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奥氏体不锈钢性能好,应用广泛;埋弧焊易于实现不锈钢焊接加工生产的自动化,生产效率高;烧结焊剂是一种环保、节能、性能优良的埋弧焊剂,但是目前我国烧结焊剂的生产和技术水平与国外相比差距较大,且焊剂种类单一,特别是适合特定不锈钢钢种的的烧结焊剂较少,发展较慢,无法满足不锈钢实际的生产要求。本文立足于304奥氏体不锈钢埋弧焊接时出现的常见问题,从焊剂组分和配比着手,针对304不锈钢设计了一种新的高性能烧结焊剂配方。主要进行了烧结焊剂的制备,研究了焊剂工艺性能及焊缝力学性能。研究结果表明:Ca F2含量在10%到20%范围内变化时,烧结焊剂脱渣性随着Ca F2含量增加而逐渐增强;Ca F2含量在20%到25%范围变化时,烧结焊剂脱渣性随着Ca F2含量增加而逐渐降低,在20%左右焊剂脱渣性能最优。Al2O3含量在15%到20%范围内变化时,烧结焊剂脱渣性随着Al2O3含量增加而逐渐增强;Al2O3含量在20%到25%范围变化时,脱渣率趋于平缓,焊剂脱渣性处于稳定阶段;Al2O3含量在25%到30%范围变化时,烧结焊剂脱渣性随着Al2O3含量增加而逐渐降低。Mg O含量在16%到28%范围内变化时,烧结焊剂脱渣性随着Mg O含量增加而逐渐降低,但Mg O含量在16%-20%范围时,有粘渣现象出现,焊剂脱渣性未达到最优。单从焊剂脱渣性考虑,Ca F2、Al2O3、Mg O的最佳配比范围分别为:15%-20%、20%-25%、20%-24%。Al2O3含量为20%-25%时,焊缝两侧无咬边,焊道波纹细小,表面平滑有光泽,渣壳背面有光亮,焊缝成形能力最好。Mg O含量为20%~24%时,焊缝表面光滑,无麻点,色泽良好,焊缝宽度及高度比较均匀,收弧和起弧处焊缝成形美观,两侧无咬边等不良现象出现,此Mg O含量范围内焊缝成形能力优良且平稳。Ca F2的含量小于20%,焊接过程基本平稳,稳弧性能好;当Ca F2的含量超过20%时,电弧稳定性稳定性下降,出现断弧、电弧不稳定等现象。钠水玻璃焊剂和钾钠水玻璃焊剂的平均吸湿率分别为0.3321和0.2219,钠水玻璃烧结焊剂因其微观结构比钾钠水玻璃焊剂吸潮能力强,抗吸潮性能较差。烧结焊剂埋弧焊接后焊缝金属的拉伸强度大于均大于590MPa,冲击功均大于27J,此两项力学性能指标都达到了达到国家的标准要求。焊接冶金过程中,焊缝中出现了成分偏析,有由S、Si、O等不利于焊缝力学性能的元素组成的化合物存在。最终焊剂配方为:15%-20%Ca F2、20%-25%Al2O3、20%-24%Mg O、5%Ca O、10%Ti O2、5%Mn O。