新型耐磨堆焊烧结焊剂的研制

论文摘要

随着耐磨堆焊技术的发展如新型耐磨堆焊药芯焊丝的出现,原有的焊剂品种已不能满足需求。开发适用于耐磨堆焊的新型焊剂,是目前焊接材料研究领域内的热点。本文针对耐磨堆焊的特点,开发出了渣系为Al2O3-CaF2-CaO-MgO-SiO2,碱度为1.7的烧结焊剂。该焊剂配合马氏体不锈钢堆焊用药芯焊丝,焊接工艺性能良好,堆焊层焊态硬度≥45HRC。本文通过对耐磨堆焊工艺的研究,确定了堆焊烧结焊剂应为碱性焊剂,以使堆焊过程中对合金的氧化较小。讨论了熔渣的膨胀系数、熔点、粘度、表面张力与焊接工艺性能的关系,确定了合理的焊剂的成分范围。然后通过堆焊试验,找出了一组工艺性能良好的焊剂配方。在焊剂配方基本满足工艺性能条件下,分析不同成分对焊接工艺性能的影响规律,并对焊剂进行改进。本文研究了成分中MgO、Al2O3、CaF2、CaCO3、MnO以及ZrO2对焊接工艺性能的影响。其中,少量CaCO3分解出的CO2能促进熔池金属的搅拌作用,从而有利于熔池脱气;少量ZrO2则能大大提高碱性焊剂的脱渣性能。比较了作为焊剂原料,烧结镁砂和电熔镁砂的区别,以及二者对工艺性能的影响。探讨了在烧结焊剂中加入HJ431的可行性,并通过试验进行验证。从堆焊层的硬度试验及金相组织可知,新型耐磨堆焊烧结焊剂配合马氏体不锈钢药芯焊丝能获得高的焊态硬度和较均匀的组织,具有较好的耐磨性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 堆焊技术
• 1.3 烧结焊剂的特点及应用现状
• 1.4 烧结焊剂的研究现状
• 1.5 本文研究目的、内容
• 2. 试验材料及试验方法
• 2.1 烧结焊剂的制作
• 2.2 焊剂的焊接工艺性能试验方法
• 3 焊剂的试制
• 3.1 焊剂应达到的性能要求
• 3.2 焊剂的碱度范围
• 3.3 焊剂渣系选择
• 3.4 焊剂成分范围的拟定
• 3.5 焊剂的配方试验及评分
• 4 焊剂成分与工艺性能的关系研究
• 4.1 MGO 对工艺性能的影响
• 2O₃对工艺性能的影响'>4.2 AL₂O₃对工艺性能的影响
• 2对工艺性能的影响'>4.3 CAF₂对工艺性能的影响
• 3对工艺性能的影响'>4.4 CACO₃对工艺性能的影响
• 4.5 MNO 的影响
• 4.6 锆英石对工艺性能的影响
• 4.7 焊剂配方的确定
• 5 焊剂的检验
• 5.1 新研制焊剂的工艺性能
• 5.2 堆焊层硬度试验及金相组织观察
• 6 结论与展望
• 致谢
• 参考文献