技术领域
[0001] 本
发明属于
焊接技术领域，具体是一种船用高硅中锰中氟型熔炼焊剂及其制备方法。
背景技术
[0002]
埋弧焊焊剂是埋弧焊主要的消耗材料之一，在焊接过程中
对焊缝金属起机械保护、
冶金处理及改善焊接工艺性能的作用，焊剂的焊接工艺性能和化学冶金性能是决定
焊缝金属
质量的重要因素。相比
烧结焊剂，熔炼焊剂具有颗粒均匀高、熔敷
金属化学成分均匀、吸潮倾向小、焊接过程稳定、气体
烟尘量较少、重复利用率高等优点。高硅中锰中氟型焊剂中SiO2含量高，焊剂有向焊缝中过渡硅的作用。硅可以提高焊缝金属的脱
氧能
力，提高焊缝金属的强度和硬度。MnO含量较高的焊剂有向焊缝金属中过渡锰的作用。锰在焊缝中，可以提高脱氧能力，降低
钢的脆性，减轻硫对钢的损害作用。CaF2在焊剂中作为造渣剂和稀释剂，增加焊剂的流动性，可以去除焊剂中的氢。为满足工业化生产对性能优良的焊剂的紧迫需求，有必要制备一种性能优良、能够实现焊缝金属高强度和高硬度，同时焊接
电弧稳定，并且具有光滑的焊道，良好的脱渣能力的高硅中锰中氟型熔炼焊剂。
发明内容
[0003] 针对
现有技术的不足，本发明提供了一种船用高硅中锰中氟型熔炼焊剂及其制备方法；本发明的熔炼焊剂是一种焊接过程稳定、焊缝金属强度高，硬度高，焊缝成分和组织均匀、焊道表面光滑、脱氧能力良好的熔炼焊剂，满足船板钢焊接工艺对性能优良的焊剂的紧迫需求。
[0004] 一种船用高硅中锰中氟型熔炼型焊剂，其含有成分按质量百分比为：SiO2：38～42％，MnO：28～32％，CaF2：27～32％；其中，按质量比，0.9≤MnO：CaF2≤1.1，各组分的质量百分比总和为100％。
[0005] 所述船用高硅中锰中氟型熔炼焊剂，焊后所得的焊接接头的
抗拉强度为673～710MPa，低温冲击功(-40℃)为60～80J。
[0006] 本发明的船用高硅中锰中氟型熔炼焊剂的制备方法，包括如下步骤：
[0007] 步骤1，熔炼：
[0008] (1)按船用高硅中锰中氟型熔炼焊剂的配比，秤取各组分原料CaF2、SiO2、MnO，将各原料混合均匀；
[0009] (2)将混合均匀的原料，熔炼后保温≥15min，制得熔炼产物；其中，熔炼
温度≥1500℃；
[0010] (3)将熔炼产物
水淬，制得
玻璃态半成品；
[0012] 将玻璃态半成品，在700～900℃焙烧3～5h，制得焙烧产物；
[0014] 将焙烧产物破碎、过筛，粒度为12～120目的颗粒即为船用高硅中锰中氟型熔炼焊剂。
[0015] 上述的船用高硅中锰中氟型熔炼焊剂的制备方法，其中：
[0016] 所述步骤1中，将各原料放入混料设备中，通过搅拌得均匀粉末。
[0019] 所述步骤2中，通过高温焙烧去除了焊剂中的
碳粉。
[0020] 所述船用高硅中锰中氟型熔炼焊剂，在焊接前需在200～400℃，烘干≥2h。烘干采用烘干箱进行干燥。
[0021] 本发明的一种船用高硅中锰中氟型熔炼焊剂及其制备方法，与现有技术相比，有益效果：
[0022] 本发明制备了一种新型船用高硅中锰中氟熔炼焊剂，该焊剂具有良好的化学成分均匀性，吸潮性低(储藏方便)，能够很好地配合低碳低
合金船板钢获得均匀的焊缝成分、良好的焊缝强度及硬度；焊缝金属成分均匀，金属焊道光滑，脱氧性良好，经检测无
缺陷，能够满足焊接的工艺要求。
具体实施方式
[0024] 一种船用高硅中锰中氟型熔炼焊剂，其含有成分按质量百分比为：MnO：29％，SiO2：42％，CaF2：29％。
[0025] 本发明的船用高硅中锰中氟型熔炼焊剂的制备方法，包括如下步骤：
[0026] 步骤1，熔炼：
[0027] (1)按船用高硅中锰中氟型熔炼焊剂的配比，秤取各组分原料CaF2、SiO2、MnO，将各原料放入混料设备中，通过搅拌混合均匀；
[0028] (2)将混合均匀的原料，在石墨坩埚中熔炼后保温15min，制得熔炼产物；其中，熔炼温度为1520℃；
[0029] (3)将熔炼产物水淬，制得玻璃态半成品；
[0030] 步骤2，高温焙烧：
[0031] 将玻璃态半成品，采用马弗炉在750℃焙烧2.5h，制得焙烧产物，通过高温焙烧去除了焊剂中的碳粉；
[0032] 步骤3，破碎：
[0033] 将焙烧产物破碎、过筛，粒度为12～120目的颗粒即为船用高硅中锰中氟型熔炼焊剂。
[0034] 本实施例制备的船用高硅中锰中氟型熔炼焊剂，在焊接前采用烘干箱在200℃，干燥2h；然后，将干燥后的熔炼焊剂配合低碳型
焊丝对EH36级船板钢进行焊接，焊后所得的焊接接头性能指标如下：抗拉强度为675MPa，低温冲击功(-40℃)为63J，焊缝成分均匀，焊接电弧稳定，焊道光滑，脱渣性良好。
[0035] 实施例2
[0036] 一种船用高硅中锰中氟型熔炼焊剂，其含有成分按质量百分比为：MnO：31％，SiO2：41％，CaF2：28％。
[0037] 本发明的船用高硅中锰中氟型熔炼焊剂的制备方法，包括如下步骤：
[0038] 步骤1，熔炼：
[0039] (1)按船用高硅中锰中氟型熔炼焊剂的配比，秤取各组分原料CaF2、SiO2、MnO，将各原料放入混料设备中，通过搅拌混合均匀；
[0040] (2)将混合均匀的原料，在石墨坩埚中熔炼后保温15min，制得熔炼产物；其中，熔炼温度为1520℃；
[0041] (3)将熔炼产物水淬，制得玻璃态半成品；
[0042] 步骤2，高温焙烧：
[0043] 将玻璃态半成品，采用马弗炉在750℃焙烧2.5h，制得焙烧产物，通过高温焙烧去除了焊剂中的碳粉；
[0044] 步骤3，破碎：
[0045] 将焙烧产物破碎、过筛，粒度为12～120目的颗粒即为船用高硅中锰中氟型熔炼焊剂。本实施例制备的船用高硅中锰中氟型熔炼焊剂，在焊接前采用烘干箱在200℃，干燥2h；然后，将干燥后的熔炼焊剂配合低碳型焊丝对EH36级船板钢进行焊接，焊后所得的焊接接头性能指标如下：抗拉强度为687MPa，低温冲击功(-40℃)为69J，焊缝成分均匀，焊接电弧稳定，焊道光滑，脱渣性良好。
[0046] 实施例3
[0047] 一种船用高硅中锰中氟型熔炼焊剂，其含有成分按质量百分比为：MnO：32％，SiO2：39％，CaF2：29％。
[0048] 本发明的船用高硅中锰中氟型熔炼焊剂的制备方法，包括如下步骤：
[0049] 步骤1，熔炼：
[0050] (1)按船用高硅中锰中氟型熔炼焊剂的配比，秤取各组分原料CaF2、SiO2、MnO，将各原料放入混料设备中，通过搅拌混合均匀；
[0051] (2)将混合均匀的原料，在石墨坩埚中熔炼后保温15min，制得熔炼产物；其中，熔炼温度为1520℃；
[0052] (3)将熔炼产物水淬，制得玻璃态半成品；
[0053] 步骤2，高温焙烧：
[0054] 将玻璃态半成品，采用马弗炉在750℃焙烧2.5h，制得焙烧产物，通过高温焙烧去除了焊剂中的碳粉；
[0055] 步骤3，破碎：
[0056] 将焙烧产物破碎、过筛，粒度为12～120目的颗粒即为船用高硅中锰中氟型熔炼焊剂。本实施例制备的船用高硅中锰中氟型熔炼焊剂，在焊接前采用烘干箱在200℃，干燥2h；然后，将干燥后的熔炼焊剂配合低碳型焊丝对EH36级船板钢进行焊接，焊后所得的焊接接头性能指标如下：抗拉强度为699MPa，低温冲击功(-40℃)为72J，焊缝成分均匀，焊接电弧稳定，焊道光滑，脱渣性良好。
[0057] 实施例4
[0058] 一种船用高硅中锰中氟型熔炼焊剂，其含有成分按质量百分比为：MnO：32％，SiO2：40％，CaF2：28％。
[0059] 本发明的船用高硅中锰中氟型熔炼焊剂的制备方法，包括如下步骤：
[0060] 步骤1，熔炼：
[0061] (1)按船用高硅中锰中氟型熔炼焊剂的配比，秤取各组分原料CaF2、SiO2、MnO，将各原料放入混料设备中，通过搅拌混合均匀；
[0062] (2)将混合均匀的原料，在石墨坩埚中熔炼后保温15min，制得熔炼产物；其中，熔炼温度为1520℃；
[0063] (3)将熔炼产物水淬，制得玻璃态半成品；
[0064] 步骤2，高温焙烧：
[0065] 将玻璃态半成品，采用马弗炉在750℃焙烧2.5h，制得焙烧产物，通过高温焙烧去除了焊剂中的碳粉；
[0066] 步骤3，破碎：
[0067] 将焙烧产物破碎、过筛，粒度为12～120目的颗粒即为船用高硅中锰中氟型熔炼焊剂。本实施例制备的船用高硅中锰中氟型熔炼焊剂，在焊接前采用烘干箱在200℃，干燥2h；然后，将干燥后的熔炼焊剂配合低碳型焊丝对EH36级船板钢进行焊接，焊后所得的焊接接头性能指标如下：抗拉强度为708MPa，低温冲击功(-40℃)为79J，焊缝成分均匀，焊接电弧稳定，焊道光滑，脱渣性良好。
