专利名称：用于不锈钢钨极氩弧焊的活性剂的制作方法
技术领域：
本发明是一种用于不锈钢钨极氩弧焊的活性剂。
背景技术：
钨极氩弧焊几乎可用于所有金属的连接，但它也存在焊接熔深浅，生产效率低的缺点。单道焊接不锈钢，熔深仅3mm左右，对于3mm以上的厚板对接，需要开坡口，填丝，多道焊才能完成，焊接变形也大。对10mm厚的钢板，通常要焊5、6道才能完成。用钨极氩弧焊焊接不锈钢存在的另一个问题是，焊接熔深不易控制，熔深随着母材中的微量元素(O、S)的波动而波动。在相同的焊接规范条件下，往往得不到相同的焊接熔深，给实际施工带来很多的困难。巴顿焊接研究所为了解决钛合金焊接中存在的上述问题，首次使用了用于钛合金的活性剂。1997年他们又对不锈钢进行了研究，并发明了一种用于不锈钢的活性剂。针对不锈钢活性剂存在的缺点，美国爱迪生焊接研究所对其进行了改良，并发明了SS-7活性剂。上述活性剂仅使用于6mm左右的板厚，也未考虑焊缝的背面成型及对焊接变形的影响。
发明内容
本发明的目的是有效降低焊缝熔深对母材微量元素波动的敏感性，增加焊接熔深，减少了工件的热输入，减少焊接变形。
本发明是用于不锈钢钨极氩弧焊的活性剂，活性剂是由CaO、Fe2O3、SiO2、Cr2O3、TiO2、MnO、B2O3组成，其重量配比为CaO 5～8％、Fe2O35～8％、SiO230～43％、Cr2O312～20％、TiO27～8％、MnO8～11％、B2O320～30％。
本发明的有益之处使用活性剂后能有效降低焊缝熔深对母材微量元素波动的敏感性。另外，使用活性剂后，焊接熔深显著增加，但焊接的电流保持不变，所以在相同的焊接电流条件下，减少了工件的热输入，焊接的变形是最小的。
图1a为用于对比本发明第一个实施例的未涂覆活性剂的焊接熔池形状图，图1b为本发明第一个实施例中涂覆活性剂的焊接熔池形状图。
图2a本发明第一个实施例中涂覆和未涂覆活性剂的焊缝正面外观形貌图，图2b本发明第一个实施例中涂覆和未涂覆活性剂的焊缝背面外观形貌图。
图3本发明三个实施例焊接接头金相组织图，图3a为焊缝区金相组织图，图3b为过热区金相组织图。
图4a为用于对比本发明第二个实施例的未涂覆活性剂的焊接熔池形状图，图4b为本发明第二个实施例中涂覆活性剂的焊接熔池形状图。
图5a本发明第二个实施例中涂覆和未涂覆活性剂的焊缝正面外观形貌图，图5b本发明第二个实施例中涂覆和未涂覆活性剂的焊缝背面外观形貌图。
图6a为用于对比本发明第三个实施例的未涂覆活性剂的焊接熔池形状图，图6b为本发明第三个实施例中涂覆活性剂的焊接熔池形状图。
图7a本发明第三个实施例中涂覆和未涂覆活性剂的焊缝正面外观形貌图，图7b本发明第三个实施例中涂覆和未涂覆活性剂的焊缝背面外观形貌图。
具体实施例方式
第一个实施例本发明第一个实施例的活性剂重量配比为CaO 5％、Fe2O36％、SiO237％、Cr2O315％、TiO27％、MnO 9％、B2O321％。焊接规范如表1所示
表1焊接规范
将一定量的活性剂置于容器中，加入适量丙酮，使其成为糊状。用扁平毛刷将糊状活性剂刷涂于待焊工件表面，刷涂厚度以能遮盖母材本色为宜，刷涂宽度约20mm，每米焊道活性剂消耗量在5g左右，待丙酮挥发后便可焊接。
其技术效果为1、熔池形状没有使用活性剂，对接10mm厚的板，需要开V型坡口，填丝，五、六道才能完成。如图1a所示，没有使用活性剂的熔深只有3mm，如图1b所示，有活性剂的熔深为10mm。使用活性剂的熔宽比无活性剂的熔宽略有减小，熔池的形状为典型的指状熔池。焊缝背面的余高小于2mm。
2、焊缝外观形貌图2a所示，为焊缝的焊缝正面外观形貌图，焊缝在使用活性剂的涂层区明显变窄，表面成形良好，有少量黑色的点状熔渣，正面焊缝略有凹陷。图2b所示，为焊缝背面外观形貌图，没有使用活性剂区没有焊透，使用活性剂涂层区完全焊透，背面焊缝成形良好，余高小于2mm。
3、焊接接头金相组织如图3a所示，使用活性剂后，所得到的焊缝金相组织为90％左右的奥氏体+10％左右的铁素体+少量σ相，与常规的氩弧焊组织相同。如图3b所示，过热区也未出现异常的晶粒长大现象。
4、焊缝化学成份母材、常规氩弧焊焊缝及钨极氩弧焊焊缝的化学成份如表2所示。由表可见，在不填焊丝的直边坡口氩弧焊中，使用活性剂与没有使用活性剂的焊缝成份与母材基本相同。显然，使用活性剂后对焊缝的化学成份影响不大。
表2化学成份对比(Wt)％
5、焊接接头的力学性能使用活性剂后，所测定的焊接接头的力学性能如表3所示。
表3焊接接头的力学性能
显然，使用活性剂后对焊接接头的力学性能也没有影响。
第二个实施例本发明第二个实施例的活性剂重量配比为CaO 6％、Fe2O37％、SiO230％、Cr2O317％、TiO27％、MnO 11％、B2O322％。焊接规范如表1所示。使用活性剂后的技术效果如下1、熔池形状如图4a所示，没有使用活性剂的熔深只有3mm，如图4b所示，使用活性剂的熔深为10mm。使用活性剂的熔宽比没有使用活性剂的熔宽明显减小，熔池的形状为典型的指状熔池。焊缝背面的余高小于2mm。
2、焊缝外观形貌如图5a所示，为焊缝的正面外观形貌图，焊缝在使用活性剂涂层区明显变窄，表面成形良好，有少量黑色的点状熔渣，正面焊缝略有凹陷。如图5b所示，为焊缝的背面外观形貌图，没有使用活性剂区没有焊透，使用活性剂涂层区完全焊透，背面焊缝成形良好，余高小于2mm。
3、焊接接头金相组织如图3a所示，使用活性剂后，所得到的焊缝金相组织为90％左右的奥氏体+10％左右的铁素体+少量σ相，与常规的TIG焊组织相同。如图3b所示，过热区也未出现异常的晶粒长大现象。
4、焊缝化学成份母材、常规氩弧焊焊缝及钨极氩弧焊焊缝的化学成份如表4所示。由表可见，在不填焊丝的直边坡口氩弧焊中，使用活性剂与没有使用活性剂的焊缝成份与母材基本相同。显然，使用活性剂后对焊缝的化学成份影响不大。
表4化学成份对比(Wt)％
5、焊接接头的力学性能使用活性剂后，所测定的焊接接头的力学性能如表5所示。
表5焊接接头的力学性能
显然，使用活性剂后对焊接接头的力学性能也没有影响。
第三个实施例本发明第三个实施例的活性剂重量配比为CaO 5％、Fe2O35％、SiO240％、Cr2O312％、TiO28％、MnO 8％、B2O322％。焊接规范如表1所示。使用活性剂后的技术效果如下1、熔池形状如图6a所示，没有使用活性剂的熔深只有3mm，使用活性剂的熔深为10mm。使用活性剂的熔宽比没有使用活性剂的熔宽明显减小，熔池的形状为典型的指状熔池。焊缝背面的余高小于2mm。
2、焊缝外观形貌如图7a所示，为焊缝的正面外观形貌图，焊缝在使用活性剂涂层区明显变窄，表面成形良好，有少量黑色的点状熔渣。如图7b所示，为焊缝的背面外观形貌图，没有使用活性剂区没有焊透，使用活性剂涂层区完全焊透，背面焊缝成形良好，余高小于2mm。
3、焊接接头金相组织如图3a所示，使用活性剂后，所得到的焊缝金相组织为90％左右的奥氏体+10％左右的铁素体+少量σ相，与常规的氩弧焊组织相同。如图3b所示，过热区也未出现异常的晶粒长大现象。
4、焊缝化学成份母材、常规氩弧焊焊缝及钨极氩弧焊焊缝的化学成份如表6所示。由表可见，在不填焊丝的直边坡口氩弧焊中，使用活性剂与没有使用活性剂的焊缝成份与母材基本相同。显然，使用活性剂后对焊缝的化学成份影响不大。
表6化学成份对比(Wt)％
5、焊接接头的力学性能使用活性剂后，所测定的焊接接头的力学性能如表7所示。
表7焊接接头的力学性能
显然，使用活性剂后对焊接接头的力学性能也没有影响。
权利要求
1.用于不锈钢钨极氩弧焊的活性剂，其特征是活性剂是由CaO、Fe2O3、SiO2、Cr2O3、TiO2、MnO、B2O3组成，其重量配比为CaO 5～8％、Fe2O35～8％、SiO230～43％、Cr2O312～20％、TiO27～8％、MnO8～11％、B2O320～30％。
全文摘要
用于不锈钢钨极氩弧焊的活性剂，其目的是有效降低焊缝熔深对母材微量元素波动的敏感性，增加焊接熔深，减少了工件的热输入，减少焊接变形。活性剂是由CaO、Fe
文档编号B23K9/16GK1733416SQ20051004301
公开日2006年2月15日 申请日期2005年7月19日 优先权日2005年7月19日
发明者樊丁, 张瑞华 申请人:兰州理工大学