大线能量气电立焊药芯焊丝及其制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种大线能量气电立焊药芯焊丝及其制备方法。该焊丝主要由还原铁粉、锰硅合金、稀土硅、镍粉、氟化物、镁砂、45硅铁、铝镁粉、钼铁、硼铁、钛铁为原料制备而成。本发明所述焊丝采用金属渣系配方，在药芯配方中适当增加Al、Mg含量,一方面提高了药芯的脱氧能力，减少了焊缝表面FeO含量，另一方面增加了渣的松脆度，提高焊缝脱渣的作用。通过在药芯焊丝中加入少量Ni、Mo、Ti、B等元素及合理配比，用B来抑制先共析铁素体，有效改善和提高了熔敷金属的冲击韧性，同时保持电弧的连续性和稳定性，满足厚板焊接时的焊接效率和熔敷金属性能，焊缝金属熔渣覆盖均匀，焊缝成型良好。
【专利说明】大线能量气电立焊药芯焊丝及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于焊接【技术领域】，涉及一种气电立焊焊接材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 目前我国已经成为世界级钢铁产量大国，我国冶金高炉的建设和改造扩建规模已 经越来越大，高炉的体积从过去的几百立方米到现在的几千立方米，炉体的钢板也越来越 厚，直接导致焊接的工作量的增大。而且大型厚船板的焊接也相当耗时耗力。我国传统的 冶金建设施工均采用焊条电弧焊或CO 2半自动焊，劳动强度很大，而且远远满足不了施工进 度和建设质量的要求。气电立焊药芯焊丝被广泛用于大型中厚板的焊接，而传统气电立焊 药芯焊丝在大电流电压条件下焊接时会出现气孔、裂纹、夹渣、焊缝及热影响区金属组织粗 大等缺陷，满足不了大型厚板的大线能量焊接效果。
【发明内容】
[0003] 为了克服现有技术的不足，本发明提供一种大线能量气电立焊药芯焊丝及其制备 方法。
[0004] 本发明所述大线能量气电立焊药芯焊丝，主要由以下重量份数的原材料制备而 成：还原铁粉20-26份，锰硅合金15-21份，稀土硅0. 1-0. 5份，镍粉0. 45-2份，氟化物 1. 3-2. 6份，镁砂2-5份，45硅铁2-3份，铝镁粉3-6份，钥铁1. 0-2. 3份，硼铁0. 3-0. 8份， 钛铁1-4份。
[0005] 优选的，所述焊丝，主要由以下重量份数的原材料制备而成：还原铁粉 FHT100. 25 :20-26 份，锰硅合金 FeMn64Sil8 :15-21 份，稀土硅 0. 1-0. 5 份，镍粉 0. 45-2 份， 氟化钠1. 3-2. 6份，镁砂2-5份，45硅铁2-3份，铝镁粉3-6份，钥铁FeMo55 :1. 0-2. 3份， 硼铁 〇. 3-0. 8 份，钛铁 FeTi30 :1-4 份。
[0006] 进一步优选的，所述氟化物为氟化钠。
[0007] 传统的药芯焊丝配方中使用氟化钙，氟化钙是一种常用的脱氢物，但其含量较多 时，对稳弧不利，飞溅增多，渣的粘度降低，影响立焊位置焊接。本发明优选氟化钠，除了脱 氢之外对稳弧起到较好的作用。此外，氟化钠还是一种稀渣剂，适量的氟化钠可降低熔渣粘 度,改善熔渣物化性能,并有利于脱渣。
[0008] 本发明所述焊丝的制备方法，主要包括如下步骤： (1) 取各原料，分别称重后混合、充分搅拌，烘干，得配方药粉待用； (2) 钢带纵剪，然后超声波清洗、烘干、轧U型槽，将步骤（1)所述药粉加入U型槽中，然 后闭合、减径、拉丝、收线，即得所述焊丝。
[0009] 根据本发明实施方式之一，所述焊丝中药粉填充系数为20±0. 5%。
[0010] 焊丝中提高药粉的填充系数后，焊丝飞溅降低，熔敷率高，大大提高了焊接效率， 相比普通药芯焊丝熔覆率（85%)提高5%以上。
[0011] 根据本发明另一实施方式，所述步骤（2)中拉丝步骤前还包括抛光、涂金属化合物 润滑步骤。
[0012] 本发明所述焊丝采用金属渣系配方，在药芯配方中适当增加 Al、Mg含量，一方面 提高了药芯的脱氧能力，减少了焊缝表面FeO含量，另一方面增加了渣的松脆度，提高焊缝 脱渣的作用。通过在药芯焊丝中加入少量Ni、Mo、Ti、B等元素及合理配比，用B来抑制先 共析铁素体，有效改善和提高了熔敷金属的冲击韧性，同时保持电弧的连续性和稳定性，满 足厚板焊接时的焊接效率和熔敷金属性能，焊缝金属熔渣覆盖均匀，焊缝成型良好。本发明 所述焊丝适用于大电流焊接要求的厚板焊接，可实现单面焊双面一次成形，焊接效率高，焊 接速度快。
【具体实施方式】
[0013] 实施例1 (1) 取还原铁粉22kg，猛娃合金18 kg,稀土娃0. 4kg，镍粉lkg，氟化钠 I. 5kg，镁砂3kg， 45硅铁2kg，铝镁粉5kg，钥铁I. 8kg，硼铁0. 5kg，钛铁3kg，分别称重后混合、充分搅拌，烘 干，得配方药粉待用； (2) 钢带纵剪，然后超声波清洗、烘干、乳U型槽，将步骤（1)得到的配方药粉加入U型 槽中，然后闭合、减径、拉丝、收线，即得所述焊丝。
[0014] 实施例2 (1) 取还原铁粉 FHT100. 25 :20kg，锰硅合金 FeMn64Sil8 :21kg，稀土硅 0. lkg，镍粉 2kg，氟化钠 I. 3kg，镁砂2kg，45硅铁2kg，铝镁粉6kg，钥铁FeMo55 :2. 3kg，硼铁0. 8kg，钛 铁FeTi30 :4kg，分别称重后混合、充分搅拌，烘干，得配方药粉待用； (2) 钢带纵剪，然后超声波清洗、烘干、乳U型槽，将步骤（1)得到的配方药粉加入U型 槽中，填充系数为20±0. 5%。然后闭合、减径、抛光、涂金属化合物润滑、拉丝、收线，即得所 述焊丝。
[0015] 实施例3 (1) 取还原铁粉 FHT100. 25 :26kg，锰硅合金 FeMn64Sil8 :15kg，稀土硅 0. 5kg，镍粉 0. 45kg，氟化钠 2. 6kg，镁砂 5kg，45 硅铁 3kg，铝镁粉 3kg，钥铁 FeMo55 : lkg，硼铁 0. 3kg， 钛铁FeTi30 :1kg，分别称重后混合、充分搅拌，烘干，得配方药粉待用； (2) 钢带纵剪，然后超声波清洗、烘干、乳U型槽，将步骤（1)得到的配方药粉加入U型 槽中，填充系数为20±0. 5%。然后闭合、减径、抛光、涂金属化合物润滑、拉丝、收线，即得所 述焊丝。
[0016] 试验例 将实施例制备得到的焊丝与市场上购买得到的普通药芯焊丝机械性能对比，测试结果 如下：
【权利要求】
1. 一种大线能量气电立焊药芯焊丝，其特征在于，主要由以下重量份数的原材料制备 而成：还原铁粉20-26份，锰硅合金15-21份，稀土硅0. 1-0. 5份，镍粉0. 45-2份，氟化物 1. 3-2. 6份，镁砂2-5份，45硅铁2-3份，铝镁粉3-6份，钥铁1. 0-2. 3份，硼铁0. 3-0. 8份， 钛铁1-4份。
2. 如权利要求1所述焊丝，其特征在于，主要由以下重量份数的原材料制备而成：还原 铁粉FHT100. 25 :20-26份，锰硅合金FeMn64Sil8 :15-21 份，稀土硅0. 1-0. 5份，镍粉0. 45-2 份，氟化钠 1. 3-2. 6份，镁砂2-5份，45硅铁2-3份，铝镁粉3-6份，钥铁FeMo55 :1. 0-2. 3 份，硼铁0. 3-0. 8份，钛铁FeTi30 :1-4份。
3. 如权利要求2所述焊丝，其特征在于，所述氟化物为氟化钠。
4. 如权利要求1-3任一项所述焊丝的制备方法，其特征在于，主要包括如下步骤： (1) 取各原料，分别称重后混合、充分搅拌，烘干，得配方药粉待用； (2) 钢带纵剪，然后超声波清洗、烘干、轧U型槽，将步骤（1)所述药粉加入U型槽中，然 后闭合、减径、拉丝、收线，即得所述焊丝。
5. 如权利要求4所述焊丝的制备方法，其特征在于，所述焊丝中药粉填充系数为 20 ±0. 5%。
6. 如权利要求4所述焊丝的制备方法，其特征在于，所述步骤（2)中拉丝步骤前还包括 抛光、涂金属化合物润滑步骤。
【文档编号】B23K35/40GK104259688SQ201410479321
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月17日 优先权日:2014年9月17日
【发明者】孟波, 王瑞刚, 张丽生, 乔吉春 申请人:山东聚力焊接材料有限公司