单面焊双面成型背面免充氩气保护的焊丝的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种单面焊双面成型背面免充氩气保护的焊丝。具体地，该焊丝是由下述重量份配比的粉原料经混合，并加入粉原料总重量20～30％的钾钠水玻璃，搅拌均匀，压涂于焊芯上再经干燥而成；所述粉原料的重量份配比为：大理石20-40份、萤石5-19份、钛白粉1-5份、石英1-5份、硅铁2-6份、钛铁1-6份、电解锰1-4份、金红石2-30份、金属铬3-10份。该焊丝在进行单面焊双面成型焊接时，焊丝表面药皮会熔化形成一层薄渣渗透到工件背面对焊缝进行渣保护，其焊接工艺性能佳，具有优良的全位置焊接工艺性，焊缝成型美观，脱渣性能优秀，可降低焊接成本和难度。
【专利说明】单面焊双面成型背面免充氩气保护的焊丝
【技术领域】
[0001]本发明属于焊接材料领域，涉及一种焊丝，特别涉及一种焊丝，更特别地涉及一种单面焊双面成型背面免充氩气保护的焊丝。
【背景技术】
[0002]钨极氩弧焊(通常亦称为TIG焊)钨极氩弧焊时常被称为TIG焊，是一种在非消耗性电极和工作物之间产生热量的电弧焊接方式；电极棒、溶池、电弧和工作物临近受热区域都是由气体状态的保护隔绝大气混入，此保护是由气体或混合气体流供应，通常是惰性气体，必须是能提供全保护，因为甚至很微量的空气混入也会污染焊道。
[0003]钨极氩弧焊是用钨棒作为电极加上氩气进行保护的焊接方法，其方法构成如图所示。焊接时氩气从焊枪的喷嘴中连续喷出，在电弧周围形成保护层隔绝空气，以防止其对钨极、熔池及邻近热影响区的，从而获得优质的焊缝。焊接过程中根据工件的具体要求可以加或者不加填充焊丝。
[0004]钨极氩弧焊焊接过程稳定，焊缝质量高，被广泛应用于打底、单面焊双面成型焊接。实际焊接时，焊件背面需要充氩气进行保护，焊接大型工件、管道时，背面充氩量很大，并且有时具有一定的难度或无法实现，从而造成焊接成本的提升和焊接难度的加大，甚至影响焊接质量。为了降低焊接成本和难度，提高焊接质量，科研人员致力于研制单面焊双面成型背面免充氩气用熔渣进行保护的自保护焊丝。
[0005]单面焊双面成型氩弧焊接时背面氧化一直是焊接工艺上的一道难题。通常采用背面充氩保护工艺。但在野外长输管道或者工件较大及背面空间狭小等情况下，气体严重损耗，增加了成本，焊接质量也受到很大影响。日本油脂公司(TASETO)开发的著名的不锈钢背面自保护型TIG焊丝，又称TGF焊丝，是一种背面免充氩焊丝，用于不锈钢焊材的焊接。这是一种有特殊涂层的焊丝，焊接时，保护药皮渗透到熔池背面，形成致密保护层，使背面不受氧化。目前，已成功应用于石油化工、电建、造船等行业的不锈钢管道和容器的焊接。其背面药皮剥离性好，可以全位置焊接，焊接质量优良，耐腐蚀性强。例如型号为TGF-308L、TGF-309L、TGF-316L、TGF-347等。但是这种保护药皮焊丝在焊接过程中小问题太多。例如焊缝成型不光滑、不美观，焊接纹路不清晰、不规整，有咬边、未焊透等焊接缺陷；脱渣性能不足，有粘渣现象；焊接过程中有飞溅，电弧不稳定，铁水渗透性能不好，不易操作，尤其是仍然难以发挥全位置焊接工艺性。
[0006]现有技术亦公开了诸多不锈钢焊接用焊丝。
[0007]CN1176863A(96119404.9，沈阳工业)公开了一种高炉阀门冷焊抗裂堆焊焊条，其焊芯为2Crl3不锈钢丝，药皮的组分及重量百分比为:大理石22?28、萤石28?35、金红石5?12、石英1.5?2.0、钛白粉3?5、金属猛7?10、金属铬1.5?3.0、钥铁、1.5?
3.5、钒铁1.5?2、钛铁5?7.5、低硅铁1.5?2.5、中碳锰铁4?5、铌粉I?2。据信该发明适用于高炉各种阀门及其它中碳钢、低合金钢等阀门的堆焊，具有焊前不预热，焊后无需热处理及对焊接缺陷可冷补焊无裂纹的特点。
[0008]CN1644299A(200510007159.7，燕山大学)公开了一种用于复合双金属大型齿轮(直径在4米以上)绿色再制造的堆焊焊条，该焊条药皮的化学成分为(wt%):金红石
2-4%，大理石40-50 %，萤石15-25 %，石英2_5 %，白土子3_6 %，高碳铬铁0_3 %，高碳锰铁
3-5%，硅铁1-3%,钛铁8-13%，钥铁5-7%，铈氧化物7-12%,金属镍3-5%。焊芯为H08A钢焊丝。采用的粘结剂水玻璃的模数为2.7-3.0，浓度(波美度)为48-50。据信采用该堆焊焊条可以不用焊前预热、焊后热处理对大型废旧齿轮进行堆焊再制造，堆焊金属具有较高的抗开裂性能；通过合金化作用，堆焊金属具有一定的硬度(HRC21-30)和耐磨性；同时，具有一定的可加工性。
[0009]CN101700607A (200910238116.8，北京金威)涉及深冷工程专用不锈钢焊条。它是由下述重量份配比的粉原料经混合，所述的粉原料配比:金红石38-46份；大理石12-15份；钛白粉1_3份；石英1_3份;石母4-6份；娃铁4-6份；钛铁2_4份；电解猛6_8份；金属铬3-5份；|丐溶剂1_3份；碳酸钠1_3份；冰晶石4-7份；长石6_8份；并加入粉原料总重量26 %的钾钠水玻璃，搅拌均匀，压涂于不锈钢焊芯上而成的不锈钢焊条。其焊缝金属中铁素体含量适宜，焊缝金属铁素体数FN为6-8 ;焊缝金属具有优良的-196°C低温冲击性能，焊缝金属_196°C的V型冲击功平均值为45J，完全满足工程所需。
[0010]CN103521886A(201310513814.0，武汉一冶)提供一种用于不锈钢单面焊双面成型的焊接方法，该方法包括以下步骤:I)不锈钢板坡口采用单边V型坡口，坡口角度为60°，坡口间隙为4mm ;坡口背面贴陶瓷衬垫；2)坡口正面用带药皮的自保护氩弧焊丝进行氩弧焊打底，然后焊条电弧焊填充盖面；所述氩弧焊焊接工艺参数为焊接电流125?130A，电弧电压12?14V，焊接速度14cm/min、焊接热输入量8KJ/cm ;所述焊条电弧焊的工艺参数为焊接电流150?160A，电弧电压22?24V，焊接速度8cm/min、焊接热输入量25KJ/cm，焊条烘焙制度为350°C X2h。该方法得到的焊接接头背面成型优良，焊接接头各区域具有较高的冲击韧性储备及安全富裕度。
[0011]CN101406995A(200710175679.8,中冶集团)公开了一种超低碳氮强化自保护药芯焊丝，以钢带为外皮，药芯组分为:铬粉:40?45% ;镍:12?15%;钥:1.6?3%;75硅铁:2?4% ;锰:4?6% ;铁粉:1?10% ;金红石:4?8 V0 ;萤石:3?7% ;氟化锂:1?6% ;氟化钡:5?10% ;大理石:5?8% ;碳酸钠:3?5% ;招镁合金:1?10% ;氟化钠:O?1%;钦白粉:0?2% ;铁红:0?2% ;钦铁:0?5% ;石英:0?5% ;娃石灰:0?4%。
[0012]CN101407002A (200810227693.2，中国电力)涉及T92/P92钢钨极氩弧打底焊用背面熔渣自保护药芯焊丝属于材料加工工程中的焊接领域。该发明的目的是提供一种施焊工艺简单、效率高的氩弧打底焊焊丝。该发明焊丝采用钢带包覆合金药粉，填充率35?39%，药粉的组成町％为:萤石:2?4%、金红石:22?28%、石英:5?8%、长石:2?4%、冰晶石:3?7%、碳酸钠:1?2%、金属锰:3?7%、硅铁:2?4%、镍粉:2?4%、铬粉:24?28%、钥粉:(λ 8?L 5%、钨铁:3.5?5%、钒铁:L 5?3.5%、铌铁:0.4?0.8%、硼铁:
0.2?0.4%、氮化锰:0.8?1.2%，余量铁粉。据信该发明焊丝具有焊缝背面熔渣自保护及施工工艺简单等优点。
[0013]然而这些焊丝在焊接过程中仍然会出现诸多如上文所述的问题。因此，本领域仍然期待有新的焊丝以克服现有焊丝在焊接过程中存在的问题，特别是能够实现单面焊双面成型背面免充氩气保护的焊丝，以降低打底焊时的焊接成本和难度，并克服一个或多个相关的焊接问题。
【发明内容】
[0014]本发明的目的在于提供一种单面焊双面成型背面免充氩气保护的焊丝，以降低打底焊时的焊接成本和难度。
[0015]为此，本发明第一方面提供了一种单面焊双面成型背面免充氩气保护的焊丝，其特征在于，它是由下述重量份配比的粉原料经混合，并加入粉原料总重量20?30% (例如25% )的钾钠水玻璃，搅拌均匀，压涂于焊芯上再经干燥而成；所述粉原料的重量份配比为:大理石20-40份、萤石5-19份、钛白粉1-5份、石英1_5份、硅铁2_6份、钛铁1_6份、电解锰1-4份、金红石2-30份、金属铬3-10份。
[0016]在该配比中，由于原材料控制严格，合金配比合理，使得焊丝单面焊双面成型焊接时，焊丝表面药皮会熔化形成一层薄渣渗透到工件背面对焊缝进行渣保护，焊后通过锤击，起保护作用的焊渣会完全脱落，用压缩空气或水冲的方法极易清除。工件背面成型优，保护好。焊丝操作方法、焊接设备、焊接过程稳定性均与普通TIG焊丝相同，由于熔渣对焊缝金属有净化作用，其焊缝质量还要高于TIG焊丝。
[0017]根据本发明的焊丝，其中所述焊芯是选自下列的焊丝:镍基焊丝、不锈钢焊丝、低合金钢焊丝等。将本发明药皮包裹不同材质的焊芯获得不同的焊丝，从而它们可以适用不各种不同的焊接场合。
[0018]根据本发明的其中所述焊芯的规格例如可以是Φ1.6πιπι、Φ2.0mm、Φ2.5mm和 Φ 3.2mm。
[0019]根据本发明的挥丝.其在焊接单面焊双面成型的焊接结构时，所用焊接工艺参数可以使用本领域通常的焊接工艺参数，例如可以使用通常的焊接电流(例如为50?250A，例如80?180A，例如100?150 A，例如110?140A)，例如可以使用通常的电弧电压(例如为5?25V，例如8?20V，例如10?18V，例如14?15V)。
[0020]根据本发明的焊丝，其在焊接单面焊双面成型的焊接结构时，使用Φ2.5πιπι规格的焊芯制成的焊丝所用焊接工艺参数为:焊接电流为100?150Α (例如110?140Α)，电弧电压为10-20V(例如14?15V)。以此工艺得到的典型焊缝如图1所示的照片。
[0021]根据本发明的焊丝，其中所述粉原料的重量份配比为:大理石40份、萤石5份、钛白粉5份、石英I份、硅铁6份、钛铁I份、电解锰4份、金红石2份、金属铬10份。
[0022]根据本发明的焊丝，其中所述粉原料的重量份配比为:大理石20份、萤石19份、钛白粉I份、石英5份、硅铁2份、钛铁6份、电解锰I份、金红石30份、金属铬3份。
[0023]根据本发明的焊丝，其中所述粉原料的重量份配比为:大理石40份、萤石15份、钛白粉5份、石英4份、硅铁4份、钛铁5份、电解锰3份、金红石15份、金属铬5份。
[0024]根据本发明的焊丝，其中所述粉原料的重量份配比为:大理石30份、萤石10份、钛白粉2份、石英3份、硅铁4份、钛铁3份、电解锰2份、金红石20份、金属铬5份。
[0025]根据本发明的焊丝，其中所述粉原料的重量份配比为:大理石25份、萤石15份、钛白粉4份、石英2份、硅铁3份、钛铁5份、电解锰3份、金红石25份、金属铬8份。
[0026]根据本发明的焊丝，其中所述粉原料的重量份配比为:大理石35份、萤石8份、钛白粉2份、石英4份、硅铁5份、钛铁2份、电解锰2份、金红石10份、金属铬5份。
[0027]根据本发明的焊丝，其中所述粉原料的重量份配比为:大理石30份、萤石12份、钛白粉3份、石英3份、硅铁4份、钛铁4份、电解锰2.5份、金红石16份、金属铬7份。
[0028]根据本发明的焊丝，其中所述粉原料的重量份配比为:大理石22份、萤石8份、钛白粉2.5份、石英2.5份、硅铁3份、钛铁3份、电解锰4份、金红石20份、金属铬5份。
[0029]根据本发明的焊丝，其中所述粉原料的重量份配比为:大理石28份、萤石14份、钛白粉4份、石英3份、硅铁2份、钛铁4份、电解锰3份、金红石10份、金属铬7份。
[0030]本发明的任一方面的任一实施方案，可以与其它实施方案进行组合，只要它们不会出现矛盾。此外，在本发明任一方面的任一实施方案中，任一技术特征可以适用于其它实施方案中的该技术特征，只要它们不会出现矛盾。下面对本发明作进一步的描述。
[0031]本发明所引述的所有文献，它们的全部内容通过引用并入本文，并且如果这些文献所表达的含义与本发明不一致时，以本发明的表述为准。此外，本发明使用的各种术语和短语具有本领域技术人员公知的一般含义，即便如此，本发明仍然希望在此对这些术语和短语作更详尽的说明和解释，提及的术语和短语如有与公知含义不一致的，以本发明所表述的含义为准。
[0032]在本发明中，术语“重量份”表示本发明焊丝药皮中各组份相互之间的相对量，该“重量份”绝对重量数(例如mg、g、或kg等)，亦可以是重量百分数(例如，重量％或wt%)。当然在以重量百分数(例如，重量％或计时，一个优选的实施方案是各组份之和为100%。
[0033]在本发明中，使用的各种配料是本领域公知的，例如大理石、萤石、钛白粉、石英、硅铁、钛铁、电解锰、金红石、金属铬，以及钾钠水玻璃等物料都可以直接以其上述品名从市场购得。
[0034]例如，如本发明所使用的，娃铁(Ferric silicon)是铁和娃组成的铁合金。其通常是以焦炭、钢屑、石英(或硅石)为原料，用电炉冶炼制成的铁硅合金，其中的硅含量可以在较大的范围内变化，取决于具体的型号，尽管如以选择不同的组成，但是可以通过确定本发明药芯焊丝的总化学组成而选择适宜规格的硅铁。硅铁可以从市场上容易购得，在本发明中，如未特别说明，所用的硅铁均是从市场上购得的。
[0035]例如，如本发明所使用的，钛铁(Ferro titanium)是含钛量为20% -27%的铁合金，其通常用作脱氧剂、除气剂，钛的脱氧能力大大高于硅、锰，并可减少钢锭偏析，改善钢锭质量，提高收得率。用作合金剂，是特殊钢种的主要原料，它可增大钢的强度、抗腐蚀性和稳定性。广泛用于不锈钢、工具钢等。并可改善铸铁性能，用于铸造工业以提高铸铁的耐磨性、稳定性、加工性等。钛铁又是钛钙型电焊条涂料的原料。钛铁中的钛含量可以在较大的范围内变化，取决于具体的型号，尽管如以选择不同的组成，但是可以通过确定本发明药芯焊丝的总化学组成而选择适宜规格的钛铁。钛铁可以从市场上容易购得，在本发明中，如未特别说明，所用的钛铁均是从市场上购得的。
[0036]例如，如本发明所使用的，金红石是较纯的二氧化钛，一般含二氧化钛在95%以上，是提炼钛的重要矿物原料，但在地壳中储量较少。它具有耐高温、耐低温、耐腐蚀、高强度、小比重等优异性能，被广泛用于军工航空、航天、航海、机械、化工、海水淡化等方面。金红石本身是高档电焊条必须的原料之一，也是生产金红石型钛白粉的最佳原料。
[0037]例如，如本发明所使用的，石英具有本领域公知的含义，它们都是本领域技术人员在制备焊接材料中常用的矿物原料，并且均可以容易地从市场购得。
[0038]本发明与现有技术相比，具有以下显著优点:
[0039]1、焊缝成型光滑、美观，焊接纹路清晰规整，无咬边、未焊透等焊接缺陷；
[0040]2、脱渣性能优秀，无粘渣现象；
[0041]3、焊接过程中无飞溅，电弧稳定，铁水渗透性能好，易于操作，尤其是具有优良的全位置焊接工艺性。
【专利附图】
【附图说明】
[0042]图1、2、3分别是本发明实施例1、2、3所得焊丝进行焊接结果的焊缝照片。这些照片反映了本发明焊丝焊接的效果(其显然不容易通过手工绘图的方式来描绘，而照片可以一目了解地知晓其结果)。图中显示，使用本发明焊丝，其焊接工艺性能佳，具有优良的全位置焊接工艺性，焊缝成型美观，脱渣性能优秀，具体焊缝成型如图1所示。特别是，焊缝成型光滑、美观，焊接纹路清晰、规整，无咬边、未焊透等焊接缺陷；脱渣性能优良，无粘渣现象；焊接过程中无飞溅，电弧稳定，铁水渗透性能好，容易操作，尤其是容易发挥全位置焊接工艺性。图1、2、3中，左侧的a)是焊缝正面成型图，右侧的b)是焊缝背面成型图。
【具体实施方式】
[0043]通过下面的实施例可以对本发明进行进一步的描述，然而，本发明的范围并不限于下述实施例。本领域的专业人员能够理解，在不背离本发明的精神和范围的前提下，可以对本发明进行各种变化和修饰。本发明对试验中所使用到的材料以及试验方法进行一般性和/或具体的描述。虽然为实现本发明目的所使用的许多材料和操作方法是本领域公知的，但是本发明仍然在此作尽可能详细描述。
[0044]在下文中，作为示例，使用的焊芯规格为Φ2.5mm。
[0045]实施例1:制备单面焊双面成型背面免充氩气保护的焊丝
[0046](a)以重量份计，取大理石40份、萤石5份、钛白粉5份、石英I份、硅铁6份、钛铁I份、电解锰4份、金红石2份、金属铬10份的粉料混合均匀；
[0047](b)以每100重量份的步骤(a)混合粉料计，取25重量份的钾钠水玻璃加入干粉中混合均匀，用油压机压涂于焊芯ERNiCr-3镍基焊丝上，焊丝经12小时自然晾干后，经高温烘干，得到单面焊、双面成型、背面免充氩气保护的焊丝。
[0048]使用本实施例所得焊丝进行相应母材的焊接，工艺参数为:焊接电流110?140A，电弧电压14?15V。其焊接工艺性能佳，具有优良的全位置焊接工艺性，焊缝成型美观，脱渣性能优秀，具体焊缝成型如图1所示。特别是，焊缝成型光滑、美观，焊接纹路清晰、规整，无咬边、未焊透等焊接缺陷；脱渣性能优良，无粘渣现象；焊接过程中无飞溅，电弧稳定，铁水渗透性能好，容易操作，尤其是容易发挥全位置焊接工艺性。
[0049]实施例2:制备单面焊双面成型背面免充氩气保护的焊丝
[0050](a)以重量份计，取大理石20份、萤石19份、钛白粉I份、石英5份、硅铁2份、钛铁6份、电解锰I份、金红石30份、金属铬3份的粉料混合均匀；
[0051](b)以每100重量份的步骤(a)混合粉料计，取20重量份的钾钠水玻璃加入干粉中混合均匀，用油压机压涂于焊芯ER308L不锈钢焊丝上，焊丝经12小时自然晾干后，经高温烘干，得到单面焊、双面成型、背面免充氩气保护的焊丝。
[0052]使用本实施例所得焊丝进行相应母材的焊接，工艺参数为:焊接电流110?140A，电弧电压14?15V。其焊接工艺性能佳，具有优良的全位置焊接工艺性，焊缝成型美观，脱渣性能优秀，具体焊缝成型如图2所示。特别是，焊缝成型光滑、美观，焊接纹路清晰、规整，无咬边、未焊透等焊接缺陷；脱渣性能优良，无粘渣现象；焊接过程中无飞溅，电弧稳定，铁水渗透性能好，容易操作，尤其是容易发挥全位置焊接工艺性。
[0053]比较试验例:使用市售的油脂(Taseto C0.，Ltd.)公司生产的，据称亦具有单面焊、双面成型、背面免充氩气特征的自保护焊丝，两种规格分别为TGF-308L和TGF-347，参照本发明实施例2的方法进行焊接。焊接结果与实施例2的焊丝相比，其焊接效果基本相当，但两种TGF型号产品在操作时电弧不稳定。另外经比较，本发明实施例2焊丝每公斤的价格不到上述两种市售品价格的二分之一。
[0054]实施例3:制备单面焊双面成型背面免充氩气保护的焊丝
[0055](a)以重量份计，取大理石40份、萤石15份、钛白粉5份、石英4份、硅铁4份、钛铁5份、电解猛3份、金红石15份、金属铬5份的粉料混合均勻；
[0056](b)以每100重量份的步骤(a)混合粉料计，取30重量份的钾钠水玻璃加入干粉中混合均匀，用油压机压涂于焊芯ERNiCrMo-3镍基焊丝上，焊丝经12小时自然晾干后，经高温烘干，得到单面焊、双面成型、背面免充氩气保护的焊丝。
[0057]使用本实施例所得焊丝进行相应母材的焊接，工艺参数为:焊接电流110?140A，电弧电压14?15V。其焊接工艺性能佳，具有优良的全位置焊接工艺性，焊缝成型美观，脱渣性能优秀，具体焊缝成型如图3所示。特别是，焊缝成型光滑、美观，焊接纹路清晰、规整，无咬边、未焊透等焊接缺陷；脱渣性能优良，无粘渣现象；焊接过程中无飞溅，电弧稳定，铁水渗透性能好，容易操作，尤其是容易发挥全位置焊接工艺性。
[0058]对照例1:分别参照实施例1、实施例2、实施例3的配料和方法制备焊丝，不同的仅是其中的大理石用量均改为10份；将所得焊丝同样进行焊接试验；结果，使用此焊丝焊接时，完全不能满足要求，例如焊缝成型不光滑、不美观，焊接纹路不清晰、不规整，有咬边、未焊透等焊接缺陷；脱渣性能差，有粘渣现象；焊接过程中有飞溅，电弧不稳定，铁水渗透性能不好，不容易操作，尤其是不容易发挥全位置焊接工艺性。
[0059]对照例2:分别参照实施例1、实施例2、实施例3的配料和方法制备焊丝，不同的仅是其中的大理石用量均改为5份；将所得焊丝同样进行焊接试验；结果，使用此焊丝焊接时，完全不能满足要求，例如焊缝成型不光滑、不美观，焊接纹路不清晰、不规整，有咬边、未焊透等焊接缺陷；脱渣性能差，有粘渣现象；焊接过程中有飞溅，电弧不稳定，铁水渗透性能不好，不容易操作，尤其是不容易发挥全位置焊接工艺性。
[0060]对照例3:分别参照实施例1、实施例2、实施例3的配料和方法制备焊丝，不同的仅是其中的大理石用量均改为50份；将所得焊丝同样进行焊接试验；结果，使用此焊丝焊接时，完全不能满足要求，例如焊缝成型不光滑、不美观，焊接纹路不清晰、不规整，有咬边、未焊透等焊接缺陷；脱渣性能差，有粘渣现象；焊接过程中有飞溅，电弧不稳定，铁水渗透性能不好，不容易操作，尤其是不容易发挥全位置焊接工艺性。
[0061]对照例4:分别参照实施例1、实施例2、实施例3的配料和方法制备焊丝，不同的仅是其中的大理石用量均改为60份；将所得焊丝同样进行焊接试验；结果，使用此焊丝焊接时，完全不能满足要求，例如焊缝成型不光滑、不美观，焊接纹路不清晰、不规整，有咬边、未焊透等焊接缺陷；脱渣性能差，有粘渣现象；焊接过程中有飞溅，电弧不稳定，铁水渗透性能不好，不容易操作，尤其是不容易发挥全位置焊接工艺性。由此可见，本发明焊丝药皮中仅仅是改变大理石的用量，表明大理石用理不宜过高、亦不宜过低，否则无法得到优良焊接性能的焊丝。
[0062]对照例5:分别参照实施例1、实施例2、实施例3的配料和方法制备焊丝，不同的仅是其中的金属铬用量均改为I份；将所得焊丝同样进行焊接试验；结果，使用此焊丝焊接时，完全不能满足要求，例如焊缝成型不光滑、不美观，焊接纹路不清晰、不规整，有咬边、未焊透等焊接缺陷；脱渣性能差，有粘渣现象；焊接过程中有飞溅，电弧不稳定，铁水渗透性能不好，不容易操作，尤其是不容易发挥全位置焊接工艺性。
[0063]对照例6:分别参照实施例1、实施例2、实施例3的配料和方法制备焊丝，不同的仅是其中的金属铬用量均改为2份；将所得焊丝同样进行焊接试验；结果，使用此焊丝焊接时，完全不能满足要求，例如焊缝成型不光滑、不美观，焊接纹路不清晰、不规整，有咬边、未焊透等焊接缺陷；脱渣性能差，有粘渣现象；焊接过程中有飞溅，电弧不稳定，铁水渗透性能不好，不容易操作，尤其是不容易发挥全位置焊接工艺性。
[0064]对照例7:分别参照实施例1、实施例2、实施例3的配料和方法制备焊丝，不同的仅是其中的金属铬用量均改为15份；将所得焊丝同样进行焊接试验；结果，使用此焊丝焊接时，完全不能满足要求，例如焊缝成型不光滑、不美观，焊接纹路不清晰、不规整，有咬边、未焊透等焊接缺陷；脱渣性能差，有粘渣现象；焊接过程中有飞溅，电弧不稳定，铁水渗透性能不好，不容易操作，尤其是不容易发挥全位置焊接工艺性。
[0065]对照例8:分别参照实施例1、实施例2、实施例3的配料和方法制备焊丝，不同的仅是其中的金属铬用量均改为20份；将所得焊丝同样进行焊接试验；结果，使用此焊丝焊接时，完全不能满足要求，例如焊缝成型不光滑、不美观，焊接纹路不清晰、不规整，有咬边、未焊透等焊接缺陷；脱渣性能差，有粘渣现象；焊接过程中有飞溅，电弧不稳定，铁水渗透性能不好，不容易操作，尤其是不容易发挥全位置焊接工艺性。由此可见，本发明焊丝药皮中仅仅是改变金属铬的用量，表明金属铬用量不宜过高、亦不宜过低，否则无法得到优良焊接性能的焊丝。由以上对照例1-8可见，即使是仅仅微量地改变其中个别组分的量，结果完全无法与本发明效果相比；而当组成成分种类变化(增加或减少)时，这种效果的变化将更加是无法预期的。
[0066]对照例9:使用 CN101700607B(200910238116.8)之
[0022]的方法制成焊丝。将此焊丝进行相应母材的焊接，工艺参数为:焊接电流110?140A，电弧电压14?15V，背面不充氩气。与本发明实施例1的焊丝比较，结果表明，用此焊丝焊接时，完全不能满足要求，例如焊缝成型不光滑、不美观，焊接纹路不清晰、不规整，有咬边、未焊透等焊接缺陷；脱渣性能差，有粘渣现象；焊接过程中有飞溅，电弧不稳定，铁水渗透性能不好，不容易操作，尤其是不容易发挥全位置焊接工艺性。
[0067]对照例10:使用CN101406995B(200710175679.8)之实施例1的方法制备焊丝。将此焊丝进行相应母材的焊接，工艺参数为:焊接电流110?140A，电弧电压14?15V。与本发明实施例1的焊丝比较，结果表明，用此焊丝焊接时，完全不能满足要求，例如焊缝成型不光滑、不美观，焊接纹路不清晰、不规整，有咬边、未焊透等焊接缺陷；脱渣性能差，有粘渣现象；焊接过程中有飞溅，电弧不稳定，铁水渗透性能不好，不容易操作，尤其是不容易发挥全位置焊接工艺性。
[0068]对照例11:使用CNlO 1407002B (200810227693.2)之实施例1的方法制备焊丝。将此焊丝进行相应母材的焊接，工艺参数参照该文献之
[0034]的方法。与本发明实施例1的焊丝比较，结果表明，用此焊丝焊接时，完全不能满足要求，例如焊缝成型不光滑、不美观，焊接纹路不清晰、不规整，有咬边、未焊透等焊接缺陷；脱渣性能差，有粘渣现象；焊接过程中有飞溅，电弧不稳定，铁水渗透性能不好，不容易操作，尤其是不容易发挥全位置焊接工艺性。
[0069]实施例4:制备单面焊双面成型背面免充氩气保护的焊丝
[0070](a)以重量份计，取大理石30份、萤石10份、钛白粉2份、石英3份、硅铁4份、钛铁3份、电解锰2份、金红石20份、金属铬5份的粉料混合均匀；
[0071](b)以每100重量份的步骤(a)混合粉料计，取22重量份的钾钠水玻璃加入干粉中混合均匀，用油压机压涂于焊芯H00Cr21Nil0不锈钢焊丝上，焊丝经12小时自然晾干后，经高温烘干，得到单面焊、双面成型、背面免充氩气保护的焊丝。
[0072]使用本实施例所得焊丝进行相应母材的焊接，工艺参数为:焊接电流110?140A，电弧电压14?15V。其焊接工艺性能佳，具有优良的全位置焊接工艺性，焊缝成型美观，脱渣性能优秀。特别是，焊缝成型光滑、美观，焊接纹路清晰、规整，无咬边、未焊透等焊接缺陷；脱渣性能优良，无粘渣现象；焊接过程中无飞溅，电弧稳定，铁水渗透性能好，容易操作，尤其是容易发挥全位置焊接工艺性。
[0073]实施例5:制备单面焊双面成型背面免充氩气保护的焊丝
[0074](a)以重量份计，取大理石25份、萤石15份、钛白粉4份、石英2份、硅铁3份、钛铁5份、电解猛3份、金红石25份、金属铬8份的粉料混合均勻；
[0075](b)以每100重量份的步骤(a)混合粉料计，取28重量份的钾钠水玻璃加入干粉中混合均匀，用油压机压涂于焊芯ERNiCrMo-3镍基焊丝上，焊丝经12小时自然晾干后，经高温烘干，得到单面焊、双面成型、背面免充氩气保护的焊丝。
[0076]使用本实施例所得焊丝进行相应母材的焊接，工艺参数为:焊接电流110?140A，电弧电压14?15V。其焊接工艺性能佳，具有优良的全位置焊接工艺性，焊缝成型美观，脱渣性能优秀。特别是，焊缝成型光滑、美观，焊接纹路清晰、规整，无咬边、未焊透等焊接缺陷；脱渣性能优良，无粘渣现象；焊接过程中无飞溅，电弧稳定，铁水渗透性能好，容易操作，尤其是容易发挥全位置焊接工艺性。
[0077]实施例6:制备单面焊双面成型背面免充氩气保护的焊丝
[0078](a)以重量份计，取大理石35份、萤石8份、钛白粉2份、石英4份、硅铁5份、钛铁2份、电解锰2份、金红石10份、金属铬5份的粉料混合均匀；
[0079](b)以每100重量份的步骤(a)混合粉料计，取24重量份的钾钠水玻璃加入干粉中混合均匀，用油压机压涂于焊芯EQ308L不锈钢焊丝上，焊丝经12小时自然晾干后，经高温烘干，得到单面焊、双面成型、背面免充氩气保护的焊丝。
[0080]使用本实施例所得焊丝进行相应母材的焊接，工艺参数为:焊接电流110?140A，电弧电压14?15V。其焊接工艺性能佳，具有优良的全位置焊接工艺性，焊缝成型美观，脱渣性能优秀。特别是，焊缝成型光滑、美观，焊接纹路清晰、规整，无咬边、未焊透等焊接缺陷；脱渣性能优良，无粘渣现象；焊接过程中无飞溅，电弧稳定，铁水渗透性能好，容易操作，尤其是容易发挥全位置焊接工艺性。
[0081]实施例7:制备单面焊双面成型背面免充氩气保护的焊丝
[0082](a)以重量份计，取大理石30份、萤石12份、钛白粉3份、石英3份、硅铁4份、钛铁4份、电解猛2.5份、金红石16份、金属铬7份的粉料混合均勻；
[0083](b)以每100重量份的步骤(a)混合粉料计，取26重量份的钾钠水玻璃加入干粉中混合均匀，用油压机压涂于焊芯ERNiCr-3镍基焊丝上，焊丝经12小时自然晾干后，经高温烘干，得到单面焊、双面成型、背面免充氩气保护的焊丝。
[0084]使用本实施例所得焊丝进行相应母材的焊接，工艺参数为:焊接电流110?140A，电弧电压14?15V。其焊接工艺性能佳，具有优良的全位置焊接工艺性，焊缝成型美观，脱渣性能优秀。特别是，焊缝成型光滑、美观，焊接纹路清晰、规整，无咬边、未焊透等焊接缺陷；脱渣性能优良，无粘渣现象；焊接过程中无飞溅，电弧稳定，铁水渗透性能好，容易操作，尤其是容易发挥全位置焊接工艺性。
[0085]实施例8:制备单面焊双面成型背面免充氩气保护的焊丝
[0086](a)以重量份计，取大理石22份、萤石8份、钛白粉2.5份、石英2.5份、硅铁3份、钛铁3份、电解锰4份、金红石20份、金属铬5份的粉料混合均匀；
[0087](b)以每100重量份的步骤(a)混合粉料计，取23重量份的钾钠水玻璃加入干粉中混合均匀，用油压机压涂于焊芯低合金钢焊丝上，焊丝经12小时自然晾干后，经高温烘干，得到单面焊、双面成型、背面免充氩气保护的焊丝。
[0088]使用本实施例所得焊丝进行相应母材的焊接，工艺参数为:焊接电流110?140A，电弧电压14?15V。其焊接工艺性能佳，具有优良的全位置焊接工艺性，焊缝成型美观，脱渣性能优秀。特别是，焊缝成型光滑、美观，焊接纹路清晰、规整，无咬边、未焊透等焊接缺陷；脱渣性能优良，无粘渣现象；焊接过程中无飞溅，电弧稳定，铁水渗透性能好，容易操作，尤其是容易发挥全位置焊接工艺性。
[0089]实施例9:制备单面焊双面成型背面免充氩气保护的焊丝
[0090](a)以重量份计，取大理石28份、萤石14份、钛白粉4份、石英3份、硅铁2份、钛铁4份、电解锰3份、金红石10份、金属铬7份的粉料混合均匀；
[0091](b)以每100重量份的步骤(a)混合粉料计，取27重量份的钾钠水玻璃加入干粉中混合均匀，用油压机压涂于焊芯ERNiCr-3镍基焊丝上，焊丝经12小时自然晾干后，经高温烘干，得到单面焊、双面成型、背面免充氩气保护的焊丝。
[0092]使用本实施例所得焊丝进行相应母材的焊接，工艺参数为:焊接电流110?140A，电弧电压14?15V。其焊接工艺性能佳，具有优良的全位置焊接工艺性，焊缝成型美观，脱渣性能优秀。特别是，焊缝成型光滑、美观，焊接纹路清晰、规整，无咬边、未焊透等焊接缺陷；脱渣性能优良，无粘渣现象；焊接过程中无飞溅，电弧稳定，铁水渗透性能好，容易操作，尤其是容易发挥全位置焊接工艺性。
【权利要求】
1.一种单面焊双面成型背面免充氩气保护的焊丝，其特征在于，它是由下述重量份配比的粉原料经混合，并加入粉原料总重量20?30%的钾钠水玻璃，搅拌均匀，压涂于焊芯上再经干燥而成；所述粉原料的重量份配比为:大理石20-40份、萤石5-19份、钛白粉1-5份、石英1-5份、硅铁2-6份、钛铁1-6份、电解锰1-4份、金红石2-30份、金属铬3_10份。
2.根据权利要求1的焊丝，其中所述焊芯是选自下列的焊丝:镍基焊丝、不锈钢焊丝、低合金钢焊丝等。
3.根据权利要求1的焊丝，其中所述焊芯的规格选自Φ1.6ι?πι、Φ2.0mm> Φ2.5mm和Φ 3.2mm。
4.根据权利要求1的焊丝，其在焊接单面焊双面成型的焊接结构时，所用焊接工艺参数中，焊接电流为50?250A (例如80?180A，例如100?150A，例如110?140A)。
5.根据权利要求1的焊丝，其在焊接单面焊双面成型的焊接结构时，所用焊接工艺参数中，电弧电压为5?25V (例如8?20V，例如10?18V，例如14?15V)。
6.根据权利要求1的焊丝，其在焊接单面焊双面成型的焊接结构时，使用Φ2.5mm规格的焊芯制成的焊丝所用焊接工艺参数为:焊接电流为100?150V (例如110?140A)，电弧电压为10-20V (例如14?15V)。
7.根据权利要求1的焊丝，其中所述粉原料的重量份配比为:大理石40份、萤石5份、钛白粉5份、石英I份、硅铁6份、钛铁I份、电解锰4份、金红石2份、金属铬10份。
8.根据权利要求1的焊丝，其中所述粉原料的重量份配比为:大理石20份、萤石19份、钛白粉I份、石英5份、硅铁2份、钛铁6份、电解锰I份、金红石30份、金属铬3份。
9.根据权利要求1的焊丝，其中所述粉原料的重量份配比为:大理石40份、萤石15份、钛白粉5份、石英4份、硅铁4份、钛铁5份、电解锰3份、金红石15份、金属铬5份。
10.根据权利要求1的焊丝，其中 所述粉原料的重量份配比为:大理石30份、萤石10份、钛白粉2份、石英3份、硅铁4份、钛铁3份、电解锰2份、金红石20份、金属铬5份；或者 所述粉原料的重量份配比为:大理石25份、萤石15份、钛白粉4份、石英2份、硅铁3份、钛铁5份、电解猛3份、金红石25份、金属铬8份；或者 所述粉原料的重量份配比为:大理石35份、萤石8份、钛白粉2份、石英4份、硅铁5份、钛铁2份、电解锰2份、金红石10份、金属铬5份；或者 所述粉原料的重量份配比为:大理石30份、萤石12份、钛白粉3份、石英3份、硅铁4份、钛铁4份、电解猛2.5份、金红石16份、金属铬7份；或者 所述粉原料的重量份配比为:大理石22份、萤石8份、钛白粉2.5份、石英2.5份、硅铁3份、钛铁3份、电解锰4份、金红石20份、金属铬5份；或者 所述粉原料的重量份配比为:大理石28份、萤石14份、钛白粉4份、石英3份、硅铁2份、钛铁4份、电解锰3份、金红石10份、金属铬7份。
【文档编号】B23K35/365GK104191110SQ201410433256
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月28日 优先权日:2014年8月28日
【发明者】王士山, 董海青, 王卫东, 王磊, 李伟, 卢兰志, 王学东 申请人:北京金威焊材有限公司, 中冶建筑研究总院有限公司