一种角焊用金属粉芯型无缝药芯焊丝的制作方法
【专利说明】一种角焊用金属粉芯型无缝药芯焊丝
[0001] 【技术领域】 本发明涉及焊接材料领域，尤其涉及一种角焊用金属粉芯型无缝药芯焊丝，具体涉及 一种适应于采用1〇〇%〇)2气体保护焊接无机锌底漆及磷酸底漆的低合金钢角焊角焊用金属 粉芯型无缝药芯焊丝。
[0002] 【【背景技术】】 已知的，随着药芯焊丝在船舶、桥梁等行业的广泛应用，在焊接构件的角焊接头中，采 用药芯焊丝进行半自动焊、台式自动焊以及焊接机械自动化的趋势加强起来。不过，一般为 防止钢板生锈，需要在钢板预涂制底漆，其中，多半是无机锌底漆及磷酸底漆。使用一般的 药芯焊丝进行底漆钢板的横角焊时，均有焊接缺陷如凹坑、气沟及气孔等产生。
[0003] 金属粉芯型药芯焊丝截面具有更高电流密度，因此带来更高的焊接效率，且具有 多层多道焊不用清渣，大大提高工作效率的优点。金属粉芯型药芯焊丝具有更好的润湿性 和渗透性，特别在V型焊缝和角焊缝方面，可减少未熔合缺陷倾向，焊缝表面光滑美观。
[0004] 中国专利、公开号为CN101323057A、公开日为2008年12月17日，专利名称为一种 高强度金属芯型无缝药芯焊丝，其公开了一种屈服强度超过785MPa低合金钢焊接用无缝 药芯焊丝，其实施例给出的焊接金属强度超过785Mpa，但是没有达到890MPa的要求。
[0005] 经检索发现，目前还没有相关的用于采用100%0)2气体保护，适用于带底漆钢板横 角焊用的金属粉芯型无缝药芯焊丝的公开技术。
[0006] 【
【发明内容】
】 为了克服【背景技术】中存在的不足，本发明提供了一种角焊用金属粉芯型无缝药芯焊 丝，本发明从降低焊缝金属扩散氢含量和降低焊丝配方中造渣剂含量两个方面来防止缺陷 的发生，本发明具有优良的抗气孔能力，各项性能指标优良。
[0007] 为实现如上所述的发明目的，本发明采用如下所述的技术方案： 一种角焊用金属粉芯型无缝药芯焊丝，包括外皮和药芯粉，所述外皮为低碳钢带，在外 皮内设有药芯粉，所述药芯粉中各组分按重量份数包括如下成分： 碳 0? 08~0? 48份； 硅 0? 8~2. 8份； 猛 4~12份； 铁 24~70份； TiO2 12 ~36 份； SiO2 4 ~12 份； 稳弧剂 0~2份。
[0008] 所述的角焊用金属粉芯型无缝药芯焊丝，所述碳的加入形式为石墨或铁合金中的 任意一种或两种的组合。
[0009] 所述的角焊用金属粉芯型无缝药芯焊丝，所述硅的加入形式为硅铁或硅锰合金中 的任意一种或两种组合。
[0010] 所述的角焊用金属粉芯型无缝药芯焊丝，所述锰的加入形式为锰铁或金属锰或硅 锰合金中的任意一种或两种或两种以上的组合。
[0011] 所述的角焊用金属粉芯型无缝药芯焊丝，所述11〇2的添加形式为金红石或钛白粉 或钛酸钾中的任意一种或两种或两种以上的组合。
[0012] 所述的角焊用金属粉芯型无缝药芯焊丝，所述稳弧剂包括Na2O或K2O或NaF或 K2SiF6SK2ZrF6SK3A1F6中的任意一种或两种或两种以上的组合。
[0013] 所述的角焊用金属粉芯型无缝药芯焊丝，所述药芯粉的填充重量占焊丝总重量的 10 ~25%〇
[0014] 采用如上所述的技术方案，具有如下有益效果： 本发明所述的一种角焊用金属粉芯型无缝药芯焊丝，本发明从降低焊缝金属扩散氢含 量和降低焊丝配方中造渣剂含量两个方面来防止缺陷的发生，本发明在底漆钢板的横角焊 时，具有优良的抗气孔能力；具有较好的低温冲击韧性，-20°c冲击功平均值达到47J以上； 具有良好的焊接工艺性，焊接时电弧稳定，易于形成喷射过渡，操作容易，焊缝成型好，渣 少；药芯焊丝表面可以镀铜，提高导电能力，送丝稳定，利于自动化焊接；熔敷金属扩散氢 小于4ml/100g等。
[0015] 【【具体实施方式】】 通过下面的实施例可以更详细的解释本发明，本发明并不局限于下面的实施例； 本发明所述的一种角焊用金属粉芯型无缝药芯焊丝，包括外皮和药芯粉，所述外皮为 低碳钢带，在外皮内设有药芯粉，所述药芯粉的填充重量占焊丝总重量的10~25%，药芯粉 中各组分按重量份数包括如下成分： 碳 0? 08~0? 48份； 硅 0? 8~2. 8份； 锰 4~12份； 铁 24~70份； TiO2 12 ~36 份； SiO2 4 ~12 份； 稳弧剂 0~2份。
[0016] 其中所述碳的加入形式为石墨或铁合金中的任意一种或两种的组合；所述硅的加 入形式为硅铁或硅锰合金中的任意一种或两种组合；所述锰的加入形式为锰铁或金属锰或 硅锰合金中的任意一种或两种或两种以上的组合；所述TiO2的添加形式为金红石或钛白 粉或钛酸钾中的任意一种或两种或两种以上的组合；所述稳弧剂包括Na2O或K2O或NaF或 K2SiF6SK2ZrF6SK3A1F6中的任意一种或两种或两种以上的组合。
[0017] 本发明中碳是固溶强化保证熔敷金属强度的重要元素，同时一定的碳含量能够减 低焊丝短路过渡的飞溅，碳的加入形式可以是石墨、各种铁合金、药芯焊丝钢带。碳含量小 于0. 08份不能保证强度，碳含量大于0. 48份一方面会导致强度过高、低温韧性下降，另一 方面会恶化焊接工艺性。
[0018] 硅是重要的脱氧元素，同时也是强化元素，一定量的硅对于提高强度和韧性具有 重要作用，但是过量的硅会恶化焊缝金属低温韧性。因此硅含量控制在0. 8~2. 8份之间。 娃的加入形式可以是娃铁、娃猛合金。
[0019] 锰是重要的脱氧元素，同时也是强化元素，一定量的锰能够起到降低奥氏体转变 温度，细化晶粒，这对于提高强度和韧性具有重要作用，但是过量的锰会导致强度过高，恶 化低温韧性，因此锰含量控制在4~12份之间。锰的加入形式可以是锰铁、金属锰、硅锰合 金。
[0020] 稳弧剂包括Na20、K20、NaF、K2SiF6、K2ZrF6、K3A1F6、K4O4Ti，其具有稳弧作用，改善焊 接工艺性，提高形成喷射过渡的焊接工艺范围，因此填加量要不高于2份，如果填加过量， 则会导致脱渣困难。其中氟化物的含量不能超过0. 40份，否则会产生大量飞溅。
[0021] 1102:具有稳弧和造渣的作用，改善熔渣的熔点和黏度，保证焊缝成型，因此填加 量要不低于12份，否则会达不到相应的效果，如果填加超过36份，则会导致脱渣困难。添 加形式可以为金红石、钛白粉、钛酸钾。
[0022] 3102:具有稳弧和造渣的作用，改善熔渣的熔点和黏度，保证焊缝成型，因此填加 量要不低于4份，否则会达不到相应的效果，如果填加超过12份，则会降低熔渣黏度，使得 熔渣不能完全覆盖熔池，焊缝成型变差。
[0023] 铁具有调节填充率和改善焊接电弧稳定性的作用，但是过量的铁会产生大量飞 溅。因此铁含量控制在24~70份之间。
[0024] 使用一般的药芯焊丝进行底漆钢板的横角焊时，均有焊接缺陷如凹坑、气沟及气 孔等产生，产生缺陷的原因主要是因为钢板上的底漆在电弧的热作用下，分解成H2，C0以及 金属蒸汽，它们中一部分从立板和底板之间逸出，剩余部分将进入焊接熔池，若熔池冷却速 度过快，气体不能完全逸出，则在焊缝表面会形成气孔和虫孔。因此本发明从以下两个方面 来防止缺陷的发生。一，降低焊缝金属扩散氢含量。二，降低焊丝配方中造渣剂含量。
[0025] 本发明具有如下特点： 1、在底漆钢板的横角焊时，具有优良的抗气孔能力。
[0026] 2、具有较好的低温冲击韧性，-20°C冲击功平均值达到47J以上，。
[0027] 3、具有良好的焊接工艺性，焊接时电弧稳定，易于形成喷射过渡，操作容易，焊缝 成型好，渣少。
[0028] 4、药芯焊丝表面可以镀铜，提高导电能力，送丝稳定，利于自动化焊接。
[0029] 5、熔敷金属扩散氢低小于4ml/100g。
[0030] 本发明的具体实施例如下： 实施例1、2、3均为适应于带底漆钢板高速横角焊的金属粉芯型无缝药芯焊丝，是在钢 制药皮内填充药粉，填充药粉重量占焊丝总重量的10~25%。
[0031]
实施效果例： 对上述制得的三种焊丝进行熔敷金属力学性能试验，试板坡口、尺寸、取样方法与位置 均按照中国国家标准GB/T17493-1998《低合金钢药芯焊丝》进行，采用的保护气体和焊接规 范如下所述：保护气体采用100%C02,接入直流反接式电源进行焊接操作，实施例1、2、3焊 接电流240A~280A，焊接电压26~30V。焊接速度30cm/min，150°C的预热和道间温度，按 照中国国家标准GB/T3965-1995《熔敷金属中扩散氢测定方法》对焊接的熔敷金属扩散氢 含量进行测量，各熔敷金属的性能如下： 熔敷金属力学性能
由此可见，对于上述三种配方，按照国家标准采用不同的焊接规范，各实施例焊丝均能 满足焊接的需要，同时熔敷金属扩散氢含量均小于4ml/100g熔敷金属，各项测量结果均优 于国家技术标准的规定，综上所述，本发明的金属粉芯型无缝药芯焊丝在底漆钢板的横角 焊时，具有优良的抗气孔能力，各项性能指标优良。
[0032] 本发明未详述部分为现有技术。
[0033] 为了公开本发明的目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的。但是应了 解的是，本发明旨在包括一切属于本构思和发明范围内的实施例的所有变化和改进。
【主权项】
1. 一种角焊用金属粉芯型无缝药芯焊丝，包括外皮和药芯粉，其特征是：所述外皮为 低碳钢带，在外皮内设有药芯粉，所述药芯粉中各组分按重量份数包括如下成分： 碳 0? 08~0? 48份； 硅 0? 8~2. 8份； 猛 4~12份； 铁 24~70份； TiO2 12 ~36 份； SiO2 4 ~12 份； 稳弧剂 0~2份。2. 根据权利要求1所述的角焊用金属粉芯型无缝药芯焊丝，其特征是：所述碳的加入 形式为石墨或铁合金中的任意一种或两种的组合。3. 根据权利要求1所述的角焊用金属粉芯型无缝药芯焊丝，其特征是：所述硅的加入 形式为硅铁或硅锰合金中的任意一种或两种组合。4. 根据权利要求1所述的角焊用金属粉芯型无缝药芯焊丝，其特征是：所述锰的加入 形式为锰铁或金属锰或硅锰合金中的任意一种或两种或两种以上的组合。5. 根据权利要求1所述的角焊用金属粉芯型无缝药芯焊丝，其特征是：所述TiO 2的添 加形式为金红石或钛白粉或钛酸钾中的任意一种或两种或两种以上的组合。6. 根据权利要求1所述的角焊用金属粉芯型无缝药芯焊丝，其特征是：所述稳弧剂包 括Na2O或K2O或NaF或K 2SiF6S K 2ZrF6S K 3A1F6中的任意一种或两种或两种以上的组合。7. 根据权利要求1所述的角焊用金属粉芯型无缝药芯焊丝，其特征是：所述药芯粉的 填充重量占焊丝总重量的10~25%。
【专利摘要】一种角焊用金属粉芯型无缝药芯焊丝，本发明从降低焊缝金属扩散氢含量和降低焊丝配方中造渣剂含量两个方面来防止缺陷的发生，本发明在底漆钢板的横角焊时，具有优良的抗气孔能力；具有较好的低温冲击韧性，-20℃冲击功平均值达到47J以上；具有良好的焊接工艺性，焊接时电弧稳定，易于形成喷射过渡，操作容易，焊缝成型好，渣少；药芯焊丝表面可以镀铜，提高导电能力，送丝稳定，利于自动化焊接；熔敷金属扩散氢小于4ml/100g等。
【IPC分类】B23K9/16, B23K35/30, B23K35/368
【公开号】CN105057925
【申请号】CN201510457357
【发明人】张晓 , 朱官朋, 冯兆龙
【申请人】洛阳双瑞特种合金材料有限公司
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年7月30日