专利名称：金属芯高速焊焊丝的制作方法
技术领域：
属于材料加工工程中的焊接领域，该发明主要应用于大型钢结构、建筑钢结构、集装箱、船体、压力容器等的高速焊。
背景技术：
大型钢结构、建筑钢结构、集装箱、船体、压力容器的焊接均迫切要求提高生产率，生产率的提高有待于自动化的焊接设备，如今自动化的焊接设备已经较为成熟，但是和这些设备的配套的焊接材料多集中在实芯丝，实芯丝对设备技术条件要求高，适宜的焊接规范比较窄，工艺性能远不如粉芯焊丝好，尤其是大规范高速焊接的情况下飞溅、成型控制一直是一个困扰人们的难题，更谈不上综合工艺性能，若再想获得实际生产中要求的更为复杂的熔覆金属成分和好的综合力学性能几乎是不可能。这些问题一直有待解决。
金属芯高速焊焊丝的研制在国内尚未见相关的专利及文献报道。
发明内容
本发明的目的是提供高熔覆效率、低成本、可以用于自动化焊接时较大焊接规范下使用的综合工艺性能好的金属芯高速焊焊丝。
为了实现上述目的，本发明提供了一种金属芯高速焊焊丝，其特征在于，所述的金属芯含有以下质量百分比的物质1～4％钛铁，5～10％金属锰，6～14％硅铁，1～3％硅钙合金，0.5～1.5％硼铁，1.5～3％铝镁，71～80％铁粉。
其中钛铁脱氧作用，生成的钛的氧化物还具有造渣作用。
金属锰脱氧，向焊缝中过渡金属锰，起到焊缝合金化作用。
硅铁脱氧，向焊缝中过渡硅，同时对填充金属强化。
硅钙合金脱氧，同时生成的氧化物起到造渣作用。
硼铁细化焊缝晶粒，提高焊缝韧性。
铝镁脱氧，造渣。
铁粉脱氧，同时起到向焊缝中过渡金属作用，提高熔覆效率。
发明的焊丝不但具有实心焊丝渣量少而且还有高的焊接速度、低的飞溅、较高的合金过渡以及好的成型等综合工艺性能和力学性能。原来的焊接速度在每分钟40到60厘米，高速焊焊丝的速度可以达到每分钟200厘米的焊接速度。与实芯丝和普通的药芯焊丝相比，该焊丝生产率提高，焊缝质量好，填充金属费用低，不用清渣，可以连续施焊，大大节约了单道焊缝的综合成本，主要运用于普通结构钢、建筑钢结构以及造船工业、压力容器等领域的焊接，可用于纯二氧化碳、纯氩气以及混合气体保护的全自动或手工半自动连续施焊，且熔覆金属成分满足国家标准要求(见表1)。具有极大的经济和社会效益。
本发明的制备方法采用现有技术，包括以下步骤1、将钢带轧成U形，再向U形槽中加入占本发明焊丝总重的16～22％的本发明金属芯；2、将U形槽合口，使药芯包裹其中，通过拉丝模，逐道拉拔、减径，最后使其直径达到1.2mm得到最终产品。
图1药芯焊丝成形工艺示意图。
具体实施例方式
所有实施例焊丝都是由昆明重机厂制造的“FCWM50被动拉拔式药芯焊丝机”制出1.选用10×0.3(宽度为10mm，厚度为0.3mm)的SPCC冷轧钢带。先将其轧成U形。取10克钛铁，50克金属锰，140克硅铁，10克硅钙合金，5克硼铁，15克铝镁，770克铁粉，共1000克(所取粉末的粒度为能通过80目的筛子)。将所取各种粉末放入混粉机内混合10分钟，然后将混合粉末加入U形的SPCC冷轧钢带槽中，填充率为16％。将U形槽合口，使药粉包裹其中。然后使其分别通过直径为2.95mm、2.7mm、2.4mm、2.2mm、1.9mm、1.8mm、1.5mm、1.3mm、1.2mm的拉丝模，逐道拉拔、减径，最后使其直径达到1.2mm。可实现焊接速度200cm/min，远大于现有焊接速度40-60cm/min；熔覆金属成分和力学性能范围见表1，均满足国家标准。
2.选用10×0.3(宽度为10mm，厚度为0.3mm)的SPCC冷轧钢带。先将其轧成U形。取40克钛铁，100克金属锰，60克硅铁，30克硅钙合金，15克硼铁，30克铝镁，725克铁粉，共1000克(所取粉末的粒度为能通过80目的筛子)。将所取各种粉末放入混粉机内混合10分钟，然后将混合粉末加入U形的SPCC冷轧钢带槽中，填充率为19％。将U形槽合口，使药粉包裹其中。然后使其分别通过直径为2.95mm、2.7mm、2.4mm、2.2mm、1.9mm、1.8mm、1.5mm、1.3mm、1.2mm的拉丝模，逐道拉拔、减径，最后使其直径达到1.2mm。可实现焊接速度190cm/min，远大于现有焊接速度40-60cm/min；熔覆金属成分和力学性能范围见表1，均满足国家标准。
3.选用10×0.3(宽度为10mm，厚度为0.3mm)的SPCC冷轧钢带。先将其轧成U形。取30克钛铁，90克金属锰，120克硅铁，20克硅钙合金，10克硼铁，20克铝镁，710克铁粉，共1000克(所取粉末的粒度为能通过80目的筛子)。将所取各种粉末放入混粉机内混合10分钟，然后将混合粉末加入U形的SPCC冷轧钢带槽中，填充率为21％。将U形槽合口，使药粉包裹其中。然后使其分别通过直径为2.95mm、2.7mm、2.4mm、2.2mm、1.9mm、1.8mm、1.5mm、1.3mm、1.2mm的拉丝模，逐道拉拔、减径，最后使其直径达到1.2mm。可实现焊接速度200crn/min，远大于现有焊接速度40-60cm/min；熔覆金属成分和力学性能范围见表1，均满足国家标准。
4.选用10×0.3(宽度为10mm，厚度为0.3mm)的SPCC冷轧钢带。先将其轧成U形。取20克钛铁，60克金属锰，70克硅铁，20克硅钙合金，13克硼铁，17克铝镁，800克铁粉，共1000克(所取粉末的粒度为能通过80目的筛子)。将所取各种粉末放入混粉机内混合10分钟，然后将混合粉末加入U形的SPCC冷轧钢带槽中，填充率为22％。将U形槽合口，使药粉包裹其中。然后使其分别通过直径为2.95mm、2.7mm、2.4mm、2.2mm、1.9mm、1.8mm、1.5mm、1.3mm、1.2mm的拉丝模，逐道拉拔、减径，最后使其直径达到1.2mm。可实现焊接速度180em/min，远大于现有焊接速度40-60cm/min；熔覆金属成分和力学性能范围见表1，均满足国家标准。
采用上述方法制备的焊丝，再经过绕丝、包装等工序出厂。
综上所述，本发明制作容易，焊接的效率高，降低了焊缝的综合成本，带来了较高的综合经益。
表1熔覆金属成分和力学性能
权利要求
1.金属芯高速焊焊丝，其特征在于，所述的金属芯包括以下质量百分比含量的物质1～4％钛铁，5～10％金属锰，6～14％硅铁0～3％硅钙合金，0.5～1.5％硼铁，1.5～3％铝镁，53～80％铁粉。
全文摘要
本发明属于材料加工工程中的焊接领域，主要应用于大型钢结构、建筑钢结构、集装箱、船体、压力容器等的高速焊。现有焊接材料多集中在实芯丝，实芯丝对设备技术条件要求高，工艺性能远不如粉芯焊丝好，尤其是大规范高速焊接的情况下飞溅、成型控制困难。本发明提供了一种金属芯高速焊焊丝，其特征在于，所述的金属芯含有以下质量百分比的物质1～4％钛铁，5～10％金属锰，6～14％硅铁，1～3％硅钙合金，0.5～1.5％硼铁，1.5～3％铝镁，71～80％铁粉。高速焊焊丝的速度可以达到每分钟200厘米的焊接速度。与实芯丝和普通的药芯焊丝相比，该焊丝生产率提高，焊缝质量好，填充金属费用低，不用清渣，可以连续施焊，大大节约了单道焊缝的综合成本。
文档编号B23K35/30GK1803382SQ20061000205
公开日2006年7月19日 申请日期2006年1月24日 优先权日2006年1月24日
发明者蒋建敏, 李现兵, 贺定勇, 董娜 申请人:北京工业大学