一种用于汽车行业的控铝低渣气保实心焊丝制造技术

本发明专利技术提供了一种用于汽车行业的控铝低渣气保实心焊丝，包括如下质量分数的组分，C 0.06‑0.15wt.％，Mn 0.9‑1.50wt.％；Si 0.55‑0.90wt.％；Al 0.05‑0.15wt.％，Cr 0.05‑0.15wt.％，S 0.005‑0.025wt.％，P≤0.025wt.％，Ni≤0.02wt.％，Mo≤0.02wt.％，Cu0.06‑0.20wt.％，余量为Fe以及不可避免的杂质，各组分的质量分数之和为100％。本发明专利技术所述的焊丝化学成分科学配比，焊接性能稳定，所得熔敷金属具有综合的力学性能，且焊后无焊渣。

【技术实现步骤摘要】
一种用于汽车行业的控铝低渣气保实心焊丝
本专利技术属于焊材
，尤其是涉及一种用于汽车行业的控铝低渣气保实心焊丝。
技术介绍
汽车用钢随着汽车行业的蓬勃发展，用量急剧升高，气体保护焊碳钢实心焊丝是汽车制造中的重要材料。为保证焊接质量，汽车制造中的大量焊缝处需经过表面处理。目前汽车行业实心焊丝存在较多问题：焊渣量相对较大，焊渣难清理，在很多需要后期电泳方式处理的焊缝位置制作困难。并且由于焊渣清除后表面状态与焊缝其他位置不一致，清渣彻底的焊缝也存在影响电泳喷漆效果的问题，造成焊缝部位耐蚀性能下降。针对汽车用低渣实心焊丝，国内外也开展了一些研究。国外开发了一种低渣实心焊丝，该焊丝通过降低Si含量和增加Mn含量在保证强度的前提下使焊后熔渣变少，但是其增加过量Mn后其韧性会有所下降。因此，现需要开发一种少渣或无渣的实心焊丝来用于汽车行业的焊接。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种用于汽车行业的控铝低渣气保实心焊丝，该焊丝的化学成分配比科学，焊接性能稳定，所得熔敷金属具有综合的力学性能，且焊后基本无焊渣。通过向实心焊丝中加入Al的含量来改变实心焊丝焊后渣系，使焊后渣系由MnO-SiO2渣系改变为MnO-SiO2-Al2O3渣系，改变渣系后焊渣呈微小状弥散的分布在焊缝金属中，不形成成片的连续夹渣物。采用该实心焊丝焊接保证焊后焊道成型美观、无需清渣、力学性能满足技术要求，减少焊后人工清渣工时，且电泳喷漆效果更佳。可用于汽车行业的电弧焊接，可以保证焊接质量，提高工作效率。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种用于汽车行业的控铝低渣气保实心焊丝，包括如下质量分数的组分，C0.06-0.15wt.％，Mn0.9-1.50wt.％；Si0.55-0.90wt.％；Al0.05-0.15wt.％，Cr0.05-0.15wt.％，S0.005-0.025wt.％，P≤0.025wt.％，Ni≤0.02wt.％，Mo≤0.02wt.％，Cu0.06-0.20wt.％，余量为Fe以及不可避免的杂质，各组分的质量分数之和为100％。其中Ni、Mo元素为焊丝盘条冶炼过程中无法避免的元素，理论上该设计方案无此类元素依然可行。优选的，所述Al的质量百分比为0.07-0.13wt.％；优选的，0.10-0.12wt.％。优选的，所述Mn的质量百分比为1.2-1.4wt.％。优选的，所述Si的质量百分比为0.6-0.8wt.％。优选的，焊丝熔覆金属的力学性能如下，屈服强度Rp0.2≥420MPa；抗拉强度Rm≥500MPa；断后伸长率A≥22％，低温冲击韧性为：-40℃焊缝冲击功达70J以上。本专利技术还提供一种使用如上所述的用于汽车行业的控铝低渣气保实心焊丝进行焊接的方法，体积百分比组成为Ar占70-90％、CO2占10-30％的富Ar混合气体进行焊接，优选的，采用体积百分比为Ar占80-90％、CO2占10-20％的富Ar混合气体做为保护气进行焊接，焊接参数为：焊接速度：4-8mm/s；气体流量：15-25L/min；电流：260-300A；电压：27-32V左右，道温150-180℃。本专利技术同时提供如上所述的实心焊丝在汽车行业单层单道焊缝板材的连接或部分零件的补焊中的应用。本专利技术焊丝各组分的作用机理及限定原理如下：C：碳是合金钢中必不可少的元素，也是使焊接性恶化的元素，随着碳含量的增加，焊缝金属的强度和硬度有所增加，同时焊接接头的冷裂纹倾向和结晶裂纹都会增大，因而应严格控制焊材中碳的含量。本专利技术中将其限定在0.06-0.15wt.％,Mn：Mn是奥氏体稳定元素，使奥氏体相变移向较低温度。Mn一方面作为脱氧剂，一方面具有细化晶粒和固溶强化的作用。锰含量的增加可增大焊缝金属中针状铁素体含量，减小先共析铁素体数量，还可细化焊缝中珠光体晶粒及由针状铁素体粗晶区和细晶区组成的纤维组织，提高焊缝的强度及淬透性；但过量的锰易产生Mn和P的化合物偏析降低韧性。本专利技术中将其限定在0.90-1.40wt.％,Si：在冶金方面，硅是良好的脱氧剂并可防止CO气孔产生，但由于对焊后渣的考虑，硅含量的增加能够使焊接时生成二氧化硅，其和氧化锰生成渣使焊后渣变多，本专利技术将其限定在:0.45-0.75wt.％，其低于或高于这个范围都会对焊接产生影响。Al：铝元素在焊接中起到脱氧的作用，是很好的脱氧剂，并且其焊接过程中生成氧化铝，使焊后渣系由MnO-SiO2渣系改变为MnO-SiO2-Al2O3渣系，改变渣系后焊渣的熔点及表面张力都发生变化，使焊渣呈微小状弥散的分布在焊缝金属中。但过多的铝元素使得焊缝中产生夹渣，对焊后力学性能不利。且过多的Al元素使脱氧过度导致焊接时铁水的流动性变差本专利技术中将其限定在0.05-0.15wt.％,S：本专利技术中S元素的主要作用为增加焊接时铁水的流动性，但过量的S会对焊接过程产生不利的影响，因此，本专利技术将其限定在:0.005-0.025wt.％Cr：本专利技术中Cr元素的主要作用是增加焊丝的电阻率，来焊接时增加单位时间焊丝的热量，增加焊丝焊接时的融化速度，但过量的Cr会对焊缝产生其他不利影响。因此，本专利技术将其限定在:Cr0.05-0.15wt.％。Cu：本专利技术中铜元素主要作用是增加焊接时焊丝的导电性，减小焊接时送丝的阻力，但过量的Cu会对焊缝产生其他不利影响。因此，本专利技术将其限定在:Cu0.06-0.20wt.％。P：磷是有害元素，因为磷化物夹杂可以成为氢诱发开裂的出发点，且容易产生热裂纹。但是由于工艺条件的限制，无法完全避免P，因此，本专利技术基于焊材纯净化设计思路，将其限定为：P:≤0.025wt.％。Ni、Mo：Ni、Mo元素为焊丝盘条冶炼过程中无法避免的元素，理论上该设计方案无此类元素依然可行。因此，本专利技术将其限定为：Ni≤0.02wt.％，Mo≤0.02wt.％；通过C、Mn、Si的固溶强化来保证焊缝强度，通过加入适量Al元素来防止降低硅元素而脱氧能力不够的现象，并且通过加入部分Al元素，使焊后渣系由MnO-SiO2渣系改变为MnO-SiO2-Al2O3渣系，改变渣系后焊渣的熔点及表面张力都发生变化，来使焊丝焊渣能够弥散的分布在焊缝金属中，使其成为促进形核的质点，来保证能够细化晶粒且不形成夹渣。本专利技术主要特征之一是将实心焊丝中的Mn和Si的含量控制在一定比例，通过降低Si的含量、加入少量的Al,使焊后渣系由MnO-SiO2渣系改变为MnO-SiO2-Al2O3渣系，增加熔渣熔点，使焊丝在脱氧能力足够的前提下焊接时形成分散的、细小的高熔点焊渣，焊缝焊渣在焊缝金属凝固过程中融入焊缝金属，其做为形核质点促进形核，使焊渣弥散的分布在焊缝中且不影响焊接性能。相对于现有技术，本专利技术所述的用于汽车行业的控铝低渣气保实心焊丝，具有以下优势：与传统的焊丝进行对比发现，本专利技术的低焊渣焊丝其焊后焊缝上分布的渣明显减少。本专利技术焊丝通过加入适量的铝元素，使焊后焊缝处无需清渣，降低人工清渣工时，且不影响本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于汽车行业的控铝低渣气保实心焊丝，其特征在于：包括如下质量分数的组分，C 0.06-0.15wt.％，Mn 0.9-1.50wt.％；Si 0.55-0.90wt.％；Al 0.05-0.15wt.％，Cr0.05-0.15wt.％，S 0.005-0.025wt.％，P≤0.025wt.％，Ni≤0.02wt.％，Mo≤0.02wt.％，Cu 0.06-0.20wt.％，余量为Fe以及不可避免的杂质，各组分的质量分数之和为100％。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于汽车行业的控铝低渣气保实心焊丝，其特征在于：包括如下质量分数的组分，C0.06-0.15wt.％，Mn0.9-1.50wt.％；Si0.55-0.90wt.％；Al0.05-0.15wt.％，Cr0.05-0.15wt.％，S0.005-0.025wt.％，P≤0.025wt.％，Ni≤0.02wt.％，Mo≤0.02wt.％，Cu0.06-0.20wt.％，余量为Fe以及不可避免的杂质，各组分的质量分数之和为100％。


2.根据权利要求1所述的用于汽车行业的控铝低渣气保实心焊丝，其特征在于：所述Al的质量百分比为0.07-0.13wt.％；优选的，0.10-0.12wt.％。


3.根据权利要求1所述的用于汽车行业的控铝低渣气保实心焊丝，其特征在于：所述Mn的质量百分比为1.2-1.4wt.％。


4.根据权利要求1所述的用于汽车行业的控铝低渣气保实心焊丝，其特征在于：所述Si的质量...

【专利技术属性】
技术研发人员：兰久祥，鲁科明，邢俊瑛，吕林林，钱广禄，
申请(专利权)人：天津市金桥焊材集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12