高出部位磨平，即可补焊完毕。

以下对本发明速焊剂的焊接部位进行分析与检验：

1）焊接部位化学成分（重量）%为：C    0.2～0.5    Mn    0.64    Si    0.30P≥0.030    S≥0.020，相当于优质的低碳钢或中碳钢;

2）金相分析：碳化物1.0级，氧化物0.5级，晶粒大于1级（按YB-27-77）评定，其组织为珠光体和铁素体;

3）机械性能：抗拉强度在800℃为10Kg/mm，线膨胀系数在750℃为1.379×10;

4）金相组织低倍、断口。