一种高性能镍基焊条及其制备方法与流程

本发明涉及金属焊接，尤其涉及一种高性能镍基焊条及其制备方法。

背景技术：

1、伴随工业的发展对于材料性能的提出了新的要求。为了满足各种复杂条件下使用，新型材料的研究以及开发引起了学者们的高度重视。其相应的焊接材料得到了快速发展，应用最广泛的新型焊接材料是不锈钢焊接材料和镍基合金焊接材料。

2、镍基合金焊接材料是以镍为主要成分的合金焊接材料。研究发现，镍基合金焊接材料是最能适应各种复杂环境(如高温、高压、高化学浓度)的优良耐蚀材料，使其在核电、造纸、石油化工以及海洋工程等领域具有广阔的应用前景。然而，现有的一些镍基合金焊条在施焊时存在电弧稳定性差，药皮易脱落以及焊缝金属的机械性能差等技术问题，进而影响焊条的性能。因此，需要对镍基焊条的性能进行改进。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明的第一目的在于提供一种高性能镍基焊条，具有优异的力学性能以及低温韧性。

2、本发明的第二目的在于一种高性能镍基焊条的制备方法，步骤简单。

3、本发明的第一目的采用如下技术方案实现：

4、一种高性能镍基焊条，包括焊芯和包覆焊芯的药皮，所述药皮由药粉和粘结剂组成，所述粘结剂包括以下重量份的各成分：改性蒙脱土10-18份、β-环糊精5-10份、十二酸钠3-8份、钾钠水玻璃20-30份、海藻酸钙1-5份、氯化钠3-6份、水1-3份；

5、其中，所述改性蒙脱土的制备过程如下：

6、(1)将蒙脱土加入至酸性溶液中，加热搅拌，出料，水洗涤至中性；

7、(2)将步骤(1)处理后的蒙脱土煅烧，备用；

8、(3)将步骤(2)煅烧后的蒙脱土和构树皮浆加入水中，得到分散液；向分散液中加入表面活性剂，加热搅拌，纯化后得到改性蒙脱土。

9、进一步地，步骤(1)中所述蒙脱土、酸性溶液的固液比为1g:(10-12)ml，所述酸性溶液为质量浓度为5-10％的盐酸溶液，所述加热的温度为90-100℃，所述搅拌的时间为4-6h。

10、进一步地，步骤(2)中所述煅烧的温度为350-450℃，时间为2-3h。

11、进一步地，步骤(3)中所述加热温度为60-70℃，搅拌的时间为4-6h，煅烧后的蒙脱土在分散液中的浓度为5-10wt％，所述构树皮浆在分散液中的浓度为1-3wt％。

12、进一步地，步骤(3)中所述表面活性剂为n,n-二甲基十二烷基胺，所述表面活性剂添加的质量为煅烧后的蒙脱土质量的1-5％。

13、进一步地，所述钾钠水玻璃的波美度为40°-42°bé。

14、进一步地，所述药粉的组分按重量份计，包括以下成分：氟化钠25-30份、镍粉2-5份、氧化钛6-12份、天然硅灰石5-10份、硅铁0.5-2份、金属铬20-28份、铌铁1-6份、云母1-5份、纯碱0.5-2份、钼铁1-2份、碳酸钡10-13份。

15、本发明的第二目的采用如下技术方案实现：

16、上述高性能镍基焊条的制备方法，包括以下步骤：

17、将药粉各原料按重量份配比混合均匀，获得混合粉料，向混合粉料中加入粘结剂，搅拌均匀后，获得药皮涂料，将药皮涂料包覆在焊芯表面，烘干后即得所述焊条。

18、进一步地，所述粘结剂的添加量为药皮总质量的15-20％，所述焊条中药皮质量为焊条总质量的25-35％。

19、进一步地，所述烘干的温度为350-400℃，时间为2-3h。

20、进一步地，焊芯由以下成分制成：cr 16-20％、fe 5-7％、c 0.01-0.05％、si0.01-0.05％、mo 0.5％-1％、co 1-2％、b≤0.002％、s≤0.004％、mn≤0.5％、(nb+ta)≤0.05％、ti 1.8-2.2％、余量为ni。

21、相比现有技术，本发明的有益效果在于：

22、本发明对于镍基焊条的组成部分药皮中的粘结剂成分进行改进，加入了改性蒙脱土等成分。对采用上述粘结剂制得的镍基焊条的性能进行检验，本发明制得的镍基焊条在焊接时药皮强度高，电弧稳定、飞溅少；焊接工艺优良，脱渣性好，且焊缝成形美观；熔覆金属的力学性能以及低温韧性较高。

技术特征：

1.一种高性能镍基焊条，其特征在于，包括焊芯和包覆焊芯的药皮，所述药皮由药粉和粘结剂组成，所述粘结剂包括以下重量份的各成分：改性蒙脱土10-18份、β-环糊精5-10份、十二酸钠3-8份、钾钠水玻璃20-30份、海藻酸钙1-5份、氯化钠3-6份、水1-3份；

2.根据权利要求1所述高性能镍基焊条，其特征在于，步骤(1)中所述蒙脱土、酸性溶液的固液比为1g:(10-12)ml，所述酸性溶液为质量浓度为5-10％的盐酸溶液，所述加热温度为90-100℃，所述搅拌的时间为4-6h。

3.根据权利要求1所述高性能镍基焊条，其特征在于，步骤(2)中所述煅烧的温度为350-450℃，时间为2-3h。

4.根据权利要求1所述高性能镍基焊条，其特征在于，步骤(3)中所述加热的温度为60-70℃，搅拌的时间为4-6h，煅烧后的蒙脱土在水中的浓度为5-10wt％，所述构树皮浆在水中的浓度为1-3wt％。

5.根据权利要求1所述高性能镍基焊条，其特征在于，步骤(3)中所述表面活性剂为n,n-二甲基十二烷基胺，所述表面活性剂添加的质量为煅烧后的蒙脱土质量的1-5％。

6.根据权利要求1所述高性能镍基焊条，其特征在于，所述钾钠水玻璃的波美度为40°-42°bé。

7.根据权利要求1所述高性能镍基焊条，其特征在于，所述药粉的组分按重量份计，包括以下成分：氟化钠25-30份、镍粉2-5份、氧化钛6-12份、天然硅灰石5-10份、硅铁0.5-2份、金属铬20-28份、铌铁1-6份、云母1-5份、纯碱0.5-2份、钼铁1-2份、碳酸钡10-13份。

8.如权利要求1-7任一项所述高性能镍基焊条的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述高性能镍基焊条的制备方法，其特征在于，所述粘结剂的添加量为药皮总质量的15-20％，所述焊条中药皮质量为焊条总质量的25-35％。

10.根据权利要求8所述高性能镍基焊条的制备方法，其特征在于，所述烘干的温度为350-400℃，时间为2-3h。

技术总结
本发明涉及金属焊接技术领域，尤其涉及一种高性能镍基焊条及其制备方法。上述高性能镍基焊条包括焊芯和包覆焊芯的药皮，所述药皮由药粉和粘结剂组成，所述粘结剂包括以下重量份的各成分：改性蒙脱土10‑18份、β‑环糊精5‑10份、十二酸钠3‑8份、钾钠水玻璃20‑30份、海藻酸钙1‑5份、氯化钠3‑6份、水1‑3份。本发明制得的镍基焊条在焊接时药皮强度高，电弧稳定、飞溅少；焊接工艺优良，脱渣性好，且焊缝成形美观；熔覆金属的力学性能以及低温韧性较高。

技术研发人员：张睿,贺顺达,贺惠民,李玲环,刘芳,吴志军,李明智,谭泽文
受保护的技术使用者：湖南湘工环保科技开发有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/11/28