一種堿性焊接襯墊材料的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種襯墊焊中所使用的襯墊材料，具體是一種能夠應用于高強度、高 初性接頭性能要求的堿性焊接襯墊材料，屬于金屬材料焊接領域。
【背景技術】
[0002] 一般而言，傳統的襯墊焊所用的襯墊材料是W堇青石（Cordierite)為主相的襯 墊材料，該襯墊材料重量百分比W:40% -60%Si〇2、30 % -45%AI2O3、3 % -18%MgO為代 表。運種堇青石類襯墊材料雖然在背面焊縫成型方面具有優良的效果，但是由其組成的襯 墊烙渣堿度低，只能適用于一般焊接接頭機械性能，特別是低溫沖擊性能要求不高的金屬 材料的焊接。
[0003] 隨著高性能鋼材的不斷涌現，通過提高鋼材的性能級別，降低鋼材的使用厚度，減 少鋼材的相對使用量進而減少排放，已成為鋼鐵材料發展的一個趨勢。鋼鐵材料本身性能 的提高需要焊接接頭的性能與之匹配。傳統的堇青石類襯墊材料，由于其襯墊烙渣的堿度 很低（小于0. 3)，在焊接過程中，襯墊烙渣與焊縫金屬發生冶金反應，引起焊縫中細小的氧 化物夾渣，運種夾渣對于焊縫的強度影響不大，但使焊縫的沖擊初性特別是低溫沖擊初性 顯著降低。因此對于要求低溫沖擊性能鋼鐵材料的焊接，堇青石類襯墊材料不能滿足焊接 接頭性能要求。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種堿性焊接襯墊材料，從根本上 解決已有堇青石類焊接襯墊材料由于襯墊烙渣堿度低所引起的焊縫性能達不到使用要求， 其具有高堿度，能夠確保焊縫成型質量。 陽〇化]本發明通過W下技術方案來實現上述目的：一種堿性焊接襯墊材料，所述堿性焊 接襯墊材料成品中各組分的重量百分比為：40% -75%MgO和/或化0、15% -40%Si〇2、 0% -25%Al2〇3、〇-3%化2化、0. 5-4%胞2〇和/或K2O;且所述堿性焊接襯墊材料堿度大于 Io
[0006] 進一步，所述堿性焊接襯墊材料成品中各組分的重量百分比為：50% -70%MgO和 / 或Ca0、20% -35%Si〇2、l% -15%Al2〇3、〇. 5-2% 化2〇3、1-3% 化2〇 和 / 或KzO;且所述堿 性焊接襯墊材料堿度大于1. 5。
[0007] 進一步，所述堿性焊接襯墊材料成品中各組分的重量百分比為：64. 5%Mg0和/或 Ca0、26. 7%Si〇2、7. 2%Al2〇3、〇.6%Fe2〇3、l.8% 胞2〇 和 / 或KzO;且所述堿性焊接襯墊材料 堿度大于2。
[000引一種堿性焊接襯墊材料的制造方法，該制造方法包括：
[0009] 1)、將原材料MgO和/或CaO、Si〇2、Al2〇3、Fe2〇3、化2〇和/或KzO按照一定比例充 分混合；
[0010] 2)、充分混合后的原材料壓制成型，并且燒結成襯墊塊；
[0011]3)、將燒結好的襯墊塊與侶錐壓敏膠帶裝配在一起。
[0012] 優選的，原材料各組分重量百分比為：64. 5%MgO和/或CaO、26. 7%Si〇2、7. 2% Al2〇3、〇. 6%化2〇3、I. 8%化2〇和/或K2O;且所述堿性焊接襯墊材料堿度大于2。
[0013] 本發明的有益效果是：該堿性焊接襯墊材料通過優選材料配方，控制襯墊烙渣的 堿度，調節襯墊烙渣的物理化特性，滿足高強度高初性焊接接頭的要求。使用本發明的襯墊 材料進行焊接，無論是平焊還是在立焊位置，其焊縫成型均勻光滑。焊縫的機械性能尤其是 低溫沖擊初性與傳統的堇青石類襯墊材料相比，有顯著的提高。除此之外，通過調整原材料 的配方，控制襯墊烙渣的堿度，從而滿足不同機械性能要求的焊接接頭。
【附圖說明】
[0014] 圖1為本發明襯墊使用安裝結構示意圖；
[0015] 圖中：1、襯墊塊，2、侶錐壓敏膠帶，3、鋼板，4、打底焊，5、填充焊。
【具體實施方式】
[0016]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于 本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0017] 一種堿性焊接襯墊材料，所述堿性焊接襯墊材料成品中各組分的重量百分比為： 40% -75%MgO和 / 或Ca0、15% -40%Si〇2、0% -25%Al2〇3、〇-3% 化203、0. 5-4% 化2〇 和 /或KzO;且所述堿性焊接襯墊材料堿度大于1。
[0018] 作為該技術方案的改進方案：所述堿性焊接襯墊材料成品中各組分的重量百分比 為：50% -70%MgO和 / 或Ca0、20% -35%Si〇2、l% -15%Al2〇3、〇. 5-2% 化2〇3、1-3% 化2〇 和/或KzO;且所述堿性焊接襯墊材料堿度大于1. 5。
[0019] 作為該技術方案的改進方案：所述堿性焊接襯墊材料成品中各組分的重量百分比 為：64. 5%MgO和 / 或Ca0、26. 7%Si〇2、7. 2%Al2〇3、〇. 6% 化203、1. 8% 化2〇 和 / 或 ;且 所述堿性焊接襯墊材料堿度大于2。
[0020] 一種堿性焊接襯墊材料的制造方法，該制造方法包括： 陽OW 1)、將原材料MgO和/或CaO、Si〇2、Al2〇3、Fe2〇3、化2〇和/或KzO按照一定比例充 分混合；
[0022]2)、充分混合后的原材料壓制成型，并且燒結成襯墊塊；
[0023]3)、將燒結好的襯墊塊與侶錐壓敏膠帶裝配在一起。
[0024] 優選的，原材料各組分重量百分比為：64. 5%MgO和/或CaO、26. 7%Si〇2、7. 2% Al2〇3、〇. 6%化2〇3、I. 8%化2〇和/或K2O;且所述堿性焊接襯墊材料堿度大于2。
[00巧]工作過程與原理：襯墊焊過程中，襯墊材料會被焊縫烙融金屬的熱量烙化一部分 而成為襯墊烙渣，烙池底部的烙融金屬與襯墊烙渣相互混合，發生冶金反應。其中，冶金反 應方向及反應程度與烙渣的化學成分密切相關。根據焊接冶金學原理，焊接烙渣由酸性氧 化物、堿性氧化物及其復合物組成，氧化物及其復合物處于平衡狀態。因此，只有自由氧化 物才能參加金屬的冶金反應。焊接烙渣的酸堿性用烙渣的堿度來衡量，堿度為焊接烙渣中 堿性氧化物的摩爾重量與酸性氧化物的摩爾重量之比。在襯墊烙渣中MgO、化0、胞2〇、K20、 化203屬于堿性氧化物，SiO2、AI2O3屬于酸性氧化物。傳統的堇青石類襯墊材料形成烙渣堿 度低，被烙化襯墊中的酸性氧化物將參與烙池底層金屬中的化學冶金反應：
[0026] 2Mn+SiO:吉 2Mn0 巧i (1):
[0027] MnO+SiO聲MnO.Si化(2) 陽02引 由于Mn氧化后形成MnO是堿性氧化物，易與襯墊中的酸性氧化物如Si〇2結合，使 (1)式反應向右進行，且是一個吸熱反應。在烙渣溫度高時，有利于反應向右進行，其冶金反 應的結果是使底層焊縫中的儘含量降低，娃含量增加。當底層焊縫開始結晶時，溫度降低， 液態金屬粘度增加，（1)式向左反應是一個放熱反應。在溫度降低時，（1)式向左反應，反應 結果產生的Si化由于烙池底層金屬開始結晶，粘度大，SiO2無法從液態金屬中分離。在底 層焊縫金屬中造成細小的S