与Zr元素的质 量比为10~15:1。无镍药芯焊丝原材料的选择，能够体现出熔敷金属化学元素含量，粉料 范围的选择最后要以这个配比为选择范围，才能保证焊缝金属的最佳性能。
[0022] 优选地，上述无镍药芯焊丝中，焊丝的横截面直径为1.0 mm~I. 6mm。药芯焊丝产 品性能符合标准要求的情况下，横截面直径越大，其熔覆效率越高。其中优选直径I. 2_的 产品，更符合使用习惯，适配范围最广。
[0023] 优选地，上述无镍药芯焊丝中，所述碳钢为低碳钢。低碳钢（low carbon steel) 又称软钢，是指碳的质量分数小于〇. 25%的非合金钢，应用在本发明中其可焊性能良好，且 成本低廉。
[0024] 优选地，上述无镍药芯焊丝中，所述药粉的成分及其占药芯焊丝总质量的百分比 含量为：Ti025 . 5%，SiO2O. 8%，ZrO2L 2%，Mn 2. 0%，Si 0· 6% ;MgO 0· 42% ;CaC030. 15%， CaF2O. 12%，NaF (λ 16%，Re (λ 016%，镁铝合金(λ 65%，Fe 2· 884%，填充率 14. 5%。
[0025] 本发明还提供了上述无镍药芯焊丝的制备方法，是使用钢带法，0型对接，在碳钢 钢带制成的外皮内填充药芯成分，经过成型减径后得到无镍药芯焊丝。
[0026] 钢带法制造药芯焊丝生产线的主工艺由钢带裁剪机组、钢带复绕机组、钢带清洗、 成形机组、加粉机组、合缝机组、直线式拔丝机组和工字轮收线机等组成。购进的钢带首先 经化学成分检验合格后，进行裁剪成一定宽度的钢带，进入下一道工序。采用金属清洗剂超 声波振动清洗，清水冲洗、热风烘干的办法来进行钢带清洗，清洗后的钢带应无油、无水、无 锈。在成形机机组将钢带轧成"U"形槽，再经加粉机组按一定配比加入药粉，在合缝机组将 边缘合缝，经拔丝机组减径，最后进人收线机，成为药芯焊丝成品。
[0027] 本发明还提供了上述无镍药芯焊丝在焊接屈服强度彡390MPa级的钢板中的应 用。优选的焊接条件为：电流200~260A，电压24~30V，线能量为12~20KJ/cm，层间温 度为135~165°C。
[0028] 本发明具有以下有益效果：
[0029] 1、本发明提供的药芯焊丝具有高韧性和良好的抗裂性能，并且可全位置焊接，非 常适用于焊接屈服强度等于或大于390MPa的钢板。
[0030] 2、确定Zr元素的加入量，研宄了 C元素与Zr元素的比例对提高低温冲击韧性的 作用，本发明所述药芯焊丝_40°C低温冲击韧性大于47J，在保证焊缝高强度的同时具有良 好的低温冲击韧性和全位置焊接性能。
[0031] 3、Al、Mg等几种强脱氧元素的混配加入，有利于焊缝气体的排出和焊缝成形，提高 焊缝金属的低温冲击韧性。
[0032] 4、控制药粉中Ti02、SiOjP ZrO 2的加入量，确保焊丝低温冲击韧性和全位置焊接 性能。
[0033] 5、本发明的药芯焊丝焊接时采用0)2气体保护，有利于焊缝低温冲击韧性的稳定。
【具体实施方式】
[0034] 下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的 理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
[0035] 实施例1 :
[0036] 本实施例的药芯焊丝，药粉的成分及其占所述药芯焊丝总质量的百分比含量如 下：Ti025 . 5%，SiO2O. 8%，ZrO2L 2% ,Mn 2. 0%，Si 0· 6% ,MgO 0· 42%，CaCO3O. 15%，Ca F2O. 12% ,NaF 0· 16%，Fe2. 884%，镁铝合金 0.65, Re 0.016,填充率 14.5%。碳钢外皮使 用低碳钢。
[0037] 本实施例药芯焊丝的制备方法：使用钢带法生产药芯焊丝，0型对接，在低碳钢钢 带制成的外皮内填充粉料，填充率为13~18%，经过成型减径后得到直径为I. 0~I. 6mm 的成品焊丝。
[0038] 本实施例药芯焊丝的应用：本发明的药芯焊丝，采用0)2气体保护，在室温25°C， 相对湿度70%的条件下，Φ I. 2mm的本发明药芯焊丝采用电流220~240A，电压28~30V， 线能量为13~15KJ/cm，层间温度为135~165°C的焊接规范焊接试板，试板为屈服强度为 390MPa钢板或同级别强度的低合金钢。
[0039] 表1中另外还列举了实施例2~6的药粉成分及其占所述药芯焊丝总质量的百分 比含量。其制备方法同实施例1。
[0040] 表1实施例1~6药芯焊丝中药粉成分及用量
[0041]
【主权项】
1. 一种无镍药芯焊丝，由碳钢外皮和填充在外皮内的药粉组成，其特征在于，药粉质 量占药芯焊丝总质量的13. O~18. 0%，药粉的成分及其占药芯焊丝总质量的百分含量为： TiO2 5.0 ~8.0%，Si02 0 . 6 ~1.5%，Zr02 0 . 5 ~1·5%，Μη 1.5 ~3.0%，Si 0.4 ~1.2%; MgO 0· 20 ~0· 60% ;CaC03 0· 10 ~0· 50%，CaF2 0· 10 ~0· 20%，NaF 0· 10 ~0· 30%，Re 0. 010 ~0. 020%，镁铝合金 0. 40 ~0. 70%，Fe 余量。
2. 根据权利要求1所述的无镍药芯焊丝，其特征在于，所述药芯焊丝的熔敷金属中C元 素与Zr元素的质量比为10~15:1。
3. 根据权利要求1所述的无镍药芯焊丝，其特征在于，焊丝的横截面直径为1.0 mm~ L 6mm〇
4. 根据权利要求1所述的无镍药芯焊丝，其特征在于，所述碳钢为低碳钢。
5. 根据权利要求1~4任一所述的无镍药芯焊丝，其特征在于，所述药粉的成分及 其占药芯焊丝总质量的百分比含量为：TiO2 5. 5%，SiO2 0.8%，ZrO2 1.2%，Mn 2.0%， Si 0· 6% ;MgO 0· 42% ;CaC03 0· 15%，CaF2 0· 12%，NaF 0· 16%，Re 0· 016%，镁铝合金 0.65%，Fe 2. 884%，填充率 14. 5%。
6. 权利要求1~5任一所述的无镍药芯焊丝的制备方法，是使用钢带法，0型对接，在 碳钢钢带制成的外皮内填充药粉成分，经过成型减径后得到无镍药芯焊丝。
7. 权利要求1~6任一所述的无镍药芯焊丝在焊接屈服强度多390MPa级的钢板中的 应用。
8. 根据权利要求7所述的应用，其特征在于，焊接条件为：电流200~260A，电压24~ 30V，线能量为12~20KJ/cm，层间温度为135~165°C。
【专利摘要】本发明公开了一种无镍药芯焊丝及其制备方法和应用，该无镍药芯焊丝，由碳钢外皮和填充在外皮内的药粉组成，填充率13.0～18.0％，药粉的成分及其占药芯焊丝总质量的百分含量为：TiO2 5.0～8.0％，SiO2 0.6～1.5％，ZrO2 0.5～1.5％，Mn 1.5～3.0％，Si 0.4～1.2％；MgO 0.20～0.60％；CaCO3 0.10～0.50％，CaF20.10～0.20％，NaF 0.10～0.30％，Re 0.010～0.020％，镁铝合金0.40～0.70％，Fe余量。该药芯焊丝具有高韧性和良好的抗裂性能，并且可全位置焊接，非常适用于焊接屈服强度等于或大于390MPa的钢板。
【IPC分类】B23K35-30, B23K35-40
【公开号】CN104827201
【申请号】CN201510161561
【发明人】韩海峰, 李磊, 刘玉双, 田海成, 张亚平
【申请人】武汉铁锚焊接材料股份有限公司
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年4月7日