一种高强韧性焊丝及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高强韧性焊丝及其制备方法,所述高强韧性焊丝由以下质量份数的原料制成：碳200‑250份、硅锰合金200‑300份、钛铁合金20‑34份、硅铁合金100‑150份、镧50‑60份、锶6‑15份、镍100‑250份、铈100‑350份、钼份100‑150、银1‑5份、锡0.5‑1份、锆10‑30份、铝矾土20‑30份、磷1‑4份、硫0.5‑1份、铁1500‑2000份。本发明专利技术，通过在该焊丝中加入硅锰合金，能够有效的降低熔敷金属固态相变温度，提高熔敷金属强度及低温冲击韧性，通过加入钛铁合金，钛在熔敷金属中与锆一起形成的非金属氧化夹杂物，能够有效的细化晶粒提高该焊丝的韧性，在焊丝中使用大量的合金粉料，可以使焊丝在焊接过程中提高其强度及韧性，同时能够提高其耐腐蚀性，同时在低温条件下能够使焊缝处的熔敷金属具有较高的韧性。

A kind of high strength and toughness welding wire and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种高强韧性焊丝及其制备方法
本专利技术涉及焊丝材料
，具体为一种高强韧性焊丝及其制备方法。
技术介绍
焊接材料是指焊接时所消耗材料的通称，例如焊条、焊丝、金属粉末、焊剂、气体等。焊接行业发展迅速，主要分为氩焊、CO2焊接、氧切割、电焊。焊丝属于焊接加工常见的焊接材料，焊丝是作为填充金属或同时作为导电用的金属丝焊接材料。在气焊和钨极气体保护电弧焊时，焊丝用作填充金属；在埋弧焊、电渣焊和其他熔化极气体保护电弧焊时，焊丝既是填充金属，同时焊丝也是导电电极，焊丝分为轧制类、铸造类和药芯类，大多数焊丝属于轧制类，包括碳钢焊丝、低合金结构钢焊丝、合金结构钢焊丝、不锈钢焊丝和有色金属焊丝等，有些合金，如钴铬钨合金，不能锻、轧和拔丝，而用铸造方法制成。它主要用于工件表面的手工堆焊，以满足如抗氧化、耐磨损和高温下耐腐蚀等特殊性能要求，这一类为铸造类，药芯类是用薄钢带卷成圆形或异形钢管，内填一定成分的药粉，经拉制成的有缝药芯焊丝，或用钢管填满药粉拉制成的无缝药芯焊丝。用这种焊丝焊接熔敷效率高，对钢材适应性好，试制周期短，因而它的使用量和使用范围不断扩大。这种焊丝主要用于二氧化碳气体保护焊、埋弧焊和电渣焊。药芯焊丝中的药粉成分一般与焊条药皮相似。含有造渣、造气和稳弧成分的药芯焊丝焊接时不需要保护气体，称自保护药芯焊丝，适用于大型焊接结构工程的施工。目前现有技术所制焊丝耐磨性能、硬度得到提高，成本低，但是所制焊接材料强韧性差、对单一组分依耐性大，原料间相互作用不明显，在焊接抗拉强度为650-1000MPa，同时具有优异的低温韧性的高强度钢时，使用现有的焊丝，焊缝金属的碳含量高于母材的碳含量，焊缝金属和进化程度偏高，淬硬性明显大于母材，焊缝金属中易出现冷裂，强韧性不能满足结构强度需要。
技术实现思路
(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种高强韧性焊丝及其制备方法。(二)技术方案本专利技术提出一种高强韧性焊丝，该高强韧性焊丝由以下质量份数的原料制成：碳200-250份、硅锰合金200-300份、钛铁合金20-34份、硅铁合金100-150份、镧50-60份、锶6-15份、镍100-250份、铈100-350份、钼份100-150、银1-5份、锡0.5-1份、锆10-30份、铝矾土20-30份、磷1-4份、硫0.5-1份、铁1500-2000份。优选的，所述硅锰合金内硅含量和锰含量分别为25％和60％，其余为杂质。优选的，所述硅铁合金中硅含量和铁含量分别为70％和20％，其余为杂质。优选的，所述钛铁合金中钛含量小于等于20％。优选的，所述高强韧性焊丝由以下质量份数的原料制成：碳210份、硅锰合金220份、钛铁合金24份、硅铁合金130份、镧52份、锶9份、镍170份、铈200份、钼130份、银3份、锡0.7份、锆20份、铝矾土24份、磷3份、硫0.7份、铁1700份。优选的，所述高强韧性焊丝由以下质量份数的原料制成：碳230份、硅锰合金270份、钛铁合金34份、硅铁合金150份、镧50份、锶15份、镍240份、铈330份、钼份120、银4份、锡0.8份、锆30份、铝矾土27份、磷4份、硫1份、铁2000份优选的，所述高强韧性焊丝由以下质量份数的原料制成：碳200-250份、硅锰合金300份、钛铁合金34份、硅铁合金120份、镧51份、锶13份、镍240份、铈300份、钼130份、银5份、锡0.8份、锆18份、铝矾土21、磷4份、硫0.6份、铁1900份。优选的，所述高强韧性焊丝由以下质量份数的原料制成：碳210份、硅锰合金270份、钛铁合金31份、硅铁合金120份、镧53份、锶8份、镍210份、铈290份、钼份110、银3份、锡0.5份、锆20份、铝矾土26份、磷3份、硫0.7份、铁1800份。本专利技术还提出了一种高强韧性焊丝的制备方法，包括以下步骤：S1原料冶炼，使用熔炼炉熔化铁成铁水，保温20-30分钟，将其余原料加入铁水中，然后调节温度为1000-1200百摄氏度，保温10-30分钟。S2原料搅拌，以150-200转/每分钟的速度机械搅拌原料10-30分钟，过程中向原料中喷入除渣剂，搅拌均匀，随后将铁水冷却至100-150摄氏度。S3将冷却后的铁水加入到球磨罐中，添加适量乙醇，在氩气气氛下以150-200转/每分钟速度研磨二十小时，至铁粉过300-400目筛，随后将铁粉干燥，至水分减少为初始量的百分之五。S4向S3中干燥后的铁粉内润滑剂，润滑剂的质量是铁粉质量的十分之一，混合3-4小时，按需要的规格进行温压成型，得到成型毛坯。S5将成型毛坯在700-800摄氏度条件下充入氩气，预烧15-20分钟，得到高强韧性焊丝。(三)有益效果本专利技术提供了一种高强韧性焊丝及其制备方法，具备以下有益效果：(1)、该高强韧性焊丝，通过在该焊丝中加入硅锰合金，能够有效的降低熔敷金属固态相变温度，提高熔敷金属强度及低温冲击韧性，通过加入钛铁合金，钛在熔敷金属中与锆一起形成的非金属氧化夹杂物，能够有效的细化晶粒提高该焊丝的韧性，在焊丝中使用大量的合金粉料，可以使焊丝在焊接过程中提高其强度及韧性，同时能够提高其耐腐蚀性，同时在低温条件下能够使焊缝处的熔敷金属具有较高的韧性，避免出现焊缝金属冷裂，强韧性不能满足结构强度需要的问题，解决了
技术介绍
中提出的问题。(2)、该高强韧性焊丝，通过向该焊丝中加入硅，能够增加电弧稳定性，作为脱氧剂确保熔敷金属的强度和降低氧含量，通过加入钼，利用固溶强化以提高强度，通过加入镍，利用细化晶粒和固溶强化获得强化效果，同时也是最好的韧化元素，能够显著改善焊缝金属的低温韧性，有效的提高该焊丝强韧性的性能，避免出现焊缝金属冷裂，强韧性不能满足结构强度需要的问题，解决了
技术介绍
中提出的问题。具体实施方式基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了一种技术方案，一种高强韧性焊丝及其制备方法，实施例一高强韧性焊丝由以下质量份数的原料制成：碳210份、硅锰合金220份、钛铁合金24份、硅铁合金130份、镧52份、锶9份、镍170份、铈200份、钼130份、银3份、锡0.7份、锆20份、铝矾土24份、磷3份、硫0.7份、铁1700份。其制备方法包括以下步骤：S1原料冶炼，使用熔炼炉熔化铁成铁水，保温30分钟，将其余原料加入铁水中，然后调节温度为1200百摄氏度，保温30分钟；S2原料搅拌，以200转/每分钟的速度机械搅拌原料30分钟，过程中向原料中喷入除渣剂，搅拌均匀，随后将铁水冷却至150摄氏度；S3将冷却后的铁水加入到球磨罐中，添加适量乙醇，在氩气气氛下以200转/每分钟速度研磨二十小时，至铁粉过400目筛，随后将铁粉干燥，至水分减少为初始量的百分之五；S4向S3中干燥后的铁粉内润滑剂，润滑剂的质量是铁粉质量的十分之一，混合4小时，按需要的规格进行温压成型，得到成型毛坯。S5将成型毛坯在800摄氏度条件下充入氩气，预烧20分钟，得到高强韧性焊丝。采用本实施例制备得到的焊丝具备以下优点：高强度，高强韧性，高湿性，适用范围相比于现有技术中制得的焊丝能够承受更恶劣的环境，适用范围更广。实施例二高强韧性焊丝由以下质量份数的原料制成：碳23本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强韧性焊丝，其特征在于：所述高强韧性焊丝由以下质量份数的原料制成：碳200‑250份、硅锰合金200‑300份、钛铁合金20‑34份、硅铁合金100‑150份、镧50‑60份、锶6‑15份、镍100‑250份、铈100‑350份、钼份100‑150、银1‑5份、锡0.5‑1份、锆10‑30份、铝矾土20‑30份、磷1‑4份、硫0.5‑1份、铁1500‑2000份。

【技术特征摘要】
1.一种高强韧性焊丝，其特征在于：所述高强韧性焊丝由以下质量份数的原料制成：碳200-250份、硅锰合金200-300份、钛铁合金20-34份、硅铁合金100-150份、镧50-60份、锶6-15份、镍100-250份、铈100-350份、钼份100-150、银1-5份、锡0.5-1份、锆10-30份、铝矾土20-30份、磷1-4份、硫0.5-1份、铁1500-2000份。2.根据权利要求1所述的一种高强韧性焊丝，其特征在于，所述硅锰合金内硅含量和锰含量分别为25％和60％，其余为杂质。3.根据权利要求1所述的一种高强韧性焊丝，其特征在于，所述硅铁合金中硅含量和铁含量分别为70％和20％，其余为杂质。4.根据权利要求1所述的一种高强韧性焊丝，其特征在于，所述钛铁合金中钛含量小于等于20％。5.根据权利要求1所述的一种高强韧性焊丝，其特征在于：所述高强韧性焊丝由以下质量份数的原料制成：碳210份、硅锰合金220份、钛铁合金24份、硅铁合金130份、镧52份、锶9份、镍170份、铈200份、钼130份、银3份、锡0.7份、锆20份、铝矾土24份、磷3份、硫0.7份、铁1700份。6.根据权利要求1所述的一种高强韧性焊丝，其特征在于：所述高强韧性焊丝由以下质量份数的原料制成：碳230份、硅锰合金270份、钛铁合金34份、硅铁合金150份、镧50份、锶15份、镍240份、铈330份、钼份120、银4份、锡0.8份、锆30份、铝矾土27份、磷4份、硫1份、铁2000份。7.根据权利要求1所述的一种高强...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶纪明，
申请(专利权)人：镇江市锶达合金材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32