二氧化碳气体保护焊用含Ti和B型金属药芯焊丝的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种二氧化碳气体保护焊用含Ti和B型金属药芯焊丝，适用于厚板打底焊接及高膜厚底漆钢板的高速平角焊。其金属药芯粉末重量占焊丝总重量10~30%；以钢带外皮的总重量百分比计，钢带外皮由C?0.001~0.025%；Si?0.001~0.030?%；Mn?0.01~0.35%；Al?0.001~?0.030?%；P?0.001~0.020%；S?0.001~?0.020%和余量Fe组成；以金属药芯粉末的总重量百分比计，金属药芯粉末由氟化物0.1~5.0%；C?0.01?~0.5%；Mn?8~20%；Si?2~8%；Ti?0.1~5.0%；B?0.01~0.1%；Zr?0.01~2.0%和余量Fe组成。该金属药芯焊丝在厚板打底焊接时飞溅量小且可达到与实心焊丝相当的抗裂性，在涂有30-40μm高膜厚底漆钢板上高速平角焊时可获得优异的耐气孔性，且熔敷金属的机械性能优良。
【专利说明】二氧化碳气体保护焊用含Ti和B型金属药芯焊丝
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种气体保护焊用焊丝，尤其涉及一种二氧化碳气体保护焊用含Ti和B型金属药芯焊丝，适用于厚板打底焊接及高膜厚底漆钢板高速平角焊，属于金属焊接材料领域。
【背景技术】
[0002]在钢结构的厚板打底焊接工艺中，最早主要使用实心焊丝焊接来提高底道焊缝的抗裂性。但在二氧化碳气体保护焊中采用实心焊丝时，通常在较高的焊接条件下容易造成飞溅多的缺点，从而给后续处理造成困扰，且可能因为飞溅造成板材的应力集中，使孔蚀敏感性升高。而在船舶焊接领域中，目前大多数船厂采用耐底漆的焊药型药芯焊丝进行台车式自动焊，这种焊材在小于25 μ m的低膜厚条件下焊接可获得较理想的耐气孔性，但在大于30 μ m的高膜厚条件下，其耐漆性却不甚理想。
【发明内容】
[0003]为了克服上述技术缺陷，本发明提供了一种二氧化碳气体保护焊用含Ti和B型金属药芯焊丝，该金属药芯焊丝在厚板打底焊接时，在能保证与实芯焊丝相当的抗裂性的情况下，改善了实心焊丝飞溅多的缺点，而且在涂有30-40 μ m高膜厚底漆的钢板上进行高速平角焊时可获得十分优异的耐气孔性，同时可获得优异的熔敷金属机械性能。
[0004]本发明为了解决上述技术问题所采用的技术方案是:
[0005]一种二氧化碳气体保护焊用含Ti和B型金属药芯焊丝，由钢带外皮和金属药芯粉末组成，所述金属药芯粉末包裹于所述钢带外皮内，所述金属药芯粉末重量占焊丝总重量的10~30% ；
[0006]以钢带外皮的总重量百分比计，所述钢带外皮的组分及重量百分比为:C0.ΟΟ1-Ο.025% ；Si 0.ΟΟ1-Ο.030% ；Μη 0.01-0.35% ；Α1 0.001-0.030% ；Ρ 0.001-0.020% ；S0.001- 0.020% 和余量 Fe ；
[0007]以金属药芯粉末的总重量百分比计，所述金属药芯粉末的组分及重量百分比为:氟化物 0.1-5.0% ；C 0.Ο1-Ο.5% ；Μη 8~20% ；Si 2~8% ；Ti 0.1-δ.0% ；Β 0.01-0.1% ；Zr
0.01-2.0%和余量Fe ;其中所述氟化物为K2SiF6、NaF、K3AlF6和Na3AlF6中的任一种或几种的任意比例的混合物。
[0008]进一步的技术方案是:
[0009]以金属药芯粉末的总重量百分比计，所述金属药芯粉末的组分及重量百分比为:氟化物 0.1-2.0%, C 0.05~0.15%, Mn 12~20%，Si 4~8%，Ti 0.1~3.0%, B 0.01-θ.1%，Zr
0.01-0.50% 和余量 Fe ；
[0010]其中所述氟化物为K2SiF6、NaF、K3AlF6和Na3AlF6的任意比例的混合物。
[0011]本发明所述金属药芯粉末中各组分的主要作用如下所述:
[0012]氟化物(包括Na3AlF6、K3AlF6、K2SiF6、NaF)的主要作用为稳弧和脱氢。氟化物过少时，电弧不稳，脱氢作用不大；氟化物过多时，焊接烟尘量明显增大，电弧亦不稳，飞溅较多。[0013]C的主要作用是提供适当的力学性能。碳含量过低时，强度不足；碳含量过高时，强度太高，冲击值不佳。
[0014]Mn的主要作用是脱氧、脱硫和向焊缝中过渡合金元素。锰含量过低时，则容易产生气孔，强度不足，锰含量过高时，强度太高，冲击值不佳，焊道变窄。
[0015]Si的主用作用是通过硅锰联合脱氧，这样脱氧效果更佳，同时过渡合金元素。硅含量过低时，则容易产生气孔，强度不足，焊道窄；硅含量过高时，强度太高，冲击值不佳，熔池太稀，成型不良。
[0016]Ti的主要作用是向焊缝中过渡合金元素。钛含量过低时，对提高冲击值的效果不大；钛含量过高时，则强度太高，甚至会产生马氏体组织，而使冲击值低落。
[0017]B的主要作用是向焊缝中过渡合金元素。硼元素过低时，对提高冲击值的效果不大；硼含量过低时，则对抗热裂性不利。
[0018]Zr的主要作用是脱氧、脱氮，并且有一定的脱氢、脱硫之功能，此外还可细化晶粒提闻冲击朝性。
[0019]本发明的有益技术效果为:本发明所述药芯焊丝中采用硅锰联合脱氧，可减少由高膜厚底漆燃烧释放的一氧化碳，此外金属药芯粉末使焊缝表面基本无渣，有利于焊接时气体的逸出，上述元素均能够提高耐气孔性；金属药芯粉末中适量的氟化物可起到除氢处理的作用，从而提高抗裂性，适用于厚板打底焊接；焊接时飞溅极少，改善了焊接工艺，使得因飞溅附着所造成的耐点蚀性劣化的缺点得到改善；钛元素可使组织上具有更高比例的针状铁素体，硼元素作为针状铁素体的形核点，更容易产生针状铁素体，经由此钛、硼复合细化晶粒，更能提高冲击值。本发明所述药芯焊丝不仅在厚板打底焊接时改善了实心焊丝飞溅多的缺点及达到与实心焊丝相当的抗裂性，而且在涂有30-40 μ m高膜厚底漆的钢板上进行高速平角焊时可获得十分优异的耐气孔性，同时可获得优异的熔敷金属机械性能。
【具体实施方式】
[0020]本发明所述的二氧化碳气体保护焊用含Ti和B型金属药芯焊丝，由钢带外皮和金属药芯粉末组成，所述金属药芯粉末包裹于所述钢带外皮内，所述金属药芯粉末重量占焊丝总重量的10~30% ；
[0021]以钢带外皮的总重量百分比计，所述钢带外皮的组分及重量百分比为:C
0.001~0.025% ；Si 0.001~0.030% ；Μη 0.θ1~θ.35 % ；Α1 0.001~0.030% ；Ρ 0.001~0.020% ；S
0.001~ 0.020% 和余量 Fe ；
[0022]以金属药芯粉末的总重量百分比计，所述金属药芯粉末的组分及重量百分比为:氟化物 0.1~5.0% ；C 0.θ1~θ.5% ；Μη 8~20% ；Si 2~8% ；Ti 0.1~δ.0% ；Β 0.θ1~θ.1% ；Zr
0.01~2.0%和余量Fe ;其中所述氟化物为K2SiF6、NaF、K3AlF6和Na3AlF6中的任一种或几种的任意比例的混合物。
[0023]其中金属药芯粉末更优的组分及重量百分比为:以金属药芯粉末的总重量百分比计，所述金属药芯粉末的组分及重量百分比为:氟化物0.1~2.0%，C 0.05~0.15%，Mn12~20%，Si 4~8%，Ti 0.1~3.0%, B 0.θ1~θ.1%，Zr 0.θ1~θ.50% 和余量 Fe ；
[0024]其中所述氟化物为K2SiF6、NaF、K3AlF6和Na3AlF6的任意比例的混合物。[0025]为了更好的理解本发明，下面通过实施例广8来进一步说明，但本发明并不局限于下述实施例。
[0026]采用焊丝生产行业内通用的制造工艺，按照表1所述的钢带组分制作钢带外皮，按照表2所述的金属药芯组分进行金属药芯粉末的配置，并将金属药芯粉末包裹于钢带外皮中。
[0027]表1钢带外皮组分及重量百分比(％)
【权利要求】
1.一种二氧化碳气体保护焊用含Ti和B型金属药芯焊丝，由钢带外皮和金属药芯粉末组成，所述金属药芯粉末包裹于所述钢带外皮内，其特征在于: 所述金属药芯粉末重量占焊丝总重量的10-30%; 以钢带外皮的总重量百分比计，所述钢带外皮的组分及重量百分比为:C0.001~0.025% ；Si0.0010.030% ；Μη 0.010.35 % ；Α1 0.01~0.030% ；Ρ 0.001~0.020% ；S0.ΟΟ1~Ο.020% 和余量 Fe ； 以金属药芯粉末的总重量百分比计，所述金属药芯粉末的组分及重量百分比为:氟化物 0.1~5.0% ；C 0.Ο1~Ο.5% ；Μη 8~20% ；Si 2~8% ；Ti 0.1δ.0% ；Β 0.01~0.1% ；Zr0.01~2.0%和余量Fe ;其中所述氟化物为K2SiF6、NaF、K3AlF6和Na3AlF6中的任一种或几种的任意比例的混合物。
2.根据权利要求1所述的二氧化碳气体保护焊用含Ti和B型金属药芯焊丝，其特征在于:以金属药芯粉末的总重量百分比计，所述金属药芯粉末的组分及重量百分比为:氟化物 0.1~2.0%, C 0.05~0.15%, Mn 12~20%，Si 4~8%，Ti 0.1~3.0%, B 0.01~ 0.1%，Zr0.01~0.50% 和余量 Fe ； 其中所述氟化物为K2SiF6、NaF、K3AlF6和Na3AlF6的任意比例的混合物。
【文档编号】B23K35/34GK103659052SQ201210343049
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年9月17日 优先权日:2012年9月17日
【发明者】蔡鸿祥, 庄石城, 叶桂林 申请人:昆山京群焊材科技有限公司