一种用于辐照区和非强辐照区埋弧焊的焊剂及其制备方法技术

本申请涉及焊接技术领域，尤其涉及一种用于辐照区和非强辐照区埋弧焊的焊剂及其制备方法；所述焊剂的原料包括：CaF2，MgO，Li2CO3，Al2O3，SiO2，TiO2，MnO，其余为不可避免的杂质；所述方法包括：依次混合所述CaF2、所述MgO、所述MnO、所述Al2O3、所述SiO2和所述Li2CO3，并加入粘结剂进行第一造粒，得到混合粗粒；对所述混合粗粒进行第二造粒，并进行预烘干，后进行烘焙和烧结，得到烧结产物；对所述烧结产物进行筛分，得到焊剂；通过上述的原料，能综合提高焊缝的机械性能和低温冲击韧性，进而实现焊剂焊接形成的焊缝同时具有良好的机械性能和较高的低温冲击韧性。高的低温冲击韧性。高的低温冲击韧性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于辐照区和非强辐照区埋弧焊的焊剂及其制备方法


[0001]本申请涉及焊接
，尤其涉及一种用于辐照区和非强辐照区埋弧焊的焊剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着核电产业的发展，核电设备的制备、组装和维修工艺日趋完善，尤其是针对核级主设备的制备、组装和维修作业的要求也越来越严格。
[0003]目前核级主设备的容器壳体分为强辐照区和非强辐照区，而对该区域的焊接中，容器壳体的母材一般以16MND5钢和18MND5钢为主，这些钢对焊缝强度和低温冲击韧性要求都很高。虽然目前有用于强辐照区和非强辐照区的埋弧焊的焊剂，但是焊接后的焊缝存在机械性能优良而低温冲击韧性低或低温冲击韧性高而机械性能差的缺点，使得现有焊剂难以应用于厚板窄间隙的焊接，因此如何提供一种用于辐照区和非强辐照区埋弧焊的焊剂，以实现焊接后焊缝的机械性能良好的同时还具有较高的低温冲击韧性，是目前亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本申请提供了一种用于辐照区和非强辐照区埋弧焊的焊剂及其制备方法，以解决现有技术中焊剂焊接形成的焊缝难以同时具有良好的机械性能和较高的低温冲击韧性的技术问题。
[0005]第一方面，本申请提供了一种用于辐照区和非强辐照区埋弧焊的焊剂，以重量份数计，所述焊剂的原料包括：
[0006]CaF2：30～45，MgO：20～35，Li2CO3：3～15，Al2O3：10～30，SiO2：5～10，TiO2：3～8，MnO：1～5，其余为不可避免的杂质。
[0007]可选的，以重量份数计，所述焊剂的原料还包括：
[0008]CaF2：30～45，MgO：25～35，Li2CO3：4～12，Al2O3：15～30，SiO2：5～10，TiO2：3～8，MnO：1～3，其余为不可避免的杂质。
[0009]可选的，以重量份数计，所述焊剂的原料还包括：S：0～0.010，0<P≤0.010。
[0010]第二方面，本申请提供了一种制备第一方面所述的焊剂的方法，所述方法包括：
[0011]依次混合所述CaF2、所述MgO、所述MnO、所述Al2O3、所述SiO2和所述Li2CO3，，并加入粘结剂进行第一造粒，得到混合粗粒；
[0012]对所述混合粗粒进行第二造粒，并进行预烘干，后进行烘焙和烧结，得到烧结产物；
[0013]对所述烧结产物进行筛分，得到焊剂。
[0014]可选的，所述第一造粒的粒径＞所述第二造粒的粒径。
[0015]可选的，所述粘结剂包括钠水玻璃、钾水玻璃和钾钠水玻璃中的至少一种。
[0016]可选的，所述预烘干的温度为85℃～105℃。
[0017]可选的，所述烘焙的温度为190℃～210℃。
[0018]可选的，所述烧结的温度为745℃～755℃。
[0019]可选的，所述烧结包括以气加热的方式进行，所述烧结的余热用于所述预烘干和所述烘焙中。
[0020]本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
[0021]本申请实施例提供的一种用于辐照区和非强辐照区埋弧焊的焊剂，通过采用加入MgO并控制其重量份数，可以使得整体焊剂呈碱性渣系，从而能抑制SiO2的还原，保证焊缝的低温韧性，并且MgO还能抑制熔池中Mn的烧损，保证焊缝的优异的力学性能，再加入Li2CO3和MnO，配合MgO的重量份数，可以降低焊剂的熔点，提高焊缝的机械性能，再利用CaF2降低焊接过程中熔渣的粘度和熔点，并降低焊缝金属的H含量，同时CaF2和SiO2的搭配可以提高焊剂的抗气孔能力，保证焊缝的致密，从而能进一步提高焊缝的机械性能，再控制SiO2的重量份数，增加焊接过程中熔池的流动性，从而调整熔渣的凝固点、表面张力及熔渣高温粘度，更进一步提高焊缝的机械性能，再利用TiO2改善焊接过程中熔渣的物理特性，把较长的熔渣转变为较短的熔渣，保证焊缝的成型同时提高焊缝的低温韧性，最后控制Al2O3的重量份数，增大熔渣表面张力，促使焊缝表面的光洁和流动，从而通过CaF2、MgO、Li2CO3、Al2O3、SiO2、TiO2和MnO综合提高焊缝的机械性能和低温冲击韧性，进而实现焊剂焊接形成的焊缝同时具有良好的机械性能和较高的低温冲击韧性。
附图说明
[0022]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
[0023]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1为本申请实施例提供的焊剂经过平头焊接脱渣的产品示意图；
[0025]图2为本申请实施例提供的焊剂经过接头焊接脱渣的产品示意图；
[0026]图3为本申请实施例提供的焊剂经过接头焊接后试样的拉伸和弯曲性能示意图；
[0027]图4为本申请实施例提供的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
[0028]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0029]除非另有特别说明，本申请中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
[0030]本申请实施例提供一种用于辐照区和非强辐照区埋弧焊的焊剂，以重量份数计，所述焊剂的原料包括：
[0031]CaF2：30～45，MgO：20～35，Li2CO3：3～15，Al2O3：10～30，SiO2：5～10，TiO2：3～8，
MnO：1～5，其余为不可避免的杂质。
[0032]本申请实施例中，CaF2的重量份数为30～45的积极效果是在该重量份数范围内，由于CaF2能降低熔渣的粘度和熔点，在高温焊接条件下与焊缝金属的H含量结合为HF，降低焊缝金属H含量，提高焊缝金属的机械性能，同时CaF2也能与SiO2配比，提高焊剂的抗气孔能力，因此控制CaF2在适宜的范围内，可以有效的提高焊缝的机械性能。
[0033]MgO的重量份数为20～35的积极效果是在该重量份数范围内，由于MgO是作为碱性物质而引入到焊剂成分中的，能大大提高焊剂的碱度，从而提高了焊剂的冶金性能，对于熔池的脱硫、脱磷起到至关重要的作用，特别是脱硫。并且MgO是高熔点物质，能提高焊剂的熔点同时抑制SiO2的还原，防止焊缝中的Si含量过高而影响低温韧性，同时还能抑制熔池中Mn的烧损，从而保证焊缝金属具有良好的力学性能；但是当MgO的含量在焊剂中的质量份数超过40％，会导致焊剂整体的熔点变高，导致熔渣本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于辐照区和非强辐照区埋弧焊的焊剂，其特征在于，以重量份数计，所述焊剂的原料包括：CaF2：30～45，MgO：20～35，Li2CO3：3～15，Al2O3：10～30，SiO2：5～10，TiO2：3～8，MnO：1～5，其余为不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的焊剂，其特征在于，以重量份数计，所述焊剂的原料还包括：CaF2：30～45，MgO：25～35，Li2CO3：4～12，Al2O3：15～30，SiO2：5～10，TiO2：3～8，MnO：1～3，其余为不可避免的杂质。3.根据权利要求1所述的焊剂，其特征在于，以重量份数计，所述焊剂的原料还包括：S：0～0.010，0<P≤0.010。4.一种制备如权利要求1
‑
3任一项所述的焊剂的方法，其特征在于，所述方法包括：依次混合所述CaF2、所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：白昶，王庆田，刘奇望，何培峰，蒋勇，于天达，杨飞，杜华，黄勇，张渝，邬亲丹，朱明冬，
申请(专利权)人：中国核动力研究设计院，
类型：发明
国别省市：