奥氏体不锈钢带极电渣堆焊用烧结焊剂的研制

由于具有这些优点，带极电渣堆焊已开始逐步取代某些常规的堆焊方法，如带极埋弧堆焊，而影响带极电渣堆焊技术推广的一个主要因素是焊剂的发展。熔炼焊剂在制造过程中原料要熔化，因此配方中不能加入碳酸盐、脱氧剂和合金剂，制造高碱度焊剂也很困难。与熔炼焊剂相比，烧结焊剂的碱度可在较大范围内调节并能保持良好的焊接工艺性能，具有耗电量小、成本低、环保、能渗合金等优点。在此采用烧结方法研制了一种奥氏体不锈钢带极电渣堆焊用烧结焊剂。
电渣堆焊对焊剂的基本要求是：在焊接开始时能够迅速建立起电渣熔池；在焊接过程中，当渣池深度、宽度以及电流、电压变化时，能保持稳定的电渣过程；焊后脱渣容易，焊缝成形性好。在保持良好工艺性能的同时，要求焊剂具有良好的冶金性能，即在堆焊过程中合金元素烧损量小。基于以上三方面的需求，确定采用氟碱型渣系，经过前期配方调整，最终渣系定为CaF2－MgO－SiO2－Al2O3。
CaF2 是电渣堆焊焊剂中不可缺少的组分，是决定电渣过程能否顺利进行的关键。焊剂中随着CaF2含量增多，熔渣的导电性增强，焊接开始时电渣过程建立较快，使电流很容易通过浅层熔渣，并产生足够的热量熔化焊带、焊剂和少量母材。为了使电渣过程稳定进行，焊剂中的w(CaF2)应高于50％，但过多的CaF2 会降低熔渣的粘度和工艺性能。本试验中CaF2 是以萤石的形式加入的，因此，确定焊剂中
萤石的含量为50％～70％。
加入适量的中性氧化物Al2O3，可使堆焊层表面鱼鳞纹细腻，焊剂的成形性能也相应提高。SiO2 为强酸性氧化物，是焊剂中一种主要的造渣成分，含量较多时由于SiO2 从高温冷却到低温共有四个相变过程，当晶格改变时伴随有体积的变化，对脱渣有良好的作用。但是，当加入量过多时会使熔渣的氧化性增强，易烧损合金元素，同时还会导致焊缝金属增硅。Al2O3 和SiO2 以铝矾土和粘土的形式加入，
最终确定铝矾土加入量为15％～35％，粘土的加入量为10％～35％。
MgO 是良好的造渣材料，可提高熔渣的碱度，增加熔渣的透气性和表面张力，改善焊缝成形。MgO以镁砂的形式加入，为了保证烧结焊剂有较高的熔点和良好的成形性能，确定镁砂的含量为10％～25％。
如上所述，试验材料由萤石、铝矾土、粘土、镁砂等组成，采用钾钠比例为1∶1，模数为3．0 的水玻
璃作为粘结剂，配制成CaF2－MgO－SiO2－Al2O3 碱性渣系烧结焊剂。为了找出最佳成分范围，进行正交试验。经过大量焊剂配方调试，确定了具有良好工艺性能的CaF2－MgO－SiO2－Al2O3 渣系烧结焊剂的基础配方，如表1 所示。

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