本发明属于焊接材料
技术领域：
，具体涉及一种高韧性富氩气保护焊用金属粉药芯焊丝。
背景技术：
：金属粉药芯焊丝具有熔化快、渣量少的特点，其相对于实心焊丝还具有原材料易购，可以小批量、多品种生产，可以添加一些特殊成分，因而其综合性能特别是低温韧性可远超同类型实心焊丝。中国专利cn102489902a公开了一种具有高冲击韧性钢焊接用金属粉型药芯焊丝，但其焊缝低温冲击韧性差，焊缝-50℃冲击吸收功仅70j，并且使用了昂贵的钼元素；另外，由于其药芯成分中使用了易吸潮的镁砂，因而必须添加使焊接电弧不稳定飞溅变大的氟化物。中国专利cn103551758a公开了一种核电工程用高韧性金属粉型药芯焊丝，但其焊缝低温冲击韧性差，焊缝-20℃冲击吸收功仅85j，并且使用了昂贵的钼元素。中国专利cn106392374a公开了一种q690低温高强度钢用金属粉型药芯焊丝，虽然焊缝-60℃冲击吸收功可达50j以上，但其采用的钢带要求磷含量低至0.005-0.010，钢铁冶炼中脱磷非常困难，必须通过复杂昂贵的工艺流程才能实现，现有市售钢带实际磷含量均大于0.010，因此该技术实现非常困难，成本高昂。中国专利cn107081537a公开了一种工程机械高速焊用金属粉芯药芯焊丝及其焊接方法，其所描述金属粉药芯焊丝焊缝-60℃冲击吸收功kv2≥50j，但其粉芯中使用了硼铁4～6％，而硼同时也是强化元素，非常容易导致焊缝开裂；还使用了昂贵的钼元素。中国专利cn108672977a公开了一种增材制造用金属粉芯型药芯焊丝及其焊接方法，其中使用了昂贵的钼元素和稀土元素，并且使用ti-b作为低温韧化技术，但焊缝-50℃冲击吸收功最好仅79j。该方案中还含有较多的造渣成分，如金红石、无水长石、氟化钠、氟化稀土等，其渣量远超一般的金属粉药芯焊丝。技术实现要素：本发明的目的是克服现有金属粉药芯焊丝的原材料昂贵，制造成本高，且焊缝低温冲击吸收功低的问题。为此，本发明提供了一种高韧性富氩气保护焊用金属粉药芯焊丝，包括钢皮和包裹在钢皮内的药芯，所述药芯各成分及其在药芯中所占的质量百分比含量为：硅锰合金8～10％；硅铁4～5％；镍粉4～5％；铝镁合金1～2％；石墨0.5～1％；钛酸钾0.5～1％；铁氧化物2～3％；余量为铁粉。进一步的，所述药芯填充率为20～25％。进一步的，所述硅锰合金中各化学成分质量百分比含量如下：si≥22.0％，mn≥63.0％，c1.0～1.5％，其余为铁及不可避免的杂质。进一步的，所述硅铁中si质量百分比含量为35.0～45.0％。进一步的，所述铝镁合金中al质量百分比含量为50.0～60.0％，mg质量百分比含量为40.0～50.0％。进一步的，所述铁氧化物为氧化亚铁、三氧化二铁、四氧化三铁中的一种或几种混合物。作为实施方式之一，所述药芯各成分及其在药芯中所占的质量百分比含量为：硅锰合金10％；硅铁5％；镍粉5％；铝镁合金2％；石墨0.5％；钛酸钾1％；铁氧化物3％；余量为铁粉。作为实施方式之一，所述药芯各成分及其在药芯中所占的质量百分比含量为：硅锰合金9％；硅铁5％；镍粉4％；铝镁合金1％；石墨1％；钛酸钾0.5％；铁氧化物2.5％；余量为铁粉。作为实施方式之一，所述药芯各成分及其在药芯中所占的质量百分比含量为：硅锰合金8％；硅铁4.5％；镍粉4.5％；铝镁合金1.5％；石墨0.8％；钛酸钾0.8％；铁氧化物2％；余量为铁粉。作为实施方式之一，所述药芯各成分及其在药芯中所占的质量百分比含量为：硅锰合金8.5％；硅铁4％；镍粉5％；铝镁合金2％；石墨0.8％；钛酸钾0.7％；铁氧化物2％；余量为铁粉。本发明高韧性富氩气保护焊用金属粉药芯焊丝的配方设计原理如下：本发明中为保证富氩气保护焊用金属粉药芯焊丝焊缝性能达到-60℃冲击吸收功akv≥54j，采用适量铝镁合金脱氧，并通过铝还原钛酸钾获得微量ti，达到细化晶粒的作用，同时添加铁氧化物促使铝镁合金中镁氧化形成细小的高熔点球形夹杂物，达到增加熔池结晶形核的作用，显著增加结晶形核数量，阻止晶粒长大从而达到细化晶粒。硅锰合金及硅铁向焊缝渗合金，保证焊缝屈服强度和抗拉强度达到相应指标要求；石墨参与脱氧反应，降低焊缝氧含量并过渡部分碳到焊缝中，增加屈服强度和抗拉强度；镍粉可提高焊缝低温韧性；铁粉将增强焊接电弧稳定性，提高熔化速度。与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明提供的这种高韧性富氩气保护焊用金属粉药芯焊丝所采用的原材料廉价易得，而且该金属粉药芯焊丝具有优良的焊接工艺性能，熔敷金属力学性能：屈服强度≥460mpa，抗拉强度550～740mpa，伸长率≥22.0％，-60℃条件下akv≥54j。具体实施方式下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。实施例高韧性富氩气保护焊用金属粉药芯焊丝采用常规药芯焊丝制造工艺制得，钢带外皮采用spcc钢带，药芯的配方如表1所示。表1：金属粉药芯焊丝配方(质量百分比％)实施例硅锰合金硅铁镍粉铝镁合金石墨钛酸钾铁氧化物铁粉填充率--8-104-54-51-20.5-1.00.5-12-3余量20-251105520.51373.5202954110.52.57725384.54.51.50.80.8277.92348.54520.80.727721采用上述对应实施例金属粉药芯焊丝配合富氩气体(80％ar+20％co2)保护进行焊接，对应实施例金属粉药芯焊丝熔敷金属力学性能如表2所示。表2：熔敷金属力学性能由表2可知，本发明的金属粉药芯焊丝使用80％ar和20％co2富氩保护气体焊接，其熔敷金属和焊接接头综合性能：屈服强度≥460mpa；抗拉强度为550～740mpa；伸长率≥22％；-60℃条件下，akv≥54j。以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。当前第1页12