本发明涉及焊接材料领域技术，尤其涉及一种适用于q690qe桥梁钢用埋弧焊剂及其制法。
背景技术：
新型材料是国家重点支撑发展的战略性新兴产业之一，新型焊接材料是新型钢铁材料产业化的基础材料，焊接技术作为基础制造技术之一，也是国家发展高端装备制造业新兴战略产业的重要内容。因此，发展新型焊接材料是国家产业政策引导发展的重要方向。
名义屈服强度为690mpa的高强度钢材与传统钢材相比较，具有强度提高、节省材料、减轻结构自重、提升建筑使用空间的有点。国外对此种钢材在建筑及桥梁上的应用已经进行了一定的研究，并在国外多个工程项目上已经得到成功应用。
我国对q690高强度钢材也进行了一些研究，并且取得了一定的成果。但是与之配套的焊材的研发才刚刚开始，已经严重制约了该钢材在工程中的应用。尤其是今年来，我国大力进行高速公路、高速铁路等的建设，是焊材市场的重大机遇。研究q690桥梁钢配套的焊接材料具有重大意义。
虽然现有技术公开了一些焊剂，如cn107206549a(埋弧焊用焊剂)、cn104339100a(单面埋弧焊用焊剂)等都公开了焊剂，但这些焊剂用于焊接q690qe桥梁钢，却存在焊接工艺性能差，电弧不稳定，脱渣性差，焊缝成形凹凸不平等缺陷，焊态时焊缝熔敷金属抗拉强度rm低于810mpa，屈服强度rp0.2低于690mpa，断后伸长率a低于15％，-40℃冲击功kv2低于54j。
技术实现要素：
本发明的目的之一就在于提供一种q690qe桥梁钢的配套埋弧焊剂，该埋弧焊焊剂焊接工艺性能良好，电弧稳定，脱渣性良好，焊缝成形美观。
技术方案是：一种q690qe桥梁钢的配套埋弧焊剂，由以下成分制成：
sio25-15wt％、mgo25-35wt％、al2o315-30wt％、caf225-35wt％、cao1-6wt％、re2o30.5-2.0wt％和tio21-5wt％。
作为优选，所述sio210-12wt％、mgo27-29.5wt％、al2o319-24wt％、caf228-34wt％、cao2-3.5wt％、tio22.8-3.5wt％、re2o30.6-1wt％。
作为优选，所述cao是以caco3的形式加入的。
本发明的目的之二在于提供一种q690qe桥梁钢的配套埋弧焊剂的制备方法。
技术方案是：一种q690qe桥梁钢的配套埋弧焊剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将上述的焊剂各组分按置于混合器内，搅拌混合均匀成混合物后，加入以混合物计16-20wt％的粘结剂混合造粒；
步骤二、将造粒后的粒子100-200℃低温烘烤，600-800℃高温烧结，然后筛分，得焊剂。
作为优选，所述粘结剂为钠水玻璃，20℃时粘度为41-43be’，模数为2.8m。
作为优选，所述钠水玻璃的粘度在20℃时为42.5be’。
作为优选，所述低温烘烤为160℃低温烘烤，所述高温烧结为705℃高温烧结。
本发明的目的之三在于提供一种焊接q690qe桥梁钢的埋弧焊焊接方法。
技术方案是：一种焊接q690qe桥梁钢的埋弧焊焊接方法，该方法采用上述的焊剂。
本发明中：
caf2在焊剂中起到造气、造渣的作用，具有调整熔渣的熔点和粘度，改善熔渣流动性的作用，并能够降低焊缝金属中氢的含量。但当其含量过高时，会造成电弧不稳定，焊缝边缘不规整，容易造成夹渣。
mgo是优良的造渣材料，它能增加熔渣的透气性，同时降低扩散氢的含量，并具有增大熔渣表面张力的作用。随着mgo含量的增加，熔渣的膨胀系数增加，焊接综合工艺性能提高。由于mgo熔点较高，能增大熔渣粘度，提高熔渣凝固温度，抑制渣的流动性使焊缝成形变差，焊道中央凸起，熔渣变硬，脱渣变困难。
al2o3是两性氧化物，是影响脱渣性的主要成分。al2o3含量过低又使焊缝表面凹凸不平，出现压坑及咬边等缺陷，影响焊缝成形；随着其加入量的增加，焊缝波纹变细.焊缝成型变好而有利于脱渣；但过高的al2o3含量会使焊缝弧度更尖且不平滑，易产生气孔和麻点，渣壳变硬。
sio2是焊剂中主要的造渣成分，对焊接工艺性能的影响较大。sio2能调整渣的凝固点、表面张力及熔渣高温粘度，对焊道外观和形状的有重要的作用。sio2对脱渣性影响比较大，随着sio2量的增加，脱渣变得容易，抗氧化性能也增强，表面压坑减少，但是随着sio2量的进一步增加，焊剂的焊接综合工艺性能却逐步地降低。
cao以caco3的形式加入到焊剂中，具有较强脱硫、脱磷的能力。caco3在焊接过程中释放出的co2，一方面可以降低焊接气氛的氢分压，有利于消除因氢引起的焊接缺陷，另一方面，可以增加液态熔池的搅拌力度，有利于冶金反映产生的熔渣上浮到熔池表面。但当其含量增加时，焊接产生的气体增多，容易引起咬边等缺陷。
tio2在焊剂中起造渣剂的作用，ti是强碳化物形成元素，易形成稳定的tic。因此，ti的加入即可细化晶粒提高焊缝韧性，又因其固溶于铁素体的脆化作用，抵消细化晶粒对焊缝韧性的有利影响。在本次发明中，tio2的加入量为1-5％。
氧化稀土re2o3：本发明re2o3可以净化焊缝组织、细化晶粒，改变夹杂物的形态和大小来改善焊缝金属的冲击韧性。但加入量过多，在焊缝中会形成氧化物夹杂，影响力学性能。
发明原理及有益效果：
本发明设计了一种caf2-mgo-al2o3-cao-sio2-tio2氟碱性渣系。通过对熔渣的表面张力、粘度的调整，改善熔渣的流动性。通过对熔渣熔点、线膨胀系数等方面的调整，改善渣壳的脱渣性。通过对钾、钠等物质含量的调整，改善了焊剂的电弧稳定性。本发明还降低了焊剂的结晶水含量。
本发明焊接q690qe桥梁钢时焊接工艺性能良好，电弧稳定，脱渣性良好，焊缝成形美观。本发明焊丝焊剂组合，在焊态时焊缝熔敷金属力学性能满足如下要求：抗拉强度rm≥810mpa，屈服强度rp0.2≥690mpa，断后伸长率a≥15％，-40℃冲击功kv2≥54j。
名词解释
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
将sio212kg、mgo29.5kg、al2o319kg、caf232kg、cao3.5kg、tio22.8kg、re2o30.8kg粉料置于混合器内、搅拌混合均匀后，加入18.0kg钠水玻璃混合造粒，再经160℃低温烘烤、705℃高温烧结、筛分，即制得焊剂产品。
将实施例1的焊剂用于焊接q690qe桥梁钢，熔敷金属力学性能如下表一。
表一熔敷金属力学性能
实施例2
将sio211kg、mgo27kg、al2o320kg、caf228kg、cao3.5kg、tio22.8kg、re2o30.6kg粉料置于混合器内、搅拌混合均匀后，加入18.0kg钠水玻璃混合造粒，再经160℃低温烘烤、705℃高温烧结、筛分，即制得焊剂产品。
将实施例2的焊剂用于焊接q690qe桥梁钢，熔敷金属力学性能如下表二。
表二熔敷金属力学性能
实施例3
将sio210kg、mgo27kg、al2o324kg、caf234kg、cao3.5kg、tio23kg、re2o31kg粉料置于混合器内、搅拌混合均匀后，加入18.0kg钠水玻璃混合造粒，再经160℃低温烘烤、705℃高温烧结、筛分，即制得焊剂产品。
将实施例3的焊剂用于焊接q690qe桥梁钢，熔敷金属力学性能如下表三。
表三熔敷金属力学性能
实施例1-3各项实验其性能均满足q690qe桥梁钢的焊接技术要求。以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。