一种结构钢焊接用碱性药芯焊丝制造技术

本发明专利技术提供了一种结构钢焊接用碱性药芯焊丝，由冷轧低碳钢带包覆药芯粉，药芯粉占焊丝总质量的24%-30%，其药芯粉包括以下质量百分比的物质：30%-40%的钢渣，18%-26%的萤石，1%-5%的石英砂，1%-8%的金红石，3%-9%的氟硅酸钠，1%-3%的铝镁合金，5%-10%的电解锰，2%-5%的75#硅铁，4%-10%的镍粉，2%-5%的钼铁，0.2%-0.5%的铌铁，余量为FHY100.25焊接材料专用铁粉。所述药芯焊丝采用钢厂钢渣替代常规药芯矿物粉中的大理石和氧化镁，与传统碱性药芯焊丝相比，所述药芯焊丝具有飞溅小、烟尘少、焊缝成型好、易于脱渣、抗裂性强等特点。利用钢厂钢渣生产药芯焊丝，有利于保护生态环境，具有良好的经济效益和社会效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及焊丝，特别是一种结构钢焊接用碱性药芯焊丝。
技术介绍
结构钢是指符合特定强度和可成形性等级的钢，一般分为：合金结构钢、碳素结构 钢、低合金结构钢、耐热结构钢等，由于其强度上的原因，焊接时对焊丝的要求比较高，随着 科技的发展，药芯焊丝应运而生。 药芯焊丝是很有发展前途的新型焊接材料。药芯焊丝可用于碳钢、低合金结构钢、 耐热钢、高强度钢以及硬面耐磨钢材等的焊接。目前国内药芯焊丝品种主要分为酸性药芯 焊丝和碱性药性焊丝。和酸性药芯焊丝相比，碱性焊接材料具有低氢、高韧性、高抗裂性和 优异的力学性能等优点，重要结构的焊接一般首选碱性焊丝。现有的结构钢焊接用碱性药 芯焊丝用药芯粉都是由矿物粉和合金粉组成，由于组分上存在的问题，其中的矿物粉要加 入大理石，氧化镁等碱性物质。该类药芯焊丝有许多不足：如，熔滴呈粗颗粒过渡，不能实现 准喷射过渡，施焊过程中飞溅大；当氧化镁加入过多会使焊缝变窄和焊道成凸型焊缝通常 呈凸型。并且由于渣的流动性太大，而不易实现全位置焊接。实际生产中为了保证焊接质 量，通常会减少大理石加入量，但这样将同时降低渣的碱性，使焊缝抗裂性差。严重影响碱 性药芯焊丝发展和应用。 现虽有专利申请号为201210101538. 2的"一种以高钛渣为药粉主要原料制备的 药芯焊丝"，该项专利技术仍属于酸性药芯范畴，虽能改善熔敷金属的力学性能，节约药芯焊丝 的成本，但仍不能满足结构钢焊接的实际需要。 钢渣是一种工业固体废物。炼钢排出的渣，依炉型分为转炉渣、平炉渣、电炉渣。排 出量约为粗钢产量的15%_20%。我国历年来累积钢渣堆弃量超过上亿吨，侵占农田1300km2以上，大部分钢渣作为废物抛弃，占用土地，污染环境。解决钢渣污染问题的最佳的方法是 开发钢渣的综合利用，变废为宝。钢渣主要由钙、铁、硅、镁和少量铝、锰、磷等的复合化合物 组成，其熔点相对纯大理石、氧化镁等氧化物的熔点更低，因此以钢渣做为一种药芯焊丝的 主要组分，开发一种工艺性能好、力学性能优良且低成本的碱性药芯焊丝至今未见有公开 报导。
技术实现思路
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本专利技术之目的就是提供一种结构钢焊接 用碱性药芯焊丝，可有效解决结构钢焊接对碱性药芯焊丝的需要问题。 本专利技术解决的技术方案是，该药芯焊丝是由SPCC低碳钢带包覆药芯粉经过轧制 或轧-拔制成，药芯占药芯焊丝质量的24%_30%，所述的药芯是由重量百分比计的：钢渣 30%-40%、萤石18%-26%、石英砂1%-5%、金红石1%-8%、氟硅酸钠3%-9%、铝镁合金1%-3%、电 解锰粉5%-10%、75#硅铁粉2%-5%、镍粉4%-10%、钥铁粉2%-5%、铌铁粉0. 2%-0. 5%和余量为 FHY100. 25焊接材料专用铁粉混合均匀组成； 所述钢渣为炼钢排出的渣，为工业固体废物，其化学成分质量百分比为SiO2: I. 5%-3. 0%、Al203:32%-36%、Mg0 :8%-12%、Ca0 :49%-52%、Fe0 :0· 3%-0· 5%、Mn0 :0· 5%-1· 5% 和 S, P ^ 0. 03% ； 所述萤石成分为CaF2S 96%，S、P 0. 01%，余量为杂质； 所述石英砂成分为Si02>99. 5%，S、P :〈0. 02%，余量为杂质； 所述金红石成分为TiO2: > 96%，S、P :〈0. 03%，余量为杂质； 所述铝镁合金粉中含Al为49. 66%，，活性金属Al+Mg>98% ; 所述电解锰粉纯度为Mn>99. 5% ; 所述 75# 硅铁，其中 Si : 73%-76%，C :〈0· 15%，S、P :〈0· 03% ; 所述镍粉纯度为Ni :彡99. 5% ; 所述钥铁粉，其中Mo :60%-65%，C :〈0. 05%，S、P :〈0. 05%，其余为铁及杂质； 所述铌铁粉，其中Nb: 50%-60%，C :〈0. 03%，S、P :〈0. 03%，其余为铁及杂质。 所述的钢带为：厚度为0.35-0. 50mm，宽度为10-12 mm的SPCC钢带，材质： C:彡 0· 05%, Si :彡 0· 025%, Μη:0· 15-0. 25%, S, P:彡 0· 02% ;抗拉强度：280-350MPa,伸长 率：彡35%。 所述的结构钢焊接用碱性药芯焊丝直径为：Φ 12-16mm。 所述药芯焊丝使用过程中采用〇)2气体保护，且CO2气体纯度为：CO 2>99. 5%， H2CKO. 3%。 所述药芯焊丝用于焊接屈服强度为550MPa级的钢板。 本专利技术碱性药芯焊丝不仅具有优异的抗拉强度和冲击伸性能，同时极大地改善了 焊接工艺性能，能很好地应用在工业生产中，而且可节约生产成本，实现废物利用，减少环 境污染，经济和社会效益巨大。【具体实施方式】 以下结合实施例对本专利技术的【具体实施方式】作详细说明。 本专利技术在具体实施中，可由以下实施例给出。 实施例1 本专利技术结构钢焊接用碱性药芯焊丝在具体实施中，该药芯焊丝是由低碳钢带和药芯构 成，首先选用宽度为1〇_，厚度为〇. 35mm的SPCC低碳钢带，通过成型机压制成U型；然后 将药芯填充到U型槽中，药芯占药芯焊丝质量的24% ;再将U型槽开口处合口形成0型，从 而使药芯包裹其中，经拉丝机逐道拉拔、减径，得到Φ1. 2mm的焊丝，即本专利技术的结构钢焊 接用碱性药芯焊丝； 所述的药芯是由重量百分比计的：钢渣30%、萤石19%、金红石1%、石英砂2%、氟硅酸钠 8%、铝镁合金1%、电解锰粉5%、75#硅铁粉2%、镍粉5%、钥铁粉3. 5%、铌铁粉0. 3%和余量为 FHY100. 25焊接材料专用铁粉混合均匀组成。 实施例2 本专利技术结构钢焊接用碱性药芯焊丝在具体实施中，该药芯焊丝是由低碳钢带和药芯构 成，首先选用宽度为l〇mm，厚度为〇· 5mm的SPCC低碳钢带，通过成型机压制成U型；然后将 药芯填充到U型槽中，药芯占药芯焊丝质量的27% ;再将U型槽开口处合口形成0型，从而 使药芯包裹其中，经拉丝机逐道拉拔、减径，得到Φ1. 6mm的焊丝，即本专利技术的结构钢焊接 用碱性药芯焊丝； 所述的药芯是由重量百分比计的：钢渣32%、萤石20%、金红石3%、石英砂3%、氟硅酸钠 5%、铝镁合金2%、电解锰粉8%、75#硅铁粉3%、镍粉6%、钥铁粉4%、铌铁粉0. 5%和余量为 FHY100. 25焊接材料专用铁粉混合均匀组成。 实施例3 本专利技术结构钢焊接用碱性药芯焊丝在具体实施中，该药芯焊丝是由低碳钢带和药芯构 成，首先选用宽度为12 _，厚度为0.35_的SPCC低碳钢带，通过成型机压制成U型；然后 将药芯填充到U型槽中，药芯占药芯焊丝质量的28% ;再将U型槽开口处合口形成0型，从 而使药芯包裹其中，经拉丝机逐道拉拔、减径，得到Φ1. 4mm的焊丝，即本专利技术的结构钢焊 接用碱性药芯焊丝； 所述的药芯是由重量百分比计的：钢渣34%、萤石23%、金红石当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种结构钢焊接用碱性药芯焊丝，该药芯焊丝是由冷轧低碳钢带包覆药芯粉经过轧制或轧‑拔制成，其特征在于，药芯占药芯焊丝质量的24%‑30%，所述的药芯是由重量百分比计的：钢渣30%‑40%、萤石18%‑26%、石英砂1%‑5%、金红石1%‑8%、氟硅酸钠3%‑9%、铝镁合金1%‑3%、电解锰粉5%‑10%、75#硅铁粉2%‑5%、镍粉4%‑10%、钼铁粉2%‑5%、铌铁粉0.2%‑0.5%和余量为FHY100.25焊接材料专用铁粉混合均匀组成；所述钢渣为炼钢排出的渣，为工业固体废物，其化学成分质量百分比为SiO2：1.5%‑3.0%、Al2O3：32%‑36%、MgO：8%‑12%、CaO：49%‑52%、FeO：0.3%‑0.5%、MnO：0.5%‑1.5%和S,P≤0.03%；所述萤石成分为CaF2≥96%，S、P：≤0.01%，余量为杂质；所述石英砂成分为SiO2>99.5%，S、P：<0.02%，余量为杂质；所述金红石成分为TiO2：≥96%，S、P：<0.03%，余量为杂质；所述氟硅酸钠为:工业级；所述铝镁合金粉中含Al为49.66%，，活性金属Al+Mg>;98%；所述电解锰粉纯度为Mn>99.5%；所述75#硅铁，其中Si: 73%‑76%，C：<0.15%，S、P：<0.03%；所述镍粉纯度为Ni：≥99.5%；所述钼铁粉, 其中Mo：60%‑65%，C：<0.05%，S、P：<0.05%，其余为铁及杂质；所述铌铁粉，其中Nb: 50%‑60%，C：<0.03%，S、P：<0.03%，其余为铁及杂质。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李国立，冯纪东，李晓婧，余培，王文峰，陈光，刘浩，李宗骧，
申请(专利权)人：郑州华威焊业有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41