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近年来，随着我国的国际贸易及工业的迅猛发展，厚钢板乃至大厚钢板在各种工业领域的应用越来越广泛。因此，对厚钢板的焊接工艺性研究显得尤为重要。大厚度构件焊接，一般采用埋弧自动焊进行多层多道焊接。提高效率的实际生产需求，要求埋弧焊用烧结焊剂应具有更加良好的工艺性能。而脱渣性的好坏是影响厚钢板坡口内焊接效率能否提高的一个重要因素。本文在对己有的普通碱性渣系焊剂进行改进的基础上，研制了一种高碱度氟化物烧结焊剂渣系，即MgO-Al2O3-CaF2渣系。文中围绕渣系组分、熔渣的微观组织结构、物相组成、热力学性能等方面对烧结焊剂脱渣性能的影响，以及坡口内粘渣对焊接接头力学性能的影响，进行了较为系统的研究。通过使用均匀设计的方法及落球试验，测定了焊剂小样的脱渣率。试验研究了渣系组分对脱渣性能的影响，并建立了脱渣率与烧结焊剂组分之间的回归数学模型。在此基础上，对高碱度烧结焊剂的粘渣原因和脱渣机理进行了深入的研究。结果表明：当熔渣的组织中出现第二相方向性较强的粗大的条带状结构且熔渣结构密实时，脱渣性较好；当熔渣物相中含有较多的尖晶石结构且易于在焊缝金属表面外延性生长时，脱渣性较差；另外，当熔渣的凝固区间高于焊缝金属熔点100℃左右、熔渣粘度在0.3Pas左右及熔渣与焊缝金属的线膨胀系数差别较大时，熔渣易于脱落。通过对焊接接头进行冲击性能及拉伸性能试验，测定了不同焊剂成分对焊接接头力学性能的影响。采用金相显微镜、SEM及TEM观察焊接接头中夹杂物的形态及分布，研究了坡口内粘渣对焊接接头力学性能的影响。结果表明：熔渣中高熔点、稳定性好并具有尖晶石晶体结构的重组分形成粘渣，进而影响焊接接头中夹渣的分布及形态。由焊剂组分决定的粘渣对焊接接头的韧性影响较大，对抗拉强度影响较小。最后，本文研制出一种具有较好的脱渣性能及较高的焊接接头力学性能的烧结焊剂，其渣系的主要成分配比为：MgO(25%~28%)-CaF2(20%~23%)-Al2O3(18%~20%)-SiO2(5%~15%)-CaO(20%~25%)-TiO2(5%~10%)。