低氢高韧性酸性药芯焊丝制造技术

本发明专利技术提出了一种低氢高韧性酸性药芯焊丝，包括低碳钢外皮和药芯，按照重量百分数计算，以药芯总重量为基准，所述药芯的组分为：萤石3～7％、二氧化钛5～10％、石墨3～6％、钼铁粉1～3％、硅锰合金15～30％、二氧化硅10～15％、镍6～10％、氧化铝2～6％、氧化锰2～6％，余量为铁粉；所述药芯的填充率为30～40％。该药芯焊丝电弧稳定性好、飞溅少、烟尘小、脱渣容易，具有高韧性、低含氢量特点。

Low hydrogen and high toughness acid flux cored wire

The invention provides a low hydrogen high toughness acid flux cored wire, including low carbon steel sheath and cored, calculated according to the weight percentage, the total weight of said medicine core, the medicine core components are: 3, 5 ~ 7% fluorite TiO2 ~ 10%, 3 ~ 6%, graphite molybdenum powder 1 ~ 3%, silicon manganese alloy 15 ~ 30%, 10 ~ 15%, silica nickel 6 ~ 10%, 2 ~ 6% aluminum oxide and manganese oxide from 2 to 6%, the balance of the cored iron powder; filling rate is 30 ~ 40%. The flux cored wire has the advantages of good arc stability, little splash, small smoke and easy slag removal, and has the characteristics of high toughness and low hydrogen content.

【技术实现步骤摘要】
低氢高韧性酸性药芯焊丝
本专利技术属于焊接材料
，具体涉及一种低氢高韧性酸性药芯焊丝。
技术介绍
药芯焊丝一般分为酸性、碱性、金属粉型和自保护型四种基本类型。其中酸性药芯焊丝主要是用金红石、硅铝酸盐进行造渣，属于TiO2-SiO2渣系。其焊接工艺性能优异，溶渣的流动性好，凝固温度范围很小，“具有短渣”的特性，适用于全位置焊接。由于酸性药芯焊丝的药粉中含有大量的金红石，硅铝酸盐或其它的酸性氧化物，会使电弧稳定性提高，使电弧柔软，同时，也会使液态金属与溶渣的界面张力降低，促使熔滴颗粒变小，易形成喷射过渡。但其存在的一个很大的问题就是焊缝金属的低温冲击韧性较差，因而限制了它在重要结构焊接方面的应用。为此，人们又研制出钛钙型药芯焊丝，即在药粉中加入多量的碱性氧化物，提高溶渣的碱度，这样使焊缝金属的低温冲击韧性得到了一定改善；但随之产生的问题是由于溶渣流动性过大，熔滴过渡形式由细颗粒过渡变为粗颗粒过渡，使焊接工艺性能恶化。因而钛钙型药芯焊丝的应用范围也受到一定限制。目前，现有酸性药芯焊丝的特点是焊接工艺性能良好，但低温冲击韧性较差，其冲击功标准值Akv≥27J(-20℃)，扩散氢含量一般为2～14ml/100g。随着工业装备向高强度、高韧性和超低氢发展，迫切需要一种焊接工艺优良、高韧性、含氢量低的酸性药芯焊丝，但目前尚未见到有此类产品技术。
技术实现思路
本专利技术提出一种低氢高韧性酸性药芯焊丝，该药芯焊丝电弧稳定性好、飞溅少、烟尘小、脱渣容易，具有高韧性、低含氢量特点。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种低氢高韧性酸性药芯焊丝，包括低碳钢外皮和药芯，按照重量百分数计算，以药芯总重量为基准，所述药芯的组分为：萤石3～7％、二氧化钛5～10％、石墨3～6％、钼铁粉1～3％、硅锰合金15～30％、二氧化硅10～15％、镍6～10％、氧化铝2～6％、氧化锰2～6％，余量为铁粉；所述药芯的填充率为30～40％。进一步，所述锰硅合金中锰的含量为65～75％。进一步，按照重量百分数计算，以药芯总重量为基准，所述药芯的组分为：萤石4％、二氧化钛7％、石墨5％、钼铁粉2％、硅锰合金22％、二氧化硅12％、镍8％、氧化铝4％、氧化锰5％，余量为铁粉；所述药芯的填充率为32～38％。进一步，按照重量百分数计算，以药芯总重量为基准，所述药芯的组分为：萤石7％、二氧化钛5％、石墨6％、钼铁粉1％、硅锰合金16％、二氧化硅10％、镍10％、氧化铝6％、氧化锰6％，余量为铁粉。进一步，按照重量百分数计算，以药芯总重量为基准，所述药芯的组分为：萤石3％、二氧化钛10％、石墨5％、钼铁粉3％、硅锰合金28％、二氧化硅15％、镍6％、氧化铝2％、氧化锰2％，余量为铁粉。进一步，药芯焊丝的直径为1.6mm。进一步地，所述低碳钢外皮包括以下组分，以全部焊丝的重量百分比计，分别为：C：0.01-0.10％；Mn：0.1-0.4％；Si：0.01-0.03％；S：0.005-0.015％；P：0.005-0.015％；余量为铁。二氧化钛：主要作用是稳弧、造渣，调整熔渣物理性能，改善焊缝成型和减少飞溅。若含量过低，则不易形成短渣，对立、横位置焊不利；若含量太高，则明显影响综合力学性能。钼铁：钼细化焊缝金属晶粒尺寸，能显著提高焊缝金属强度，但过高会影响焊缝金属韧性。为了控制过渡到焊缝金属的钼含量，主要来源于钼铁。Mo能显著提高焊缝金属强度，主要来源于钼铁。钼铁占焊丝总重量的0.1～0.3％。但大于0.3％会影响焊缝金属韧性，小于0.1％时对其强度影响不大。铁粉：药芯中加入铁粉可提高焊接效率和提供少量的氧用于稳弧，为了保证高的熔敷效率、主要来源于还原铁粉或雾化铁粉。SiO2是一种酸性物质，降低了碱度，能影响抗气孔能力，SiO2参与造渣，调整渣的凝固点、表面张力及熔渣高温粘度，对焊缝成形的控制非常重要。氧化铝是高熔点物质，在配方中使用，提高熔渣表面张力的提高熔渣温度，起到改善焊缝成型起着稳弧、造渣的作用。氧化锰，在配方中使用，提高熔渣表面张力的提高熔渣温度，起到改善焊缝成型起着稳弧、造渣的作用。本专利技术的有益效果：1、本专利技术的低氢高韧性酸性药芯焊丝，其焊接工艺性能良好，电弧稳定性好、飞溅少、烟尘小、脱渣容易、焊缝正反面成型好，再引弧性能良好，完全满足气电立焊的高需求标准。2、具有优良焊接工艺性能。保证焊缝具有高强度、高韧性、扩散氢含量低(甘油法平均值1.13ml/100g；水银法平均值5.8ml/100g)。3、焊丝具有良好的力学性能，熔敷金属韧性良好，抗拉强度大于650MPa，延伸率大于30％，-20℃冲击吸收能量达到80J。具体实施方式实施例1一种低氢高韧性酸性药芯焊丝，包括低碳钢外皮和药芯，按照重量百分数计算，以药芯总重量为基准，所述药芯的组分为：萤石4％、二氧化钛7％、石墨5％、钼铁粉2％、硅锰合金22％、二氧化硅12％、镍8％、氧化铝4％、氧化锰5％，余量为铁粉；所述药芯的填充率为36％。本实施例焊接参数：I＝340-350A、U＝32-33V、气体流量25L/min、采用CO2气体保护，CO2气体纯度99.98％以上，其焊丝熔敷金属化学成分见表1，熔敷金属力学性能见表2：表1熔敷金属化学成分(wt％)CMnSiSPNiMo0.0731.330.320.00820.0150.0150.13表2熔敷金属力学性能抗拉强度(MPa)屈服点(MPa)延伸率(％)-20℃冲击功(J)6524823286实施例2一种低氢高韧性酸性药芯焊丝，包括低碳钢外皮和药芯，按照重量百分数计算，以药芯总重量为基准，所述药芯的组分为：萤石7％、二氧化钛5％、石墨6％、钼铁粉1％、硅锰合金16％、二氧化硅10％、镍10％、氧化铝6％、氧化锰6％，余量为铁粉；所述药芯的填充率为31％。其余与实施例1相同，其焊丝熔敷金属化学成分见表3，熔敷金属力学性能见表4：表3熔敷金属化学成分(wt％)CMnSiSPNiMo0.0821.360.280.00820.0110.0140.13表2熔敷金属力学性能抗拉强度(MPa)屈服点(MPa)延伸率(％)-20℃冲击功(J)6634873582实施例3一种低氢高韧性酸性药芯焊丝，包括低碳钢外皮和药芯，按照重量百分数计算，以药芯总重量为基准，所述药芯的组分为：萤石3％、二氧化钛10％、石墨5％、钼铁粉3％、硅锰合金28％、二氧化硅15％、镍6％、氧化铝2％、氧化锰2％，余量为铁粉；所述药芯的填充率为40％。其余与实施例1相同，其焊丝熔敷金属化学成分见表5，熔敷金属力学性能见表6：表5熔敷金属化学成分(wt％)CMnSiSPNiMo0.0841.320.280.00810.0110.0130.12表6熔敷金属力学性能以上所述仅为本专利技术的较佳实施例而已，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低氢高韧性酸性药芯焊丝，包括低碳钢外皮和药芯，其特征在于，按照重量百分数计算，以药芯总重量为基准，所述药芯的组分为：萤石3～7％、二氧化钛5～10％、石墨3～6％、钼铁粉1～3％、硅锰合金15～30％、二氧化硅10～15％、镍6～10％、氧化铝2～6％、氧化锰2～6％，余量为铁粉；所述药芯的填充率为30～40％。

【技术特征摘要】
1.一种低氢高韧性酸性药芯焊丝，包括低碳钢外皮和药芯，其特征在于，按照重量百分数计算，以药芯总重量为基准，所述药芯的组分为：萤石3～7％、二氧化钛5～10％、石墨3～6％、钼铁粉1～3％、硅锰合金15～30％、二氧化硅10～15％、镍6～10％、氧化铝2～6％、氧化锰2～6％，余量为铁粉；所述药芯的填充率为30～40％。2.根据权利要求1所述的低氢高韧性酸性药芯焊丝，其特征在于，所述锰硅合金中锰的含量为65～75％。3.根据权利要求1或2所述的低氢高韧性酸性药芯焊丝，其特征在于，按照重量百分数计算，以药芯总重量为基准，所述药芯的组分为：萤石4％、二氧化钛7％、石墨5％、钼铁粉2％、硅锰合金22％、二氧化硅12％、镍8％、氧化铝...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹立兵，
申请(专利权)人：安徽华众焊业有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34