专利名称：一种具有薄层熔渣保护的高强钢焊接用药粉的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种焊接用的药粉，尤其涉及一种专用于具有送粉送气功能焊炬的具有薄层熔渣保护的高强钢焊接用药粉；属于焊接材料领域。
背景技术：
随着焊接结构向大型化、高压、高温等高参数化方向的发展，高强度钢材的应用范围日益扩大，用量也逐渐增大，现已广泛应用于工程机械、桥梁、压力容器、矿山机械、建筑等行业，与之相对应的高强钢焊接材料需求量也显著提高。高强钢焊接材料包括焊条、实心焊丝、药芯焊丝，实心焊丝和药芯焊丝因适于自动焊，是高强钢焊接材料的发展方向。高强度实心焊丝是一种低碳合金钢丝，需要相应性能盘条生产，盘条一般由钢铁企业设计生产，对于需求量比较少的焊丝品种，钢铁企业组织生产有一定难度，生产成本也较高。因此，需求量比较小的实心焊丝难以获得相应的盘条，焊丝生产厂商也就无法生产出这种实心焊丝。另一方面，高强钢焊丝往往含有较多的合金元素，在焊丝的生产过程中加工硬化比较严重，需要多次退火处理降低硬度，生产工艺复杂，生产设备要求较高，有些合金元素含量高的盘条甚至无法制成焊丝。如国内生产的抗拉强度600MPa级高强度实心焊丝用钢盘条，多选用标准牌号为H10Mn2SiMoA或H10Mn2SiMoTiA焊接用钢盘条(对应焊丝型号为ER55-D2或ER55-D2-Ti焊丝)，因其合金加入量很高，抗拉强度较高，焊丝生产过程中需对盘条进行多次退火处理，盘条中Ti、Mo含量偏高，焊丝的成本也较高。河北冶金杂志2011年第8期论文“高强焊丝用钢XG55的开发与生产”开发了一种抗拉强度600MPa 的高强度钢焊丝用盘条，采用最佳的Mn、Ti、Cr、Si多元合金化，以降低焊丝的成本，但焊丝生产过程仍然需要退火。公开号为CN1413795的专利“超低碳高强度气体保护焊丝材料” 涉及一种高强钢用实心焊丝，焊丝的化学成分(重量％ )为C0. 01-0. 05，Mn I. 00-3. 00， Si O. 1-1. O, Ni 2. 0-6. O, Mo O. 2-2. 5, Ti O. 01-0. 08, B O. 0002-0. 008, RE O. 01-0. 5, S ^ O. 01, O. 01，余量为Fe及其它不可避免的杂质。实心焊丝气体保护焊采用气体保护方式，无熔渣保护，使得焊接飞溅较大、焊缝成形差，不适于全位置焊接。药芯焊丝成分调整灵活，焊接生产效率高，高强钢药芯焊丝受到人们的重视。如公开号为CN1387975的专利“用于高强度钢的气体保护电弧焊的填充焊剂的焊丝”涉及一种高强钢用气体保护焊药芯焊丝。但药芯焊丝存在生产成本高、焊接时送丝不如实心焊丝顺畅、电弧的瞄准性差，特别是自动焊接或机器人焊接中，送丝不畅和电弧瞄准性差直接影响焊接生产工艺过程和焊缝质量。具有送粉送气双重功能焊炬的应用，为高强钢焊接开辟了一种新的工艺方法，为降低焊接材料成本，降低焊接飞溅、提高电弧稳定性、改善焊缝成型奠定了基础，然而专用于具有送粉送气功能焊炬的高强钢焊接用药粉却鲜见报道。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明要解决的问题是提供一种专用于具有送粉送气功能焊炬的高强钢焊接用药粉，在焊接过程中向焊接区输送保护气体和药粉，保护气体起到隔绝空气的作用，药粉除了过渡合金元素之外，还通过其稳弧剂稳定电弧，降低飞溅，通过造渣剂在焊缝表面形成一层均匀的厚度不超过O. 5mm的熔渣，改善焊缝成型，且多层堆焊时无需清渣，提高生产效率。实现用药粉、保护气体、市售普通实心焊丝获得高强度高韧性熔敷金属的目的。本发明所述专用于送粉送气功能焊炬的高强钢焊接用药粉，其特征在于所述药粉由合金和造渣稳弧剂均匀混合制成，合金含量为88wt % 92wt % (wt %为重量百分比)， 造渣稳弧剂含量为12wt% 8wt% ;其中上述合金中以重量百分比计含有如下合金元素
0.06% O. 10% C, I. 0% 5. 0% Si, I. 2% 3. 4% Mn, O. 72% I. 4% Mo, O. 5% I. 4% Cr，I. 4% 5. 2% Ni，O. 30% O. 70% Ti，余为Fe ;上述造渣稳弧剂由以下重量份的材料混合制成金红石15 30份，钾长石8 25份，镁砂I 5份，钛酸钾2 10份，氟化钠 2 8份,氟娃酸钠O 8份,氟化钡5 12份,氧化铺稀土(CeO2) O 4份；其中金红石的成分以重量比计TiO2含量不小于92% ;钾长石成分以重量比计K2O和Na2O之和不小于 12%，K2O不小于8% ,SiO2为62% 72% ,Al2O3为17% 24% ;镁砂的成分以重量百分比计MgO不小于91% ;钛酸钾成分以重量比计K2TiO3含量不小于98% ;氟化钠的成分以重量百分比计NaF不小于95% ;氟硅酸钠的成分以重量百分比计Na2SiF4不小于95% ;氟化钡的成分以重量百分比计BaF2不小于98% ;氧化铈稀土 CeO2含量不小于99% ;上述粉末的粒度为75微米 180微米(即粒度为-80目 +200目)。药粉中加入占药粉质量8% 12%的上述成分造渣剂和稳弧剂，除了具有稳定电弧，降低飞溅的作用外，还可以在熔池表面形成一层厚度小于O. 5mm的薄层熔渣，其均匀覆盖于熔池表面，在熔池凝固为焊缝时起到改善焊缝成型的作用，同时该薄层熔渣多层焊接时不用清渣，焊接生产率较高。进一步的，上述药粉由合金和造渣稳弧剂均匀混合制成，合金含量优选为 89wt% 91wt%,造洛稳弧剂含量优选为Ilwt;其中上述合金中以重量百分比计合金元素含量为0· 06% O. 10% C，3. 6% 5. 0% Si，L 2% 2. 0% Mn，L 0%
1.40% Mo,O. 5% O. 7% Cr,4. 5% 5. 0% Ni,O. 3% O. 45% Ti，余为 Fe ;上述造渣稳弧剂由以下重量份的材料混合制成金红石15 30份，钾长石10 25份，镁砂2 5份，钛酸钾2 10份,氟化钠2 8份’氟娃酸钠2 5份,氟化钡6 12份,氧化铺稀土(CeO2) O 4份。或者，上述药粉由合金和造渣稳弧剂均匀混合制成，合金含量优选为88wt% 90wt%,造洛稳弧剂含量优选为12wt% IOwt% ;其中上述合金中以重量百分比计合金元素含量为0· 06% O. 10% C，I. O % I. 2% Si，2. 4% 3. 2% Mn，O. 9% I. 20% Mo,
0.9%~ I. 2% Cr,4. 8% 5. 2% Ni,O. 4% O. 6% Ti，余为Fe ;上述造渣稳弧剂由以下重量份的材料混合制成金红石15 30份，钾长石10 25份，镁砂2 5份，钛酸钾2 10 份，氟娃酸钠2 5份,氟化钠2 8份,氟化钡6 12份,氧化铺稀土(CeO2) O 4份。或者，上述药粉由合金和造渣稳弧剂均匀混合制成，合金含量优选为90wt% 91wt%,造洛稳弧剂含量优选为IOwt;其中上述合金中以重量百分比计合金元素含量为0· 06% O. 10% C，I. 0% I. 3% Si，2. 4% 3. 2% Mn，I. 0% I. 30% Mo,
1.1% I. 4% Cr,4. 8% 5. 2% Ni,O. 4% O. 6% Ti，余为Fe ;上述造渣稳弧剂由以下重量份的材料混合制成金红石15 30份，钾长石10 25份，镁砂2 5份，钛酸钾2 10 份，氟化钠2 8份,氟娃酸钠4 5份,氟化钡6 12份,氧化铺稀土(CeO2) O 4份。上述药粉的成分中允许含有加工过程中难以去除的不影响其性能的杂质。上述药粉中各组分的作用如下金红石的作用是在焊接过程中稳定电弧，调节熔渣的物理化学性能，改善焊缝成型。钾长石的作用是造渣、稳弧。钛酸钾的作用是造渣、稳弧，细化熔滴，降低飞溅。镁砂的作用在于提高熔渣的碱度，调节熔渣的熔点，改善熔渣的覆盖性。氟硅酸钠的作用是造渣、稳弧、稀渣、降低熔敷金属扩散氢含量。氟化钠的作用是造渣、稳弧、降低熔渣的熔点、降低熔敷金属的扩散氢含量、改善焊缝成型。氟化钡的作用是调整熔渣的熔点，支持短弧焊，改善熔渣覆盖性、脱渣性和焊缝成型，降低熔敷金属扩散氢含量。氧化铈稀土的作用是降低熔滴的表面张力，促使熔滴过渡，减少飞溅。一种适用于上述药粉的具有送粉送气功能的焊炬，其结构示意图见图1，原理图见图2，图中标示1连接件、2送粉管、3绝缘体、4导电杆、5和11送气管、6气室、7气筛、8喷嘴、9导电嘴。具体的，上述具有送粉送气功能的焊炬形状为圆柱体，由喷嘴与连接件构成；喷嘴为圆柱体，其内孔直径为Φ42ι πι Φ60ι πι,喷嘴内设有导电杆、导电嘴、送粉管和气室,连接件为一直径Φ42ι πι Φ60ι πι的圆盘，圆盘高度为20mm 28mm,连接件安装导电嘴的一侧为下表面，另一侧为上表面，连接件的中心线垂直于上、下表面。其中，所述导电杆为外径是Φ6ι πι Φ7ι πι的圆柱体,位于焊炬的中心线上,导电杆设有内孔直径为Φ2ι πι Φ4ι πι 的焊丝通道，导电杆的近喷嘴端安装有导电嘴，导电嘴有内孔直径为Φ0. 8mm Φ2. 4mm的焊丝通道且与导电杆的焊丝通道贯通，导电杆的外侧设有厚度为Imm 2mm的绝缘层，并以绝缘层与连接件结合，在绝缘层的外侧，对称导电杆的中心线各设置有内径为Φ2πιπι Φ 4mm的送粉管，送粉管的中心线与导电杆的中心线之间的距离为8. 5mm 12mm，送粉管穿越连接件上的通孔并固定于连接件上，送粉管的近喷嘴端(即出粉端)朝向导电嘴通道中心线(即焊丝)方向成弯管形，弯管的角度为90° 135°，且送粉管出粉端缩于喷嘴内， 出粉口距离喷嘴端面的距离为20mm 45mm，送粉管的外侧与喷嘴内壁之间的连接件上设有一气室，气室为一环形槽，环形槽的径向截面为长方形，环形槽是该长方形沿连接件的中心线(即导电杆的中心线)旋转一周形成的旋转体。径向截面长方形的径向边长为7mm IOmm,垂直于径向的轴向边长为16mm 24mm,轴向边长由连接件的轴向厚度确定。环形槽径向截面的长方形轴向边距离连接件上送粉管孔壁的最小距离为2mm 3mm。环形槽位于上表面一侧开两个对称于连接件中心线的通孔，用于安装送气管，通孔的直径与送气管配合，直径为Φ3_ Φ6_，通孔的中心线平行于连接件的中心线，位于长方形截面的中心。 环形槽位于下表面的一侧安装气筛，气筛与连接件采用常规的机械连接方式连接。气筛的高度为3_ 5_，气筛上开有中心线与连接件中心线平行的通孔，通孔均匀分布，通孔直径为ΦΙι πι Φ3πιπι，相邻通孔中心线之间的距离为其直径加2mm。
其中，上述送粉管出粉端朝向焊丝通道中心线方向成弯管形，弯管的角度优选 105。 120。。上述气室中气筛面的对面对称于连接件中心线位置的两个通孔位于连接件上；所述连接送气管的通孔中心线与送粉管的中心线在一个平面上或不在一个平面上，若不在一个平面上，连接送气管的通孔中心线所在的平面优选与送粉管的中心线所在的平面垂直。本发明所具有的显著效果是(I)通过具有送粉送气功能的焊炬，使用本专利药粉，可以采用现在广泛应用的普通气体保护焊设备，尤其适合自动焊或者焊接机器人，便于推广，降低了焊接设备更新费用。(2)本专利采用普通低碳钢实心焊丝焊接，与高强钢实心焊丝相比，普通低碳钢盘条容易获得，焊丝生产过程无需退火热处理，工艺简单，成本低，克服了高强钢焊丝用盘条难以获得，焊丝生产需要多道热处理，成本较高的弊端。(3)与实心焊丝焊接相比，通过添加药粉，实现了气渣联合保护，达到了实心焊丝难以实现的电弧稳定、飞溅大幅度降低，焊缝成型美观的目的。(4)与采用高强钢药芯焊丝相比，本专利采用普通低碳钢实心焊丝焊接，具有成本低廉、送丝顺畅等优点。本发明无需专用的药芯焊丝生产设备，药粉原材料容易获得，药粉成分调节方便，用户可以根据需要自行调整，而药芯焊丝药粉的成分只有焊接材料生产厂家才能调整，用户无法改变。(5)本专利药粉中加入占药粉质量8% 12%的本专利成分的造渣稳弧剂，在熔池表面形成一层厚度不超过O. 5mm的薄渣，起到改善焊缝成型的作用，同时由于熔渣厚度较薄，不用清渣即可进行多层焊接，提高了焊接生产效率。
图I本发明所述焊炬的结构示意图。其中1_连接件2-送粉管3-绝缘体4-导电杆5-送气管6-气室7_气筛 8-喷嘴9-导电嘴10-焊丝11-送气管。图2本发明所述焊炬的原理图。其中2_送粉管8-喷嘴9-导电嘴10-焊丝。
具体实施例方式实施例I :焊炬的结构见图I。具体尺寸如下焊炬的中心线上设有导电杆，导电杆是外径为Φ6πιπι的圆柱体，导电杆内孔直径为Φ3mm，导电杆采用紫铜制作。导电杆与连接件之间绝缘层的厚度为1mm，绝缘体选用耐高温橡胶。导电杆下表面螺纹孔的公称直径为M3 (即3_)，高度为5mm，与导电嘴配合，导电嘴选用市售的气体保护焊用导电嘴。两个送粉管对称安装在导电杆的两侧，送粉管通过连接件上两个直径为Φ5πιπι的通孔固定于连接件上，送粉管的内径为Φ2_。送粉管的中心线与导电杆的中心线平行，与导电杆中心线位于同一个平面内，两中心线之间的距离为8. 5mm。送粉管的出粉端，设计成弯管形式，弯管的角度为90°，并向焊丝轴线方向弯曲。送粉管选用奥氏体不锈钢材料制作。送粉管出粉端内缩于喷嘴内，其出粉口距离喷嘴端面的距离为20mm，送粉器采用现有的射吸式送粉器。保护气的气室径向截面长方形的径向边长为7mm，垂直于径向的轴向边长为 16mm。环形槽径向截面的长方形轴向边距离连接件上送粉管孔壁的最小距离为2mm。环形槽位于上表面一侧开两个对称于连接件中心线的通孔，用于安装送气管，通孔的直径与送气管配合，直径为Φ 3_，通孔的中心线平行于连接件的中心线，位于长方形截面的中心。环形槽位于下表面的一侧安装气筛，气筛与底座采用常规的机械连接方式连接。气筛的高度为3_，气筛上开有中心线与连接件中心线平行的通孔，通孔均匀分布，通孔直径为Φ1_， 相邻通孔中心线之间的距离为3mm。连接件I为一直径Φ44_的圆盘,圆盘的高度为20mm,连接件的材料选用紫铜。连接件上送气管的通孔中心线和送粉管的通孔中心线在一个平面上。喷嘴安装在连接件上，喷嘴材料为不锈钢，喷嘴为圆柱体，其内孔直径为Φ44。焊丝采用直径I. 2mm的市售ER50-6实心焊丝(符合GB/T8110-2008)，导电嘴为由紫铜制成的与直径I. 2_焊丝匹配的市售产品。药粉由合金和造渣稳弧剂均匀混合制成， 合金含量为90wt%，造渣稳弧剂含量为10wt% ;其中上述合金中以重量百分比计合金元素含量为0. 10% C，I. 3% Si, 3. 0% Mn, I. 0% Mo, I. 4% Cr,4. 8% Ni,O. 45% Ti，余为 Fe ;上述造渣稳弧剂以重量份计由以下材料混合制成金红石28份，钾长石20份，镁砂2份，钛酸钾4份，氟化钠3份，氟硅酸钠4份，氟化钡5份，氧化铈稀土(CeO2) I份。上述粉末的粒度为75微米 180微米(即粒度为-80目 +200目)。焊接保护气体为CO2，保护气体的流量为18L/min。送粉气为CO2，送粉气流量为7L/ min，焊接电流为240A，电压为23 26V，送粉量与焊丝熔化量的比值为O. 52。试验结果表明，电弧燃烧稳定、焊缝表面覆盖有一层厚度均匀的薄层熔渣，焊缝成型美观，飞溅小。熔敷金属的抗拉强度为690MPa，屈服强度为567MPa，伸长率为24%，-40°C 冲击功为54J。实施例2 焊炬的结构见图I。具体尺寸如下焊炬的中心线上设有导电杆，导电杆是外径为Φ7πιπι的圆柱体，导电杆内孔直径为Φ4mm，导电杆采用紫铜制作。导电杆与连接件之间绝缘层的厚度为2mm，绝缘体选用耐高温橡胶。导电杆下表面螺纹孔的公称直径为M4，高度为8mm，与导电嘴配合，导电嘴选用市售的气体保护焊用导电嘴。两个送粉管对称安装在导电杆的两侧，送粉管通过连接件上两个直径为Φ7πιπι的通孔固定于连接件上，送粉管的内径为Φ4_。送粉管的中心线与导电杆的中心线平行，与导电杆中心线位于同一个平面内，两中心线之间的距离为12mm。送粉管的出粉端，设计成弯管形式，弯管的角度为135°，并向焊丝轴线方向弯曲。送粉管选用奥氏体不锈钢材料制作。送粉管出粉端内缩于喷嘴内，其出粉口距离喷嘴端面的距离为45mm，送粉器采用现有的射吸式送粉器。保护气的气室径向截面长方形的径向边长为10mm，垂直于径向的轴向边长为 24mm。环形槽径向截面的长方形轴向边距离连接件上送粉管孔壁的最小距离为2. 5mm。环形槽位于上表面一侧开两个对称于连接件中心线的通孔，用于安装送气管，通孔的直径与送气管配合,直径为Φ 6_，通孔的中心线平行于连接件的中心线，位于长方形截面的中心。环形槽位于下表面的一侧安装气筛，气筛与底座采用常规的机械连接方式连接。气筛的高度为5_，气筛上开有中心线与连接件中心线平行的通孔，通孔均匀分布，通孔直径为Φ3_， 相邻通孔中心线之间的距离为5mm。连接件I为一直径Φ60ι πι的圆盘，圆盘的高度为28mm,连接件的材料选用黄铜。连接件上送气管的通孔中心线和送粉管的通孔中心线所在平面垂直。喷嘴安装在连接件上，喷嘴材料为铬锆铜，喷嘴为圆柱体，其内孔直径为Φ60。焊丝采用直径I. 2mm的市售ER50-6实心焊丝(符合GB/T8110-2008)，导电嘴为由紫铜制成的与直径I. 2_焊丝匹配的市售产品。药粉由合金和造渣稳弧剂均匀混合制成， 合金含量为91wt%，造渣稳弧剂含量为9wt%;其中上述合金中以重量百分比计合金元素含量为0· 09% CA. 5% Si, I. 8% Mn, I. 20% Mo,O. 6% Cr,4. 8% Ni,O. 4% Ti，余为 Fe ;上述造渣稳弧剂以重量份计由以下材料混合制成金红石20份，钾长石15份，镁砂5份，钛酸钾 6份，氟化钠3份，氟硅酸钠3份，氟化钡6份，氧化铈稀土(CeO2) 2份。上述粉末的粒度为 75微米 180微米(即粒度为-80目 +200目)。焊接保护气体为CO2，保护气体的流量为25L/min。送粉气为富Ar混合气体Ar+5% CO2，送粉气流量为10L/min，焊接电流为220A，电压为22 25V，送粉量与焊丝熔化量的比值为O. 52。试验结果表明，电弧燃烧稳定、焊缝表面覆盖有一层厚度均匀的薄层熔渣，焊缝成型美观，飞溅小。熔敷金属的抗拉强度为778MPa，屈服强度为665MPa，伸长率为23%，-40°C 冲击功为87J。实施例3 焊炬的结构见图I。具体尺寸如下焊炬的中心线上设有导电杆，导电杆是外径为Φ6. 5mm的圆柱体，导电杆内孔直径为Φ2. 5mm，导电杆采用紫铜制作。导电杆与连接件之间绝缘层的厚度为I. 5mm，绝缘体选用耐高温塑胶。导电杆下表面螺纹孔的公称直径为M3 (即公称直径3mm)，高度为6mm，与导电嘴配合，导电嘴选用市售的气体保护焊用导电嘴。两个送粉管对称安装在导电杆的两侧，送粉管通过连接件上两个直径为Φ6_的通孔固定于连接件上，送粉管的内径为Φ3_。送粉管的中心线与导电杆的中心线平行，与导电杆中心线位于同一个平面内，两中心线之间的距离为10mm。送粉管的出粉端，设计成弯管形式，弯管的角度为105°，并向焊丝轴线方向弯曲。送粉管选用奥氏体不锈钢材料制作。送粉管出粉端内缩于喷嘴内，其出粉口距离喷嘴端面的距离为30mm，送粉器采用现有的射吸式送粉器。保护气的气室径向截面长方形的径向边长为8mm，垂直于径向的轴向边长为 20mm。环形槽径向截面的长方形轴向边距离连接件上送粉管孔壁的最小距离为2mm。环形槽位于上表面一侧开两个对称于连接件中心线的通孔，用于安装送气管，通孔的直径与送气管配合,直径为Φ 4_，通孔的中心线平行于连接件的中心线，位于长方形截面的中心。环形槽位于下表面的一侧安装气筛，气筛与底座采用常规的机械连接方式连接。气筛的高度为3_，气筛上开有中心线与连接件中心线平行的通孔，通孔均匀分布，通孔直径为Φ2_，相邻通孔中心线之间的距离为4mm。连接件I为一直径Φ50πιπι的圆盘，圆盘的高度为24mm，连接件的材料选用紫铜。连接件上送气管的通孔中心线和送粉管的通孔中心线在一个平面上。喷嘴安装在连接件上，喷嘴材料为不锈钢，喷嘴为圆柱体，其内孔直径为Φ50。焊丝采用直径I. 2mm的市售ER50-6实心焊丝(符合GB/T8110-2008)，导电嘴为由紫铜制成的与直径I. 2_焊丝匹配的市售产品。药粉由合金和造渣稳弧剂均匀混合制成， 合金含量为88wt%，造渣稳弧剂含量为12wt% ;其中上述合金中以重量百分比计合金元素含量为0. 10% C, I. 1% Si, 2. 5% Mn, 1.0% Mo, I. 1% Cr, 5. 1% Ni, O. 5% Ti，余为 Fe ;上述造渣稳弧剂以重量份计由以下材料混合制成金红石30份，钾长石10份，镁砂4份，钛酸钾 3份，氟硅酸钠2份，氟化钠2份，氟化钡6份。上述粉末的粒度为75微米 180微米(即粒度为-80目 +200目)。焊接保护气体为CO2,保护气体的流量为20L/min。送粉气为富Ar混合气体 Ar+20% C02+5% O2，送粉气流量为15L/min，焊接电流为240A，电压为23 25V，送粉量与焊丝熔化量的比值为O. 65。试验结果表明，电弧燃烧稳定、焊缝表面覆盖有一层厚度均匀的薄层熔渣，焊缝成型美观，飞溅小。熔敷金属的抗拉强度为835MPa，屈服强度为770MPa，伸长率为16 %，-40°C 冲击功为81J。实施例4 采用实施例I的焊炬。焊丝采用直径I. 2mm的市售ER50-6实心焊丝(符合GB/T8110-2008)，导电嘴为由紫铜制成的与直径I. 2_焊丝匹配的市售产品。药粉由合金和造渣稳弧剂均匀混合制成， 合金含量为91wt%，造渣稳弧剂含量为9wt%;其中上述合金中以重量百分比计合金元素含量为0. 10% C，I. 25% Si, 3. 0% Mn, I. 20% Mo, I. 3% Cr,4. 9% Ni,O. 48% Ti，余为 Fe ;上述造渣稳弧剂以重量份计由以下材料混合制成金红石25份，钾长石15份，镁砂5份，钛酸钾3份，氟化钠4份，氟硅酸钠4份，氟化钡7份，氧化铈稀土(CeO2) 2份。上述粉末的粒度为75微米 180微米(即粒度为-80目 +200目)。焊接保护气体为CO2,保护气体的流量为20L/min。送粉气为CO2,送粉气流量为 15L/min，焊接电流为270A，电压为25 28V，送粉量与焊丝熔化量的比值为O. 55。试验结果表明，电弧燃烧稳定、焊缝表面覆盖有一层厚度均匀的薄层熔渣，焊缝成型美观，飞溅小。熔敷金属的抗拉强度为915MPa，屈服强度为7980MPa，伸长率为 16%，-40°C冲击功为 56J。
权利要求
1.一种专用于送粉送气功能焊炬的高强钢焊接用药粉，其特征在于所述药粉由合金和造渣稳弧剂均匀混合制成，合金含量为88wt% 92wt%，造渣稳弧剂含量为12wt% 8wt% ;其中上述合金中以重量百分比计含有如下合金元素0. 06% O. 10% C，1.0% 5.O % Si，I. 2 % 3. 4 % Mn,O. 72 % I. 4 % Mo,O. 5 % I. 4 % Cr，I. 4 % 5. 2 % Ni，0.30% O. 70% Ti，余为Fe ;上述造渣稳弧剂由以下重量份的材料混合制成金红石15 30份,钾长石8 25份,镁砂I 5份,钛酸钾2 10份,氟化钠2 8份,氟娃酸钠O 8 份，氟化钡5 12份，氧化铈稀土(CeO2) O 4份；其中金红石的成分以重量比计TiO2含量不小于92% ;钾长石成分以重量比计K2O和Na2O之和不小于12%，K2O不小于8%，SiO2 为62% 72%，A1203为17% 24%;镁砂的成分以重量百分比计MgO不小于91 钛酸钾成分以重量比计K2TiO3含量不小于98% ;氟化钠的成分以重量百分比计NaF不小于95% ； 氟硅酸钠的成分以重量百分比计Na2SiF4不小于95% ;氟化钡的成分以重量百分比计BaF2 不小于98% ;氧化铈稀土 CeO2含量不小于99% ;上述粉末的粒度为75微米 180微米。
2.如权利要求I所述专用于送粉送气功能焊炬的高强钢焊接用药粉，其特征在于所述药粉由合金和造渣稳弧剂均匀混合制成，合金含量为89wt% 91wt%，造渣稳弧剂含量为llwt% 9wt% ;其中上述合金中以重量百分比计合金元素含量为0. 06% O. 10% C， 3. 6% 5. 0% Si，I. 2% 2. 0% Mn，I. 0% I. 40% Mo，O. 5% O. 7% Cr，4. 5% 5. 0% Ni，O. 3% O. 45% Ti，余为Fe ;上述造渣稳弧剂由以下重量份的材料混合制成金红石 15 30份,钾长石10 25份,镁砂2 5份,钛酸钾2 10份,氟化钠2 8份,氟娃酸钠2 5份,氟化钡6 12份,氧化铺稀土(CeO2) O 4份。
3.如权利要求I所述专用于送粉送气功能焊炬的高强钢焊接用药粉，其特征在于所述药粉由合金和造渣稳弧剂均匀混合制成，合金含量为88wt% 90wt%，造渣稳弧剂含量为12wt% 10wt%;其中上述合金中以重量百分比计合金元素含量为0. 06% O. 10% C，1.0% I. 2% Si,2. 4% 3. 2% Mn,O. 9% I. 20% Mo,O. 9% I. 2% Cr,4. 8% 5. 2% ^,0.4^-0.6% Ti，余为Fe ;上述造渣稳弧剂由以下重量份的材料混合制成金红石 15 30份,钾长石10 25份,镁砂2 5份,钛酸钾2 10份,氟化钠2 8份,氟娃酸钠2 5份,氟化钡6 12份,氧化铺稀土(CeO2) O 4份。
4.如权利要求I所述专用于送粉送气功能焊炬的高强钢焊接用药粉，其特征在于所述药粉由合金和造渣稳弧剂均匀混合制成，合金含量为90wt% 91wt%，造渣稳弧剂含量为10wt% 9wt% ;其中上述合金中以重量百分比计合金元素含量为0. 06% O. 10% C，I.0% I. 3% Si, 2. 4% 3. 2% Mn, I. 0% I. 30% Mo, I. I % I. 4% Cr, 4. 8% 5. 2% ^,0.4^-0.6% Ti，余为Fe ;上述造渣稳弧剂由以下重量份的材料混合制成金红石 15 30份,钾长石10 25份,镁砂2 5份,钛酸钾2 10份,氟化钠2 8份,氟娃酸钠4 5份,氟化钡6 12份,氧化铺稀土(CeO2) O 4份。
全文摘要
本发明公开了一种具有薄层熔渣保护的高强钢焊接用药粉，是由合金和造渣稳弧剂均匀混合制成，合金含量为88wt％～92wt％，造渣稳弧剂含量为12wt％～8wt％；其中上述合金中以重量百分比计含有如下合金元素0.06％～0.10％C，1.0％～5.0％Si，1.2％～3.4％Mn，0.72％～1.4％Mo，0.5％～1.4％Cr，1.4％～5.2％Ni，0.30％～0.70％Ti，余为Fe；上述造渣稳弧剂由以下重量份的材料混合制成金红石15～30份，钾长石8～25份，镁砂1～5份，钛酸钾2～10份，氟化钠2～8份，氟硅酸钠0～8份，氟化钡5～12份，氧化铈稀土0～4份。应用本发明的药粉并配合具有送粉送气双功能的焊炬使用，克服了高强钢焊丝用盘条难以获得，焊丝生产需要多道热处理，成本较高的弊端。
文档编号B23K35/362GK102581520SQ20121010144
公开日2012年7月18日 申请日期2012年4月10日 优先权日2012年4月10日
发明者孙俊生, 孙逸群, 焦恩理 申请人:山东大学