[发明专利]带极电渣堆焊焊剂

说明书

本发明属于电渣焊焊剂材料领域。主要适用于核电反应堆、石油加氢反应器、化肥合成塔等压力容器的内衬堆焊。

诸如核电反应堆、石油加氢反应器、化肥合成塔之类的压力容器制造中，常采用堆焊方法在其低合金钢筒体和封头的内壁复合不锈钢内衬，防止介质的腐蚀，保证设备正常运行，延长其使用寿命。在堆焊方法中，与其它方法相比，带极电渣堆焊具有母材稀释率低、熔敷效率高、焊道金属的碳和氧含量低等优点。因此，这种焊接工艺已在国际上得到了较广泛的应用。

在带极电渣堆焊工艺中，合理地选择或配备焊剂是直接关系到堆焊层的质量及堆焊工艺参数的一个重要因素。

在现有技术中，带极电渣堆焊焊剂主要基于CaF₂-Al₂O₃、CaF₂-TiO₂两个基本渣系。CaF₂-TiO₂渣系含有大量的TiO₂，若用烧结方法生产焊剂，TiO₂的活度大，导致焊道金属严重氧化。CaF₂-Al₂O₃渣系虽有自身的特点，但随着焊剂具体成分的不同，也存在不同的缺点，例如昭59-97793专利说明书就提供了一种CaF₂-Al₂O₃渣系的电渣堆焊焊剂。该焊剂的主要不足之处是脱渣性差或粘渣，另外，焊道成形性差，当双层堆焊时第一道易出现凹陷现象。

本发明的目的在于提供一种脱渣性和焊道成形性等工艺性能良好的带极电渣堆焊焊剂。

针对上述目的，本发明带极电渣堆焊焊剂采用了CaF₂-Al₂O₃渣系。为了改善脱渣性和焊道成形性，焊剂中加入Na₃AlF₆、MgF₂，同时，为了提高渣的导电率和降低渣的熔点，焊剂中还加入了MgO、SiO₂等。其具体的成分（重量%）为：CaF₂25～55%，MgF₂10～30%，Na₃AlF₆5～15%，Al₂O₃5～25%，SiO₂5～20%，MgO5～25%，MnO1～10%，Cr₂O₃1～10%，ZrO₂≤15%。

现将本焊剂中各组份的作用原理分述如下：

CaF₂作为主要的导电成分。

MgF₂除作为导电剂以外，主要用来调节金属-熔渣的界面张力，使焊道平滑。

Na₃AlF₆主要用来改善脱渣性，降低渣的熔点及界面张力，增加熔渣的流动性，有利于宽带极堆焊层的边缘熔合，改善焊道成形。

三种氟盐含量过低，堆焊时发生电弧，破坯电渣过程的稳定性;含量过高，电阻热降低，影响熔合，故适量为宜。

Al₂O₃用来调节渣的电导率及粘度。含量过低，电阻热不足;含量过高，堆焊时产生电弧，有损于工艺稳定性，含量控制在5～25%。

SiO₂用来降低渣的熔点，改善焊道成形。

MgO用来复合SiO₂，阻碍它与氟盐反应生成气体而导致的堆焊过程不稳定;另外它可以提高电导率。

MnO用来复合SiO₂及防止锰的烧损，过高的含量损坏脱渣性，故限制在10%以下。

Cr₂O₃用来调整渣的粘度及防止铬的烧损，含量过高会损坏脱渣性，以10%以下为宜。

ZrO₂用于替代部分SiO₂。

本发明采用烧结法进行生产，烧结温度为500～850℃。

本发明所述的焊剂，可以与不锈钢带极匹配，堆焊耐蚀性优异的超低碳耐蚀层，既适用于单层堆焊，也适用于双层堆焊。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、脱渣性好，不粘渣。由于加入了Na₃AlF₆，有效地解决了含Nb、Mo钢带堆焊时脱渣性差或粘渣的问题。