专利名称：一种水下湿法焊接用自保护药芯焊丝的制作方法
技术领域：
本发明属于焊接材料技术领域，具体地说是ー种水下湿法焊接用自保护药芯焊丝。
背景技术：
水下湿法焊接用自保护药芯焊丝是ー种无需采用水下排水装置以及外部保护气体，直接在水下进行焊接的焊接材料，在欧美发达国家的应用已与水下焊条相当，并且具有方便、高效、优质等特点。尤其在焊割工作量大的场合，自保护药芯焊丝与手工焊条相比，因为无需频繁更换焊材，并且具有较高的熔敷效率，可以节约50%的成本。此外，自保护药芯焊丝可拓展应用于半自动以及全自动焊接技术中，并且可以调整药芯配方和成分，使得渣-气反应不仅能够改善焊缝形貌，且能够减少焊缝的氢氧聚集。但是，目前我国尚没有完全自主知识产权的水下湿法自保护药芯焊丝，全部依赖国外进ロ，受国外技术制约严重。
发明内容
本发明是根据我国水下湿法用自保护药芯焊丝的研究现状，提供ー种工作稳定、优质的水下湿法焊接用自保护药芯焊丝，其抗拉强度大于500MPa，エ艺性能能够满足海洋工程结构用低碳低合金钢水下焊接的要求。本发明可以通过如下措施达到。一种水下湿法焊接用自保护药芯焊丝，包括护皮和药芯两部分，其特征在于护皮由低碳钢钢带卷成，低碳钢钢带的化学成分(wt%)为:C: 0.03-0.08%, Mn:0.03%，S ^ 0.02%, P ^ 0.02%，药芯由氧化物、氟化物、碳酸盐、锰粉、镍粉、铝粉和铁粉组成，各组成成份的质量百分比为:氧化物50%飞3%，氟化物59^10%，碳酸盐59^10%，锰粉3% 8%，镍粉0% 5%，铝粉0% 4%，铁粉10% 30%。其中氧化物为Ti02、Fe203、Mg0三者的组合，Ti02、Fe203和MgO的质量百分比为TiO240% 65%、Fe2O3 23% 50%、MgO 8% 16%。其中氟化物为CaF2与LiF两者的组合，CaF2与LiF的质量百分比为CaF250% 100%、LiF 0 50%。其中的碳酸盐为CaCO3与MgCO3的组合，CaCO3与MgCO3的质量百分比为CaCO350% 100%、MgCO3 0 50%。本发明中药芯的填充率为25%_33%。上述药粉的化学成分中，各组分的作用机制如下:
本发明中，氧化物是含量较多的药皮成分，它们主要是在焊接时起造渣，改善熔渣的熔点、粘度和表面张力，改善脱渣性的作用，本发明中氧化物的加入量为50%飞3%。本发明中， 加入氟化物的作用主要是造气和造渣的作用。焊接过程中氟化物在电弧热作用下部分气化，形成气囊，降低水对电弧的影响。另外，氟化物还起到造渣的作用，并且能够调整熔渣粘度。除此之外，氟化物在焊接过程中产生的氟离子可以与氢离子很好的结合，可以非常有效地降低焊缝的氢含量，防止氢致裂纹的产生。氟化物的总加入量低于5%时，造气造渣量不足，易产生气孔和熔渣覆盖不全等缺陷，氟化物添加过多时，熔渣粘度变低，不利于全位置焊接，并且会降低电弧稳定性。所以氟化物的加入量为59TlO%。本发明中，加入的碳酸盐主要起到造气作用，其加入量不能高于10%，否则在焊接过程中会产生较大的飞溅。所以碳酸盐的加入量为59TlO%。本发明中，加入锰粉和镍粉可促进焊缝脱氧和合金化，改善焊缝冶金性能，加入量分别为3% 8%和0% 5%。本发明中，加入的Al粉可以与氧反应，可以有效防止气孔的产生，同时起到改善电弧的作用。加入Al的过多会使焊缝中残余的Al含量增多，降低焊缝的韧性，太少则不能有效防止气孔的产生，加入量为09T4%。选用较低的碳含量和硫、磷含量的低碳钢钢带，能够降低焊缝产生缺陷的几率并提高焊接接头的冲击韧性。本发明水下湿法焊接用自保护药芯焊丝不仅具有优良的力学性能，并且在水下焊接时起弧容易，且电弧燃烧稳定，再引弧性好，获得的焊缝形貌美观，且对接接头抗拉強度可达500MPa，可用于低碳低合金钢水下结构的焊接。
具体实施例方式下面对本发明作进ー步描述。为了更好地体现 本发明，下面举例进行说明，但并不是对本发明的限制。按上述比例配制药粉，用鉄粉平衡，调整药芯粉组成含量，如表I所示，制备6种不同药芯焊丝，药芯粉的粒度为80目。本发明自保护药芯焊丝的制备方法如下:选择普通低碳钢钢带，化学成分如表2所示，钢带规格为:0.3mmX8mm。在普通药芯焊丝生产线上制备出截面为“0”型药芯焊丝，焊丝直径为Ol.6mm，药芯的填充率为25%_33%。本发明实施例所用焊接母材为14mm厚Q235钢板，所采用的焊接エ艺參数如表3所示，本发明实施例焊接后熔敷金属的性能如表4所示。表I本发明水下湿法焊接用自保护药芯焊丝化学成分(wt%)。
权利要求
1.一种水下湿法焊接用自保护药芯焊丝，包括护皮和药芯两部分，其特征在于护皮由低碳钢钢带卷成，低碳钢钢带的化学成分(wt%)为:C: 0.03-0.08%, Mn:0.03%, S彡0.02%,P^0.02%，药芯由氧化物、氟化物、碳酸盐、锰粉、镍粉、铝粉和铁粉组成，各组成成份的质量百分比为:氧化物50% 63%，氟化物5% 10%，碳酸盐5% 10%，锰粉3% 8%，镍粉0% 5%，铝粉0% 4%，铁粉10% 30%。
2.根据权利要求1所述的ー种水下湿法焊接用自保护药芯焊丝，其特征在于氧化物为TiO2' Fe203、MgO 三者的组合，Ti02、Fe2O3 和 MgO 的质量百分比为 TiO2 TiO2 40% 65%、Fe2O323% 50%、Mg0 8% 16%。
3.根据权利要求1所述的ー种水下湿法焊接用自保护药芯焊丝，其特征在于氟化物为CaF2与LiF两者的组合，CaF2与LiF的质量百分比为CaF2 50% 100%、LiF 0 50%。
4.根据权利要求1所述的ー种水下湿法焊接用自保护药芯焊丝，其特征在于其中的碳酸盐为CaCO3与MgCO3的组合，CaCO3与MgCO3的质量百分比为CaCO3 509^100%、MgCO30 50%。
5.根据权利要求1所述的水下 湿法焊接用自保护药芯焊丝，其特征在于药芯的填充率为 25%-33%。
全文摘要
本发明提出了一种水下湿法焊接用自保护药芯焊丝，包括护皮和药芯两部分，其特征在于护皮由低碳钢钢带卷成，低碳钢钢带的化学成分(wt%)为C:0.03-0.08%，Mn0.03%，S≤0.02%，P≤0.02%，药芯由氧化物、氟化物、碳酸盐、锰粉、镍粉、铝粉和铁粉组成，各组成成份的质量百分比为氧化物50%~63%，氟化物5%~10%，碳酸盐5%~10%，锰粉3%~8%，镍粉0%~5%，铝粉0%~4%，铁粉10%~30%，本发明水下湿法焊接用自保护药芯焊丝不仅具有优良的力学性能，并且在水下焊接时起弧容易，且电弧燃烧稳定，再引弧性好，获得的焊缝形貌美观，且对接接头抗拉强度可达500MPa，可用于低碳低合金钢水下结构的焊接。
文档编号B23K35/30GK103084761SQ201310061500
公开日2013年5月8日 申请日期2013年2月27日 优先权日2013年2月27日
发明者郭宁, 刘多, 袁新, 冯吉才, 韩焱飞, 杨振林 申请人:哈尔滨工业大学(威海)