一种一剂多带不锈钢堆焊用增材产品及其制备方法与流程

本发明属于焊材生产相关技术领域，具体地说，本发明涉及一种一剂多带不锈钢堆焊用增材产品及其制备方法。

背景技术：

目前市场上使用的不锈钢带极堆焊焊剂，都是一剂一带，即一种焊剂产品对应一种型号的不锈钢焊带，工艺范围窄，且都是采用配粉烧结的工艺制备，产品的化学组分很难做到极分均匀，从而造成熔敷金属的组分不稳定，产品的密度不高，在运输、储存、使用过程中易碎化吸潮，结晶水含量高，不便于多次使用，熔敷金属的扩散氢含量不易控制，不便于循环利用，浪费大,消耗高；常规产品焊接的工艺范围窄，只能一种焊剂对一种焊带，在使用过程中需使用多种焊剂产品，会出现多种焊剂产品混淆的情况，且工艺复杂，生产效率低下，同时，生产过程中温度不够，产品的化学成分大多以无机盐的形式存在，产品在使用过程中会产生大量的有害气体，损害操作工人的身体健康。

因此，设计和生产一种能够适用于多种焊带，同时含水量少，利于环保的焊材产品是十分必要的。

技术实现要素：

为克服背景技术中存在的技术问题，本发明公开了一种一剂多带不锈钢堆焊用增材产品及其制备方法，通过对一剂多带不锈钢堆焊用增材产品化学成分的渣系设计及产品化学组分百分比的合理配计，来拓宽一剂多带不锈钢堆焊用增材产品的工艺性能，使其适用于多种焊带，实现一剂多带，简化焊接工艺，提高焊接生产效率和焊接质量，改善焊接工作环境，一剂多带不锈钢堆焊用增材产品适用于H308系列、H309系列、H316系列、H347系列、H2209系列等不锈钢焊带，且焊接效果良好，通过1300℃以上的高温熔炼工艺，使原料在炉中充分反应，采用物理和化学搅拌的方式让一剂多带不锈钢堆焊用增材产品的化学成分足够均匀，结构至密，含水量少，不易吸潮，通过高温熔炼，使原材料中的无机盐充分分解，减少一剂多带不锈钢堆焊用增材产品在使用过程中产生的有害气体。

为实现上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的：

所述的一剂多带不锈钢堆焊用增材产品通过以下步骤制备而成：

（1）选取硅石、镁砂、莹石、石灰石、铝粉作为原料，选取过程中硅石中SiO₂含量，镁砂中MgO含量、石灰石中CaO含量、铝粉中Al₂O₃含量均为96％以上，且粒度为1mm-10mm；

（2）将选定的物料粉碎后进行配料，物料质量配比为硅石38.5-44.8kg、镁砂21.9-28.1kg、莹石12.5-17.2kg、石灰石8.3-14.6kg、铝粉9.4-15.6kg，按照物料质量配比进行配料，且充分搅拌，使其混合均匀；

（3）将混匀的原料倒入炉中进行熔炼，待还原反应充分后，进行水淬造粒，将半成品烘干后进行筛选，烘干筛选后包装成产品。

作为优选，所述步骤（1）中的硅石、镁砂、石灰石、铝粉在选取过程中需通过筛网进行筛选，筛网孔径为10mm，粒径大于10mm的物料须进行粉碎，粉碎后再次过筛，保证物料粒度在1mm-10mm范围内。

作为优选，所述步骤（3）中的熔炼温度一般控制在1300℃-1600℃之间。

作为优选，所述的一剂多带不锈钢堆焊用增材产品在步骤（2）中所述的配比下，物料对应化学组分的百分比为：SiO₂37-43％、CaF₂ 12-18％、CaO 8-14％、MgO 21-27％、Al₂O₃9-15％、FeO<2％、S<0.03％、P< 0.03％、H₂O <1％。

本发明的有益效果：通过对一剂多带不锈钢堆焊用增材产品化学成分的渣系设计及产品化学组分百分比的合理配计，来拓宽一剂多带不锈钢堆焊用增材产品的工艺性能，使其适用于多种焊带，实现一剂多带，简化焊接工艺，提高焊接生产效率和焊接质量，改善焊接工作环境，一剂多带不锈钢堆焊用增材产品适用于H347带、H347L带、H316带、H316L带、H308 带等不锈钢焊带，且焊接效果良好，通过1300℃以上的高温熔炼工艺，使原料在炉中充分反应，采用物理和化学搅拌的方式让一剂多带不锈钢堆焊用增材产品的化学成分足够均匀，结构至密，含水量少，不易吸潮，通过高温熔炼，使原材料中的无机盐充分分解，减少一剂多带不锈钢堆焊用增材产品在使用过程中产生的有害气体。

附图说明

图1为本发明所述产品配不锈钢焊带H347带的堆焊效果图；

图2为本发明所述产品配不锈钢焊带H347L带的堆焊效果图；

图3为本发明所述产品配不锈钢焊带H316带的堆焊效果图；

图4为本发明所述产品配不锈钢焊带H316L带的堆焊效果图；

图5为本发明所述产品配不锈钢焊带H308 带的堆焊效果图；

图6为不锈钢焊带H347带专用焊剂配不锈钢焊带H347带的堆焊效果图；

图7为不锈钢焊带H347L带专用焊剂配不锈钢焊带H309带极堆焊效果图；

图8为不锈钢焊带H316带专用焊剂配不锈钢焊带H316带的堆焊效果图；

图9为不锈钢焊带H316L带专用焊剂配不锈钢焊带H316L带的堆焊效果图；

图10为不锈钢焊带H308带专用焊剂配不锈钢焊带H308 带的堆焊效果图；

图11为不锈钢焊带H347带配不锈钢H347L带的堆焊效果图；

图12为不锈钢焊带H347带配不锈钢H316带的堆焊效果图；

图13不锈钢焊带H347带配不锈钢H316L带的堆焊效果图。

具体实施方式

实施例1

所述的一剂多带不锈钢堆焊用增材产品通过以下步骤制备而成：

（1）取粒度为1mm，SiO₂含量为96％的硅石38.5kg、MgO含量为96％的镁砂21.9kg、CaF₂含量为96％的莹石12.5kg、CaO含量为96％的石灰石8.3kg、Al₂O₃含量为96％的铝粉9.4g备用；

（2）将取好的硅石、石灰石、铝粉、镁砂搅拌均匀后入炉熔炼，熔炼温度为1300℃。

（3）待炉中原料熔化完后，将备好的莹石料分次加入炉中，让其充分化合还原反应后，赶出表面浮渣；

（4）将炉中的溶液缓慢均匀地倒入水中进行水淬造粒；

（5）将半成品烘干后进行筛选，烘干后包装成产品。

所述的一剂多带不锈钢堆焊用增材产品化学组分的百分比为SiO₂:37 ％、CaF₂ ：12 ％、CaO ：8 ％、MgO ：21％、Al₂O₃：9 ％、FeO：1％、S：0.02％、P：0.02％、H₂O：0.8％。

实施例2

所述的一剂多带不锈钢堆焊用增材产品通过以下步骤制备而成：

（1）取粒度为10mm，SiO₂含量为98％的硅石44.8kg、MgO含量为98％的镁砂28.1kg、CaF₂含量为98％的莹石17.2kg、CaO含量为98％的石灰石14.6kg、Al₂O₃含量为98％的铝粉15.6kg备用；

（2）将取好的硅石、石灰石、铝粉、镁砂搅拌均匀后入炉熔炼，熔炼温度为1600℃。

（3）待炉中原料熔化完后，将备好的莹石料分次加入炉中，让其充分化合还原反应后，赶出表面浮渣；

（4）将炉中的溶液缓慢均匀地倒入水中进行水淬造粒；

（5）将半成品烘干后进行筛选，烘干后包装成产品。

所述的一剂多带不锈钢堆焊用增材产品在步骤（2）中所述的配比下，其化学组分的百分比为SiO₂：43％、CaF₂：18％、CaO：14％、MgO ：27％、Al₂O₃：15％、FeO：2％、S：0.03％、P：0.03％、H₂O：1％。

实施例3

所述的一剂多带不锈钢堆焊用增材产品通过以下步骤制备而成：

（1）取粒度为3.8mm，SiO₂含量为98％的硅石42.86kg，CaO含量为99％的石灰石8.74 kg、Al₂O₃含量为99％的铝粉14.06 kg，CaF₂含量为96％的莹石12.86 kg、MgO 含量为98％的镁砂22.32 kg；

（2）将取好的硅石、石灰石、铝粉、镁砂搅拌均匀后入炉熔炼，熔炼温度为1600℃。

（3）待炉中原料熔化完后，将备好的莹石料分次加入炉中，让其充分化合还原反应后，赶出表面浮渣；

（4）将炉中的溶液缓慢均匀地倒入水中进行水淬造粒；

（5）将半成品烘干后进行筛选，烘干后包装成产品。

所述的一剂多带不锈钢堆焊用增材产品由以下化学组分组成：SiO₂ ：42.13％、CaF₂：12.36％、CaO：8.65％、MgO：21.87％、Al₂O₃：13.64％、FeO：0.86％、S：0.016％、P：0.014％、H₂O：0.46％。

实验分析

实验1

实验1中所用的一剂多带不锈钢堆焊用增材产品，实验进行前需根据实施例记载的方法准备实验所需的堆焊用增材产品。

1、实验背景：

所述一剂多带不锈钢堆焊用增材产品适用于多种不锈钢焊带，包括H347带、H347L带、H316带、H316L带、H308 带等不锈钢焊带，所述一剂多带不锈钢堆焊用增材产品通过对产品化学成分的渣系设计及产品化学组分百分比的合理配计，来拓宽产品的工艺性能，使其适用于多种焊带，实现一剂多带的效果，所述一剂多带不锈钢堆焊用增材产品焊接效果与上述不锈钢焊带的专用焊剂的焊接效果不存在明显差异，将专用焊剂用于焊接其他不锈钢焊带时，焊接效果与所述一剂多带不锈钢堆焊用增材产品的焊接效果相比，存在差异。

2、实验方法：

首先选定三间室内温度、大气压强、空气湿度等可能影响焊接效果的外界因素基本一致的操作间，并对操作间进行编号，在操作间1内利用所述一剂多带不锈钢堆焊用增材产品分别对H347带、H347L带、H316带、H316L带、H308 带等焊带进行焊接，并拍照保存；在操作间2内利用H347带、H347L带、H316带、H316L带、H308 带等焊带对应的专用焊剂进行焊接，并拍照保存；在操作间3内利用H347带的专用焊剂，对H316带、H316L带、H308带等焊带进行焊接，并拍照保存。

3、实验结果

将已留证的照片进行对比，如图1-5所示，为操作间1内拍摄的照片，图6-10为操作间2内拍摄的照片，图11-13为操作间3内的拍摄的照片，通过照片对比观察可看出，图1-5与1-6对比，焊接面平整，效果良好，图11-13的焊接面与图1-10记录的焊接面对比，焊接面差异较大，图11-13记录的焊接面凹凸不平，颜色差异较大，焊接效果较差，通过照片对比得出，所述的一剂多带不锈钢堆焊用增材产品与专用焊剂的焊接效果基本一致，专用焊剂用来焊接非对应焊带时焊接效果不理想，与所述的一剂多带不锈钢堆焊用增材产品的焊接效果相比差异较大，因此可得出所述的一剂多带不锈钢堆焊用增材产品适用于多种焊带；根据实验结果分析得出按实施例3记载的方法及配比生产的产品，使用效果相对最优。

实验2

实验2中所用的一剂多带不锈钢堆焊用增材产品，实验进行前需根据实施例记载的方法准备实验所需的堆焊用增材产品。

1、实验背景：

细颗粒物指环境空气中空气动力学当量直径小于等于 2.5微米的颗粒物，又称PM2.5，它能较长时间悬浮于空气中，其在空气中含量浓度越高，就代表空气污染越严重，虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响，与较粗的大气颗粒物相比，PM2.5粒径小，面积大，活性强，易附带有毒、有害物质（例如，重金属、微生物等），且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。

常规的不锈钢带极堆焊焊剂在生产过程中，产品的化学成分大多以无机盐的形式存在，在使用过程中会产生大量的有害气体，气体内包含有固体颗粒物，体现为操作过程中PM2.5的总值。

2、实验方法

依据本发明记载的有益效果，所述一剂多带不锈钢堆焊用增材产品的化学成分十分均匀，结构至密，含水量少，不易吸潮，通过高温熔炼，使原材料中的无机盐充分分解，减少一剂多带不锈钢堆焊用增材产品在使用过程中产生的有害气体，PM2.5有多种测定方法，本实验中利用PM2.5测试仪测试所述一剂多带不锈钢堆焊用增材产品使用过程中产生的PM2.5。

选定排除其他因素影响的三个操作间，分别编号，操作间1利用一剂多带不锈钢堆焊用增材产品进行操作，操作间2利用SJ101焊带进行操作，操作间3闲置，在三个操作间内分别放置可正常工作的PM2.5测试仪，对三个操作间内的空气进行检测。

3、实验结果：

通过上述实验方法计算可得出，操作间1中对一剂多带不锈钢堆焊用增材产品产生的PM2.5经检测，总值每立方为1.26毫克，操作室2中传统产品SJ101产品在使用过程中的PM2.5总值每立方为3.86毫克，操作室3中PM2.5总值每立方为0.5毫克，三间操作室内检测到的数值对比可得出，所述的一剂多带不锈钢堆焊用增材产品使用过程中产生的PM2.5明显低于传统焊剂产品,根据实验结果分析得出按实施例3记载的方法及配比生产的产品，使用效果相对最优。

效果分析

通过实验1及实验2可得出，所述一剂多带不锈钢堆焊用增材产品适用于H347带、H347L带、H316带、H316L带、H308 带等等多种焊带，且适用效果良好，能够实现一剂多带，同时所述一剂多带不锈钢堆焊用增材产品使用过程中产生的PM2.5明显低于一般产品。

通过所述一剂多带不锈钢堆焊用增材产品化学成分的渣系设计及产品化学组分百分比的合理配计，来拓宽一剂多带不锈钢堆焊用增材产品的工艺性能，使其适用于多种焊带，实现一剂多带，简化焊接工艺，提高焊接生产效率和焊接质量，改善焊接工作环境，一剂多带不锈钢堆焊用增材产品适用于H347带、H347L带、H316带、H316L带、H308 带等不锈钢焊带，通过1300℃以上的高温熔炼工艺，使原料在炉中充分反应，采用物理和化学搅拌的方式让一剂多带不锈钢堆焊用增材产品的化学成分十分均匀，结构至密，含水量少，不易吸潮，通过高温熔炼，使原材料中的无机盐充分分解，减少一剂多带不锈钢堆焊用增材产品在使用过程中产生的有害气体。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。